DE102012207181A1

DE102012207181A1 - Diaphragm pump for use as metering device, for conveying e.g. aqueous urea water solution, for exhaust gas after-treatment device in motor car, has working piston whose end is connected with membrane based on deformation

Info

Publication number: DE102012207181A1
Application number: DE201210207181
Authority: DE
Inventors: Matthias Burger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2013-10-31

Abstract

The pump (1) has a pumping chamber (3) divided into a pressure chamber (5) and a delivery chamber (6) by a resilient deformable membrane (4). The pressure chamber is filled with pressure medium, and the delivery chamber is filled with medium to be delivered. An increase device (18) increases pressure of the pressure medium to reduce the delivery chamber by deformation of the membrane. An actuatable working piston (7) with an end (9) extends into the pressure chamber. The end of the working piston is positively connected with the membrane based on the deformation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranpumpe zum Fördern eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbesondere eines flüssigen Reduktionsmittels für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, mit einer Pumpenkammer, die durch eine elastisch verformbare Membran in einen Druckraum und einen Förderraum geteilt ist, wobei der Druckraum mit einem Druckmedium und der Förderraum mit dem zu fördernden Medium gefüllt/füllbar ist, mit einer Einrichtung zum Erhöhen des Drucks des Druckmediums, um den Förderraum durch eine Verformung der Membran zu verkleinern, und mit einem betätigbaren Arbeitskolben, der mit einem Ende in den Druckraum ragt. Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebsvorrichtung. The invention relates to a diaphragm pump for conveying a liquid or gaseous medium, in particular a liquid reducing agent for an exhaust aftertreatment device, with a pump chamber which is divided by an elastically deformable membrane into a pressure chamber and a delivery chamber, wherein the pressure chamber with a pressure medium and the delivery chamber with the medium to be conveyed is filled / filled, with a device for increasing the pressure of the pressure medium to reduce the delivery space by a deformation of the membrane, and with an actuable working piston, which protrudes with one end into the pressure space. The invention further relates to a drive device.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist die Einhaltung von Schadstoffemissionen oberstes Ziel. Insbesondere bei mit Diesel betriebenen Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist eine Reduzierung von im Abgas enthaltenen Stickoxiden in Zukunft zwingend erforderlich. Eine Möglichkeit der Reduzierung der Stickoxide ist die selektive katalytische Reduktion. Dabei wird eine wässrige Harnstoffwasserlösung in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine eingesprüht/eingespritzt. In der Abgasleitung wird aus der Harnstoffwasserlösung Ammoniak freigesetzt, das mit den Stickoxiden reagiert und dadurch die Schadstoffemissionen des Abgases vermindert. In the development of internal combustion engines, compliance with pollutant emissions is the top priority. In particular, in diesel-powered internal combustion engines of motor vehicles, a reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is mandatory in the future. One way of reducing nitrogen oxides is selective catalytic reduction. In this case, an aqueous urea water solution is sprayed / injected into an exhaust pipe of the internal combustion engine. In the exhaust pipe ammonia is released from the urea water solution, which reacts with the nitrogen oxides and thereby reduces the pollutant emissions of the exhaust gas.

Eine Membranpumpe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der WO 2008/031419 A2 bekannt. Die bekannte Membranpumpe weist einen Förderraum und einen Druckraum auf, die mittels einer Membran voneinander getrennt sind. Der Förderraum ist mit einer zu fördernden Flüssigkeit füllbar und der Druckraum ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. In dem Druckraum sind ferner ein Arbeitskolben und ein Antriebskolben aufgenommen. Durch Betätigung des Antriebskolbens wird der Arbeitskolben in einen Bereich des Druckraums gedrängt, der in Fluidverbindung mit der Membran steht. Somit wird durch den Arbeitskolben der Druck der Hydraulikflüssigkeit innerhalb dieses Bereichs des Druckraums erhöht, sodass die Membran durch die Hydraulikflüssigkeit verformt und dabei der Förderraum verkleinert wird. Die im Förderraum enthaltene Flüssigkeit wird demzufolge durch einen dem Förderraum zugeordneten Kanal aus dem Förderraum herausgedrängt und somit gefördert. A diaphragm pump of the type mentioned is for example from the WO 2008/031419 A2 known. The known diaphragm pump has a delivery chamber and a pressure chamber, which are separated from each other by means of a membrane. The delivery chamber can be filled with a liquid to be conveyed and the pressure chamber is filled with a hydraulic fluid. In the pressure chamber, a working piston and a drive piston are also added. By actuating the drive piston, the working piston is forced into a region of the pressure chamber which is in fluid communication with the diaphragm. Thus, the pressure of the hydraulic fluid is increased within this range of the pressure chamber by the working piston, so that the diaphragm is deformed by the hydraulic fluid and thereby the delivery chamber is reduced. The liquid contained in the pumping chamber is consequently pushed out of the pumping chamber by a channel associated with the pumping chamber and thus conveyed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Membranpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist derart ausgebildet, dass zusätzlich zum Vorsehen der Einrichtung das Ende des Arbeitskolbens formschlüssig mit der Membran zu deren Verformung verbunden ist. Zur Erhöhung des Drucks des Druckmediums dient also nicht der Arbeitskolben, sondern eine von dem Arbeitskolben verschiedene Einrichtung. Die Membran kann insofern einerseits durch den betätigbaren Arbeitskolben und andererseits durch das Druckmedium in Verbindung mit der Einrichtung verformt werden, wobei der Arbeitskolben unabhängig von dem Druckmedium und der Einrichtung ist. Vorzugsweise werden sie für den Betrieb der Membranpumpe jedoch gemeinsam, insbesondere in Abhängigkeit voneinander, verwendet. Das zu fördernde Medium wird aus dem Förderraum ausgestoßen, indem durch den Antriebskolben und/oder durch das Druckmedium, vorzugsweise durch beide, eine Kraft auf die Membran ausgeübt und diese verformt wird und sich folglich das Volumen des Förderraums verkleinert. Wird danach die Membran vom Arbeitskolben mit einer in die entgegengesetzte Richtung wirkenden Kraft beaufschlagt, insbesondere bei gleichzeitiger Absenkung des Drucks des Druckmediums im Druckraum, so wird das Volumen des Förderraums vergrößert und zu förderndes Medium in den Förderraum angesaugt. Durch die mechanische Verbindung des Arbeitskolbens mit der Membran wird insbesondere bei dem Ansaugen des zu fördernden Mediums vorteilhafterweise ein höherer Wirkungsgrad der Membranpumpe erzielt als dies bei bekannten Membranpumpen der Fall ist. Zum Ausstoßen des Mediums aus dem Förderraum wird die Membran einerseits durch die Erhöhung des Drucks des Druckmediums im Druckraum und andererseits durch eine mechanische Betätigung mittels des Arbeitskolbens verformt. Durch den daraus resultierenden hybriden Betrieb der Membranpumpe wird vorteilhafterweise die erforderliche elektrische Antriebsleistung der Membranpumpe reduziert und außerdem das Druckpotential der Membranpumpe erhöht. Von Vorteil ist ferner, dass aufgrund der Verbindung der Membran mit dem Arbeitskolben ein hoher Wirkungsgrad der Membranpumpe erzielt wird und dabei gleichzeitig die Membran durch das Druckmedium gleichmäßig kraftbeaufschlagt wird. Die Membranpumpe eignet sich insbesondere auch als Dosiereinrichtung, da durch ihre hybride Ausbildung eine genaue Dosierung des zu fördernden Mediums möglich ist. Insofern ist bei der Verwendung der Membranpumpe in einer Abgasnachbehandlungseinrichtung ein separates Dosierventil nicht erforderlich. Der betätigbare Arbeitskolben durchsetzt vorzugsweise einen Öffnungskanal eines die Pumpenkammer begrenzenden Pumpengehäuses der Membranpumpe, sodass ermöglicht wird, dass das eine Ende des Arbeitskolbens in den Druckraum ragt. Daher kann vorteilhafterweise eine Antriebseinrichtung, die der Betätigung des Arbeitskolbens dient, außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet sein.The diaphragm pump according to the invention with the features of claim 1 is designed such that in addition to providing the device, the end of the working piston is positively connected to the diaphragm to the deformation thereof. To increase the pressure of the pressure medium so does not serve the working piston, but a different from the piston device. The diaphragm can be deformed on the one hand by the actuable working piston and on the other hand by the pressure medium in connection with the device, wherein the working piston is independent of the pressure medium and the device. Preferably, however, they are used together for the operation of the diaphragm pump, in particular as a function of one another. The medium to be delivered is expelled from the delivery chamber by a force exerted by the drive piston and / or by the pressure medium, preferably by both, on the membrane and this is deformed and thus reduces the volume of the delivery chamber. If thereafter the membrane is acted upon by the working piston with a force acting in the opposite direction, in particular with a simultaneous lowering of the pressure of the pressure medium in the pressure space, the volume of the delivery space is increased and the medium to be delivered is sucked into the delivery space. Due to the mechanical connection of the working piston to the membrane, a higher efficiency of the diaphragm pump is advantageously achieved, in particular during the suction of the medium to be pumped, than is the case with known diaphragm pumps. For ejecting the medium from the delivery chamber, the membrane is deformed on the one hand by increasing the pressure of the pressure medium in the pressure chamber and on the other hand by a mechanical actuation by means of the working piston. The resulting hybrid operation of the diaphragm pump advantageously reduces the required electrical drive power of the diaphragm pump and also increases the pressure potential of the diaphragm pump. A further advantage is that due to the connection of the membrane with the working piston, a high efficiency of the diaphragm pump is achieved and at the same time the membrane is uniformly subjected to force by the pressure medium. The membrane pump is particularly suitable as a metering device, as a precise dosage of the medium to be delivered is possible by their hybrid design. In this respect, when using the diaphragm pump in an exhaust aftertreatment device, a separate metering valve is not required. The actuatable working piston preferably passes through an opening channel of a pump housing bounding the pump chamber of the diaphragm pump, so that it is made possible that the one end of the working piston projects into the pressure chamber. Therefore, advantageously, a drive device, which serves to actuate the working piston, be arranged outside of the pump housing.

Insbesondere kann das Druckmedium eine Flüssigkeit sein. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Druckmedium gasförmig, insbesondere Luft, ist. Vorteilhafterweise ist die Membranpumpe bei der Verwendung eines gasförmigen Druckmediums, insbesondere Luft, eisdruckfest. Befindet sich die Membranpumpe nicht in Betrieb, so muss der Förderraum nicht entleert werden, um Eisdruckschäden zu vermeiden. Vielmehr kann sich eine in dem Förderraum befindliche, gefrierende Flüssigkeit in Richtung des Druckraums unter Verformung der Membran ausdehnen, ohne dass die Membranpumpe dabei Schäden annimmt. Ferner sind gasförmige Druckmedien im Vergleich zu flüssigen Druckmedien deutlich leichter, was insbesondere bei einer Verwendung der Membranpumpe in einem Kraftfahrzeug von Vorteil ist. In particular, the pressure medium may be a liquid. In a preferred embodiment of the invention, however, it is provided that the pressure medium is gaseous, in particular air. Advantageously, the diaphragm pump is ice pressure resistant when using a gaseous pressure medium, in particular air. If the diaphragm pump is not in operation, the delivery chamber does not need to be emptied in order to avoid ice pressure damage. On the contrary, a freezing liquid located in the delivery chamber can expand in the direction of the pressure chamber with deformation of the membrane without the membrane pump taking on damage. Furthermore, gaseous pressure media compared to liquid media are much easier, which is particularly advantageous when using the diaphragm pump in a motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Erhöhen des Drucks des Druckmediums eine Druckquelle, insbesondere einen Druckerzeuger und/oder einen Druckspeicher, aufweist, wobei die Druckquelle bevorzugt außerhalb des Druckraums angeordnet und mit dem Druckraum verbunden ist. Mittels der Druckquelle lässt sich insofern insbesondere der Druck der in dem Druckraum befindlichen Luft erhöhen. Die Druckquelle ist vorzugsweise als ein Druckerzeuger, beispielsweise ein Verdichter und/oder eine Pumpe, und/oder ein Druckspeicher, beispielsweise ein Hydraulikspeicher, ausgebildet. Die Druckquelle ist vorzugsweise außerhalb des die Pumpenkammer begrenzenden Pumpengehäuses beziehungsweise in/an diesem angeordnet.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the means for increasing the pressure of the pressure medium comprises a pressure source, in particular a pressure generator and / or a pressure accumulator, wherein the pressure source is preferably arranged outside the pressure chamber and connected to the pressure chamber. In particular, the pressure of the air in the pressure chamber can be increased by means of the pressure source. The pressure source is preferably designed as a pressure generator, for example a compressor and / or a pump, and / or a pressure accumulator, for example a hydraulic accumulator. The pressure source is preferably arranged outside of the pump housing bounding the pump housing or in / at this.

In einer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Einstellung des Drucks des Druckmediums ein Ventil aufweist, das durch den Arbeitskolben betätigbar ist. Durch die vorzugsweise lineare Bewegung des Arbeitskolbens wird das Ventil betätigt, also geöffnet und geschlossen. Hierzu ist der Arbeitskolben mit dem Ventil bevorzugt mechanisch wirkverbunden. Besonders bevorzugt bildet der Arbeitskolben einen Teil des Ventils. Die Betätigung des Ventils mittels des Arbeitskolbens hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Aktuator zur Betätigung des Ventils benötigt wird. Insofern können Kosten und Bauraum gespart werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the device for adjusting the pressure of the pressure medium has a valve which can be actuated by the working piston. Due to the preferably linear movement of the working piston, the valve is actuated, that is opened and closed. For this purpose, the working piston with the valve is preferably mechanically operatively connected. Particularly preferably, the working piston forms part of the valve. The operation of the valve by means of the working piston has the advantage that no additional actuator for actuating the valve is needed. In this respect, costs and installation space can be saved.

Es ist vorteilhaft, wenn mindestens ein Luftkanal vorgesehen ist, der die Druckquelle mit dem Druckraum verbindet, wobei der Luftkanal zumindest abschnittsweise durch den Arbeitskolben verläuft. Durch den Luftkanal kann also der Druck des Druckmediums, insbesondere der Luft, im Druckraum erhöht werden, indem mittels der Druckquelle Druckmedium in den Druckraum gefördert wird. Der Luftkanal wird bevorzugt durch mindestens einen in dem Pumpengehäuse ausgebildeten Durchlasskanal und/oder mindestens einen im Arbeitskolben ausgebildeten Kanal gebildet. Der mindestens eine im Arbeitskolben ausgebildete Kanal mündet vorzugsweise in den Druckraum.It is advantageous if at least one air channel is provided, which connects the pressure source with the pressure chamber, wherein the air duct extends at least in sections through the working piston. Through the air duct so the pressure of the pressure medium, in particular the air, can be increased in the pressure chamber by means of the pressure source pressure medium is conveyed into the pressure chamber. The air channel is preferably formed by at least one passage channel formed in the pump housing and / or at least one channel formed in the working piston. The at least one channel formed in the working piston preferably opens into the pressure chamber.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Membran ein becherförmiges Kupplungselement aufweist, das mit dem Ende des Arbeitskolbens eine Hintergriffsitzanordnung bildet. Die formschlüssige Verbindung des Endes des Arbeitskolbens mit der Membran wird also durch das becherförmige Kupplungselement der Membran realisiert. Vorzugsweise greift das Ende des Arbeitskolbens in das becherförmige Kupplungselement an dessen offener Stirnseite ein und wird von dem Kupplungselement bereichsweise umgriffen. Dadurch wird ein Hintergriff erzielt und die Membran folglich am Arbeitskolben gehalten. It is preferably provided that the membrane has a cup-shaped coupling element which forms a rear handle seating arrangement with the end of the working piston. The positive connection of the end of the working piston with the membrane is thus realized by the cup-shaped coupling element of the membrane. Preferably, the end of the working piston engages in the cup-shaped coupling element at the open end side and is surrounded by the coupling element partially. As a result, a rear grip is achieved and the diaphragm is consequently held on the working piston.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kupplungselement und der Arbeitskolben relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Bewegung einseitig durch eine Arbeitskolbenstoßfläche des Kupplungselements und anderseitig durch die Hintergriffsitzanordnung begrenzt ist. Das Kupplungselement, und insofern die Membran, und der Arbeitskolben sind also nicht relativ zueinander starr fixiert. Vielmehr sind sie derart aneinander fixiert, dass eine Relativbewegung zwischen dem Kupplungselement und dem Arbeitskolben möglich ist. Die Relativbewegung des Kupplungselements und des Arbeitskolbens zueinander erfolgt vorzugsweise entlang der Längsachse des Arbeitskolbens, das heißt entlang dessen Betätigungsachse. Die Relativbewegung ist einerseits durch die Arbeitskolbenstoßfläche des Kupplungselements begrenzt, die vorzugsweise starr ausgebildet ist, um eine Verformung von dieser bei Anschlag des Arbeitskolbens zu vermeiden und die zweckmäßigerweise vom geschlossenen Boden des Kupplungselements gebildet wird. Anderseits ist die Relativbewegung durch die Hintergriffsitzanordnung begrenzt, die vorzugsweise ebenfalls zumindest eine insbesondere ringförmige Stoßfläche für das Kupplungselement und/oder den Arbeitskolben ausbildet. Insbesondere erfolgt erst dann eine Verformung der Membran mittels des Arbeitskolbens, wenn der Arbeitskolben an der Arbeitskolbenstoßfläche anliegt und eine Kraft auf diese ausübt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the coupling element and the working piston are movable relative to each other, wherein the movement is limited on one side by a working piston butting surface of the coupling element and on the other side by the rear handle seating arrangement. The coupling element, and insofar the membrane, and the working piston are thus not rigidly fixed relative to each other. Rather, they are fixed to each other in such a way that a relative movement between the coupling element and the working piston is possible. The relative movement of the coupling element and the working piston relative to one another preferably takes place along the longitudinal axis of the working piston, that is to say along its actuating axis. The relative movement is limited on the one hand by the working piston thrust surface of the coupling element, which is preferably rigid, in order to avoid deformation of this when the working piston stops and which is expediently formed by the closed bottom of the coupling element. On the other hand, the relative movement is limited by the rear grip seat assembly, which preferably also forms at least one particular annular abutment surface for the coupling element and / or the working piston. In particular, a deformation of the membrane by means of the working piston takes place only when the working piston rests against the working piston thrust surface and exerts a force on it.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zumindest abschnittsweise durch den Arbeitskolben verlaufende Luftkanal in das becherförmige Kupplungselement mündet. Das Kupplungselement der Membran ist also in dem Druckraum angeordnet beziehungsweise ragt bereichsweise in diesen hinein. Durch den Luftkanal in Richtung des Druckraums strömende Luft tritt somit zunächst in einen innerhalb des Kupplungselements liegenden Bereich des Druckraums. It is preferably provided that the at least partially extending through the working piston air channel opens into the cup-shaped coupling element. The coupling element of the membrane is thus arranged in the pressure chamber or projects into this area in some areas. Air flowing through the air duct in the direction of the pressure chamber thus initially enters a region of the pressure chamber lying within the coupling element.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Hintergriffsitzanordnung das Ventil bildet, so dass das Ventil zwischen dem Luftkanal und dem Druckraum zwischengeschaltet ist. Der in das Kupplungselement mündende Luftkanal steht strömungstechnisch mit dem außerhalb des Kupplungselements liegenden Bereich des Druckraums über die Hintergriffsitzanordnung in Verbindung. Die Hintergriffsitzanordnung bildet dabei das bereits erwähnte Ventil. Das Ventil weist eine Schließstellung auf, in der die strömungstechnische Verbindung zwischen dem außerhalb des Kupplungselements liegenden Bereich des Druckraums und dem innerhalb des Kupplungselements liegenden Bereich des Druckraums unterbrochen ist. Insofern ist die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Luftkanal und dem Druckraum im Wesentlichen unterbrochen. In der Schließstellung liegen ein Abschnitt des Kupplungselements und das Ende des Arbeitskolbens, welche gemeinsam die Hintergriffsitzanordnung ausbilden, bevorzugt dichtend aneinander an. Vorzugsweise weist dazu das Ende des Arbeitskolbens einen Dichtungsring auf und das Kupplungselement bildet einen Ventilsitz aus. Ferner weist das Ventil mindestens eine Offenstellung auf, in der eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem gesamten Druckraum und dem Luftkanal besteht. Insbesondere wird das Ventil in Abhängigkeit der Betätigungsrichtung des Arbeitskolbens geöffnet und geschlossen. Vorzugsweise wird das Ventil geöffnet, wenn der Arbeitskolben einen Druck auf die Membran ausübt, und es wird geschlossen, wenn der Arbeitskolben einen Zug auf die Membran ausübt. In particular, it is provided that the rear handle seating arrangement forms the valve, so that the valve between the air duct and the pressure chamber is interposed. The opening into the coupling element air duct is fluidly connected to the outside of the coupling element lying region of the pressure chamber via the rear handle seat assembly in connection. The rear handle seating arrangement forms the already mentioned valve. The valve has a closed position in which the fluidic connection between the lying outside of the coupling element region of the pressure chamber and the lying within the coupling element region of the pressure chamber is interrupted. In this respect, the fluidic connection between the air duct and the pressure chamber is substantially interrupted. In the closed position, a portion of the coupling element and the end of the working piston, which together form the rear handle seat assembly, preferably sealingly abut each other. Preferably, the end of the working piston has a sealing ring and the coupling element forms a valve seat. Furthermore, the valve has at least one open position in which there is a fluidic connection between the entire pressure chamber and the air channel. In particular, the valve is opened and closed depending on the direction of actuation of the working piston. Preferably, the valve is opened when the working piston exerts pressure on the diaphragm, and it is closed when the working piston exerts a tension on the diaphragm.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem Druckraum mindestens ein Auslasskanal zugeordnet ist, der insbesondere mit einer Drossel versehen ist. Der Auslasskanal ist also einerseits mit dem Druckraum und andererseits vorzugsweise mit der Umgebung der Membranpumpe verbunden, sodass an einem Ende des Auslasskanals der in der Druckkammer herrschende Druck und am anderen Ende des Auslasskanals Umgebungsdruck vorliegt. Insofern kann sich der Druck der im Druckraum befindlichen Luft kontinuierlich absenken, indem Luft aus dem Druckraum durch den Auslasskanal – aufgrund der Druckdifferenz – herausströmt. Durch das Vorsehen der Drossel lässt sich die Rate der ausströmenden Luft einstellen. Vorzugsweise ist die Drossel als ein verjüngter Bereich des Auslasskanals ausgebildet. Vorzugsweise sind das Ventil und die Drossel derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass bei geöffnetem Ventil eine Erhöhung der im Druckraum befindlichen Luft und somit eine Verformung der Membran erfolgt, wodurch der Förderraum verkleinert und das zu fördernde Medium ausgestoßen wird. Die Dimensionierung/Ausbildung von Ventil und Drossel ist also derart gewählt, dass durch das geöffnete Ventil mehr Luft in den Druckraum einströmt als durch den die Drossel aufweisenden Auslasskanal aus dem Druckraum gleichzeitig entweichen kann. Die Drossel ist bevorzugt ferner derart ausgebildet, dass sich der Druck im Druckraum bei geschlossenem Ventil ausreichend schnell verringert, um eine Rückverformung der Membran bei einem durch den Arbeitskolben initiierten Saugvorgang, bei welchem der Förderraum zum Ansaugen des zu fördernden Mediums vergrößert wird, zu ermöglichen.A development of the invention provides that at least one outlet channel is associated with the pressure chamber, which is provided in particular with a throttle. The outlet channel is therefore connected on the one hand to the pressure chamber and on the other hand preferably to the surroundings of the diaphragm pump so that the pressure prevailing in the pressure chamber at one end of the outlet channel and ambient pressure at the other end of the outlet channel. In this respect, the pressure of the air in the pressure chamber can continuously lower by air from the pressure chamber through the outlet channel - due to the pressure difference - flows out. By providing the throttle, the rate of the outflowing air can be adjusted. Preferably, the throttle is formed as a tapered portion of the exhaust passage. Preferably, the valve and the throttle are designed coordinated with one another such that when the valve is open an increase in the air in the pressure chamber and thus a deformation of the membrane takes place, whereby the delivery chamber is reduced and the medium to be delivered is ejected. The dimensioning / design of valve and throttle is thus selected such that more air flows through the open valve into the pressure chamber than can escape from the pressure chamber at the same time by the outlet channel having the throttle. The throttle is preferably further designed such that the pressure in the pressure chamber is reduced sufficiently rapidly when the valve is closed in order to allow re-deformation of the membrane at a suction initiated by the working piston, in which the pumping chamber is enlarged to suck the medium to be pumped.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn dem Förderraum mindestens ein Zulaufkanal und mindestens ein Ablaufkanal zugeordnet sind. Der Zulaufkanal und der Ablaufkanal dienen dazu, das zu fördernde Medium in den Förderraum einzubringen beziehungsweise auszubringen. Der Zulaufkanal und der Ablaufkanal sind insbesondere jeweils mit einem Rückschlagventil versehen. Die Rückschlagventile wirken in entgegengesetzte Richtungen, das heißt ihre Durchlassrichtungen weisen in entgegengesetzte Richtungen. Durch die Rückschlagventile wird also die Funktion der Kanäle als Zulaufkanal beziehungsweise Ablaufkanal festgelegt. It is also advantageous if at least one inlet channel and at least one outlet channel are assigned to the delivery chamber. The inlet channel and the outlet channel serve to introduce or dispense the medium to be conveyed into the delivery chamber. The inlet channel and the outlet channel are in particular each provided with a check valve. The check valves act in opposite directions, that is, their passage directions point in opposite directions. By the check valves so the function of the channels is set as inlet channel or outlet channel.

Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebsvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Membranpumpe aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Membranpumpe gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungen ausgebildet ist. Bei dem zu fördernden Medium handelt es sich bevorzugt um ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere eine wässrige Harnstoffwasserlösung.The invention further relates to a drive device, in particular of a motor vehicle, with an internal combustion engine and an exhaust aftertreatment device, the exhaust aftertreatment device having a diaphragm pump. According to the invention it is provided that the diaphragm pump is formed according to one or more of the preceding embodiments. The medium to be conveyed is preferably a liquid reducing agent, in particular an aqueous urea-water solution.

Weiterhin ist vorzugsweise eine Abgasnachbehandlungseinrichtung vorgesehen, die eine Membranpumpe gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungen aufweist. Furthermore, an exhaust aftertreatment device is preferably provided which has a diaphragm pump according to one or more of the preceding embodiments.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigt die einzigeThe drawing illustrates the invention with reference to an embodiment, and that shows the only

Figur eine schematische Darstellung einer Membranpumpe.Figure a schematic representation of a diaphragm pump.

Die Figur zeigt eine Membranpumpe 1, die ein Pumpengehäuse 2 aufweist. In dem Pumpengehäuse 2 ist eine Pumpenkammer 3 ausgebildet. Die Pumpenkammer 3 ist mittels einer elastisch verformbaren Membran 4 in einen Druckraum 5 und einen Förderraum 6 unterteilt. Der Förderraum 6 ist mit einem mittels der Membranpumpe 1 zu fördernden Medium, insbesondere einem flüssigen Reduktionsmittel für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, füllbar. Der Druckraum 5 ist mit einem Druckmedium, vorzugsweise Luft, gefüllt. The figure shows a diaphragm pump 1 that is a pump housing 2 having. In the pump housing 2 is a pump chamber 3 educated. The pump chamber 3 is by means of an elastically deformable membrane 4 in a pressure room 5 and a pump room 6 divided. The pump room 6 is with one by means of the diaphragm pump 1 to be conveyed medium, in particular a liquid reducing agent for an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle, fillable. The pressure room 5 is filled with a pressure medium, preferably air.

Die Membranpumpe 1 weist einen Arbeitskolben 7 auf. Der Arbeitskolben 7 durchsetzt einen Öffnungskanal 8 des Pumpengehäuses 2. Der Öffnungskanal 8 mündet in dem Druckraum 5. Der Arbeitskolben 7 ragt somit mit seinem einen Ende 9 in den Druckraum 5 hinein. Der Arbeitskolben 7 ist entlang seiner Längsachse verlagerbar. Dazu ist eine Antriebsvorrichtung 10 vorgesehen, mittels welcher der Arbeitskolben 7 betätigbar ist. Die Antriebsvorrichtung 10 ist außerhalb des Pumpengehäuses 2 angeordnet. Vorliegend ist die Antriebsvorrichtung 10 als Exzenterantrieb 11 ausgebildet. Durch den Exzenterantrieb 11 wird eine Bewegung des Arbeitskolbens 7 in eine erste Richtung entlang seiner Längsachse erzielt (Abwärtshub). Der Arbeitskolben 7 ist außerdem federbeaufschlagt. Der Arbeitskolben 7 wird von einer Feder 12 in eine der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung gedrängt (Aufwärtshub). Bei der Feder 12 handelt es sich um eine den Arbeitskolben 7 umgebenden Schraubendruckfeder 13, die mit ihrem einen Ende 14 an einer Außenseite des Pumpengehäuses 2 und mit ihrem anderen Ende 15 an einem Arbeitskolbenanschlag 16 anliegt, wobei der Arbeitskolbenanschlag 16 an dem aus dem Pumpengehäuse 2 herausragenden Ende 17 des Arbeitskolbens 7 befestigt beziehungsweise ausgebildet ist. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung 10 eine Magnetspule zur Betätigung des Arbeitskolbens 7 umfassen. The diaphragm pump 1 has a working piston 7 on. The working piston 7 passes through an opening channel 8th of the pump housing 2 , The opening channel 8th flows into the pressure room 5 , The working piston 7 thus stands with its one end 9 in the pressure room 5 into it. The working piston 7 is displaceable along its longitudinal axis. This is a drive device 10 provided by means of which the working piston 7 is operable. The drive device 10 is outside the pump housing 2 arranged. The present invention is the drive device 10 as an eccentric drive 11 educated. By the eccentric drive 11 becomes a movement of the working piston 7 achieved in a first direction along its longitudinal axis (downhill). The working piston 7 is also spring loaded. The working piston 7 is from a spring 12 pushed in a second direction opposite the first direction (upstroke). At the spring 12 it is a working piston 7 surrounding helical compression spring 13 that with one end 14 on an outside of the pump housing 2 and with their other end 15 on a working piston stop 16 is applied, wherein the working piston stop 16 at the out of the pump housing 2 outstanding ending 17 of the working piston 7 is attached or formed. Alternatively, the drive device 10 a solenoid for actuating the working piston 7 include.

Die Membranpumpe 1 weist ferner eine Einrichtung 18 auf, die dazu dient, den Druck der Luft in dem Druckraum 5 zu erhöhen. Die Einrichtung 18 weist eine Druckquelle 19 auf, die vorzugsweise als Druckerzeuger und/oder Druckspeicher ausgebildet ist. Die Druckquelle 19 ist außerhalb des Druckraums 5, insbesondere außerhalb des Pumpengehäuses 2, angeordnet. Die Druckquelle 19 ist mittels eines Luftkanals 20 mit dem Druckraum 5 verbunden. Der Luftkanal 20 wird abschnittsweise von einem Durchlasskanal 21 in dem Pumpengehäuse 2 ausgebildet. Dieser Durchlasskanal 21 mündet in den Öffnungskanal 8 des Pumpengehäuses 2, in dem der Antriebskolben 7 angeordnet ist. Im Bereich der Mündung des Durchlasskanals 21 in den Öffnungskanal 8 weist der Öffnungskanal 8 einen größeren Querschnitt als der Arbeitskolben 7 und als der übrige Bereich des Öffnungskanals 8 auf, wobei in diesem übrigen Bereich der Querschnitt des Öffnungskanals 8 im Wesentlichen dem Querschnitt des Arbeitskolbens 7 entspricht. Aufgrund des größeren Querschnitts kann durch den Durchlasskanal 21 strömende Luft den Arbeitskolben 7 in diesem Bereich vollständig umgeben, sodass keine unvorteilhaften Querkräfte auf den Arbeitskolben 7 wirken. Der Arbeitskolben 7 weist einen senkrecht zur Längsachse des Arbeitskolbens 7 verlaufenden Querkanal 22 auf, wobei der Querkanal 22 den Arbeitskolben 7 vollständig durchsetzt. Unabhängig von der durch die Antriebsvorrichtung 10 und die Schraubendruckfeder 13 bedingten momentanen Position des Arbeitskolbens 7 steht der Querkanal 22 aufgrund des bereichsweise vergrößerten Querschnitts der Öffnungskanals 8 stets in strömungstechnischer Verbindung mit dem Durchlasskanal 21. Außerdem weist der Arbeitskolben 7 einen Längskanal 23 auf, der entlang der Längsachse des Arbeitskolbens 7 verläuft. Der Querkanal 22 und der Längskanal 23 stehen strömungstechnisch in Verbindung. Der Längskanal 23 mündet am Ende 9 des Arbeitskolbens 7 in den Druckraum 5. Insgesamt wird also der Luftkanal 20 durch den Durchlasskanal 21 des Pumpengehäuses 2, den Querkanal 22 und den Längskanal 23 des Arbeitskolbens 7 sowie durch eine die Druckquelle 19 mit dem Durchlasskanal 21 verbindende Leitung 24 ausgebildet. The diaphragm pump 1 also has a device 18 on, which serves to the pressure of the air in the pressure chamber 5 to increase. The device 18 has a pressure source 19 on, which is preferably designed as a pressure generator and / or pressure accumulator. The pressure source 19 is outside the pressure room 5 , in particular outside of the pump housing 2 arranged. The pressure source 19 is by means of an air duct 20 with the pressure room 5 connected. The air duct 20 is sectionally by a passageway 21 in the pump housing 2 educated. This passageway 21 opens into the opening channel 8th of the pump housing 2 in which the drive piston 7 is arranged. In the area of the mouth of the passage channel 21 in the opening channel 8th has the opening channel 8th a larger cross section than the working piston 7 and as the remaining area of the opening channel 8th on, in this remaining area the cross-section of the opening channel 8th essentially the cross section of the working piston 7 equivalent. Due to the larger cross-section can pass through the passage 21 flowing air the working piston 7 completely surrounded in this area, so that no unfavorable lateral forces on the working piston 7 Act. The working piston 7 has a direction perpendicular to the longitudinal axis of the working piston 7 extending transverse channel 22 on, with the cross channel 22 the working piston 7 completely interspersed. Regardless of by the drive device 10 and the helical compression spring 13 conditional current position of the working piston 7 is the cross channel 22 due to the partially enlarged cross section of the opening channel 8th always in fluid communication with the passageway 21 , In addition, the working piston has 7 a longitudinal channel 23 on that along the longitudinal axis of the working piston 7 runs. The cross channel 22 and the longitudinal channel 23 are fluidically connected. The longitudinal channel 23 ends at the end 9 of the working piston 7 in the pressure room 5 , Overall, therefore, the air duct 20 through the passageway 21 of the pump housing 2 , the cross channel 22 and the longitudinal channel 23 of the working piston 7 as well as through a pressure source 19 with the passageway 21 connecting line 24 educated.

Das Ende 9 des Arbeitskolbens 7 ist formschlüssig mit der Membran 4 verbunden. Die Membran 4 weist dazu ein Kupplungselement 25 auf, das in Form eines Bechers ausgebildet ist. Der das offene Ende umgebende Rand 25’ des Bechers weist nach innen und bildet eine ringförmige Anlagefläche aus. Der Arbeitskolben 7 weist an seiner Stirnseite 26 ein ringförmiges Element 27 auf, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Arbeitskolbens 7 ist und das dadurch ebenfalls eine ringförmige Anlagefläche ausbildet. Insofern wird durch den nach innen weisenden Rand 25’ des Kupplungselements 25 und das Element 27, insbesondere durch die beiden Anlageflächen, eine Hintergriffsitzanordnung 28 ausgebildet, durch die der Arbeitskolben 7 formschlüssig mit der Membran 4 verbunden ist. Gleichzeitig wird durch die Hintergriffsitzanordnung 28 ein Ventil 29 ausgebildet. Dazu ist das ringförmige Element 27 als Dichtelement 27 und der Rand 25’ als ein Ventilsitz ausgebildet. In der vorliegenden Darstellung befindet sich das Ventil 29 in seiner Schließstellung, das heißt, das Dichtelement 27 liegt dichtend an dem Rand 25’ des Kupplungselements 25 an. Bei geöffnetem Ventil 29 weisen das Dichtelement 27 und der Rand 25’ des Kupplungselement 25 einen Abstand zueinander auf. Die Membran 4 ist mit dem Kupplungselement 25 vorzugsweise formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden. Insbesondere sind die Membran 4 und das Kupplungselement 25 einstückig ausgebildet.The end 9 of the working piston 7 is form-fitting with the membrane 4 connected. The membrane 4 has a coupling element 25 on, which is designed in the form of a cup. The edge surrounding the open end 25 ' the cup points inwards and forms an annular contact surface. The working piston 7 points to its front 26 an annular element 27 on, whose diameter is larger than the diameter of the working piston 7 is and thus also forms an annular contact surface. In this respect, the inward facing edge 25 ' of the coupling element 25 and the element 27 , in particular by the two contact surfaces, a rear handle seating arrangement 28 formed by the working piston 7 positive fit with the membrane 4 connected is. At the same time by the rear handle seating arrangement 28 a valve 29 educated. This is the annular element 27 as a sealing element 27 and the edge 25 ' designed as a valve seat. The present illustration shows the valve 29 in its closed position, that is, the sealing element 27 lies close to the edge 25 ' of the coupling element 25 at. With the valve open 29 have the sealing element 27 and the edge 25 ' the coupling element 25 a distance from each other. The membrane 4 is with the coupling element 25 preferably positively or materially connected. In particular, the membrane 4 and the coupling element 25 integrally formed.

Der Arbeitskolben 7 ist mit der Membran 4 derart verbunden, dass eine begrenzte Relativbewegung entlang der Längsachse des Arbeitskolbens 7 zwischen dem Kupplungselement 25 der Membran 4 und dem Arbeitskolben 7 und somit ein Schließen und Öffnen des Ventils 29 möglich ist. Diese Relativbewegung wird durch die Becherform des Kupplungselements 25 bewirkt. Die Relativbewegung wird einerseits durch die Hintergriffsitzanordnung 28, insbesondere den Rand 25’ des Kupplungselements 25, und andererseits durch eine Arbeitskolbenstoßfläche 30 des Kupplungselements 25 begrenzt. Die Arbeitskolbenstoßfläche 30 wird durch den Boden des als Becher ausgebildeten Kupplungselements 25 gebildet. Der Boden ist vorzugsweise starr ausgebildet, sodass er durch den Arbeitskolben 7 nicht verformt wird. The working piston 7 is with the membrane 4 connected such that a limited relative movement along the longitudinal axis of the working piston 7 between the coupling element 25 the membrane 4 and the working piston 7 and thus closing and opening the valve 29 is possible. This relative movement is due to the cup shape of the coupling element 25 causes. The relative movement is on the one hand by the rear handle seating arrangement 28 , especially the edge 25 ' of the coupling element 25 , and on the other hand by a working piston thrust surface 30 of the coupling element 25 limited. The working piston thrust surface 30 is through the bottom of the coupling element designed as a cup 25 educated. The bottom is preferably rigid, so that it passes through the working piston 7 is not deformed.

In dem Pumpengehäuse 2 ist ein Auslasskanal 31 ausgebildet, der dem Druckraum 5 zugeordnet ist. Der Auslasskanal 31 verbindet den Druckraum 5 mit der Umgebung, und somit dem Umgebungsluftdruck, der Membranpumpe 1. In dem Auslasskanal 31 ist eine Drossel 32 vorgesehen, die als Verjüngung des Auslasskanals 31 ausgebildet ist. Außerdem weist die Membranpumpe 1 einen Zulaufkanal 33 und einen Ablaufkanal 34 auf, die bereichsweise im Pumpengehäuse 2 ausgebildet sind. Der Zulaufkanal 33 führt von einem Tank 35, in dem sich das zu fördernde Medium, insbesondere das flüssige Reduktionsmittel, befindet, zu dem Förderraum 6. Der Ablaufkanal 34 führt von dem Förderraum 6 über eine Mischkammer 36 zu einem Sprührohr 37, aus dem das flüssige Reduktionsmittel, beispielsweise in Form eines Sprays, ausgebracht beziehungsweise ausgesprüht wird. Die Mischkammer 36 ist über eine Leitung 42 mit der Druckquelle 19 verbunden. In der Mischkammer 36 wird somit mittels von der Druckquelle 19 bereitgestellter Druckluft aus dem flüssigen Reduktionsmittel das Spray erzeugt. Im Zulaufkanal 33 und im Ablaufkanal 34 sind jeweils ein Rückschlagventil 38 beziehungsweise 39 angeordnet. Die Durchlassrichtung des Rückschlagventils 38 im Zulaufkanal 33 weist vom Tank 35 in Richtung des Förderraums 6. Die Durchlassrichtung des Rückschlagventils 39 im Ablaufkanal 34 weist vom Förderraum 6 in Richtung der Mischkammer 36 und dem Sprührohr 37. In the pump housing 2 is an outlet channel 31 trained, the pressure chamber 5 assigned. The outlet channel 31 connects the pressure room 5 with the environment, and thus the ambient air pressure, the diaphragm pump 1 , In the exhaust duct 31 is a throttle 32 provided that as a taper of the exhaust duct 31 is trained. In addition, the diaphragm pump has 1 an inlet channel 33 and a drain channel 34 on, some in the pump housing 2 are formed. The inlet channel 33 leads from a tank 35 in which the medium to be conveyed, in particular the liquid reducing agent, is located, to the delivery chamber 6 , The drainage channel 34 leads from the pump room 6 over a mixing chamber 36 to a spray pipe 37 from which the liquid reducing agent, for example in the form of a spray, is applied or sprayed out. The mixing chamber 36 is over a line 42 with the pressure source 19 connected. In the mixing chamber 36 is thus by means of the pressure source 19 provided compressed air from the liquid reducing agent generates the spray. In the inlet channel 33 and in the drainage channel 34 are each a check valve 38 respectively 39 arranged. The passage direction of the check valve 38 in the inlet channel 33 points from the tank 35 in the direction of the delivery room 6 , The passage direction of the check valve 39 in the drainage channel 34 points from the pump room 6 in the direction of the mixing chamber 36 and the spray tube 37 ,

Im Öffnungskanal 8 des Pumpengehäuses 2 sind zwei Dichtungen 40, 41 vorgesehen. Die Dichtungen 40, 41 sind jeweils ringförmig ausgebildet und umgeben den Arbeitskolben 7 vollständig. Die Dichtungen 40, 41 sind jeweils zu unterschiedlichen Seiten der Mündung des Durchlasskanals 21 in den Öffnungskanal 8 angeordnet. Dadurch wird erzielt, dass der Luftkanal 20, insbesondere am Übergang zwischen dem Durchlasskanal 21 und dem Querkanal 22, gut abgedichtet ist und keine Luft über den Öffnungskanal 8 aus dem Luftkanal 20 entweichen kann. In the opening channel 8th of the pump housing 2 are two seals 40 . 41 intended. The seals 40 . 41 are each annular and surround the working piston 7 Completely. The seals 40 . 41 are each to different sides of the mouth of the passage channel 21 in the opening channel 8th arranged. This will achieve that the air duct 20 , in particular at the transition between the passage channel 21 and the cross channel 22 , is well sealed and no air through the opening channel 8th from the air duct 20 can escape.

Insbesondere ist an der Arbeitskolbenstoßfläche 30 des Kupplungselements 25 und/oder an der in Richtung der Arbeitskolbenstoßfläche 30 weisenden Seite des Dichtelements 27 mindestens eine, nicht dargestellte Nut ausgebildet, sodass Luft auch dann durch den Luftkanal 20 in den Druckraum 5 strömen kann, wenn das Ende 9 des Arbeitskolbens 7, insbesondere das Dichtelement 27, an der Arbeitskolbenstoßfläche 30 anliegt. In particular, is at the working piston thrust surface 30 of the coupling element 25 and / or at the in the direction of the working piston thrust surface 30 facing side of the sealing element 27 formed at least one groove, not shown, so that air through the air duct 20 in the pressure room 5 can flow when the end 9 of the working piston 7 , in particular the sealing element 27 , at the working piston thrust surface 30 is applied.

Es ergibt sich folgende Funktion der Membranpumpe 1: Ausgehend von der in der Figur dargestellten Stellung der Membranpumpe 1 befindet sich zunächst der Arbeitskolben 7 an seinem oberen Totpunkt, der Förderraum 6 weist ein maximales Volumen auf und ist mit dem zu fördernden Reduktionsmittel gefüllt. Durch den Exzenterantrieb 11 wird der Arbeitskolben 7 dann mit seinem Ende 9 weiter in den Druckraum 5 gedrängt. Durch diesen Abwärtshub des Arbeitskolbens 7 öffnet sich das Ventil 29, sodass die strömungstechnische Verbindung der Druckquelle 19 mit dem Druckraum 5 hergestellt und der Druck der im Druckraum 5 befindlichen Luft erhöht wird. Folglich wirkt auf die Membran 4 im Wesentlichen über ihre gesamte Fläche eine pneumatische Kraft. Außerdem wirkt auf die Membran 4 eine durch den Arbeitskolben 7 ausgeübte Kraft, sobald dessen Ende 9 an der Arbeitskolbenstoßfläche 30 des Kupplungselements 25 der Membran 4 anliegt und gegen diese gedrängt wird. Durch den Abwärtshub des Arbeitskolbens 7 wird also das Volumen des Förderraums 6 verkleinert und folglich das im Förderraum 6 befindliche Reduktionsmittel – unter Öffnung des Rückschlagventils 39 – in den Ablaufkanal 34 und weiter in die Mischkammer 36 gedrängt. In der Mischkammer 36 wird das Reduktionsmittel mit der von der Druckquelle 19 zugeführten Druckluft gemischt und insofern ein Spray erzeugt. Das Spray wird mittels des Sprührohrs 37 dem Abgas einer Brennkraftmaschine zugeführt. Aus dem Spray wird Ammoniak freigesetzt, das mit den im Abgas enthaltenen schädlichen Stickoxiden reagiert (selektive katalytische Reduktion). Insgesamt wird daher das Abgas gereinigt. This results in the following function of the diaphragm pump 1 : Starting from the position of the diaphragm pump shown in the figure 1 first is the working piston 7 at its top dead center, the pump room 6 has a maximum volume and is filled with the reducing agent to be delivered. By the eccentric drive 11 becomes the working piston 7 then with his end 9 further into the pressure room 5 crowded. Through this downward stroke of the working piston 7 the valve opens 29 so that the fluidic connection of the pressure source 19 with the pressure room 5 manufactured and the pressure of the pressure chamber 5 is increased air. Consequently, it acts on the membrane 4 essentially a pneumatic force over its entire surface. It also acts on the membrane 4 one through the working piston 7 applied force as soon as its end 9 at the working piston thrust surface 30 of the coupling element 25 the membrane 4 and is pressed against them. By the downward stroke of the working piston 7 So is the volume of the pumping room 6 reduced and therefore in the delivery room 6 Reductants - under opening of the check valve 39 - in the drainage channel 34 and further into the mixing chamber 36 crowded. In the mixing chamber 36 the reducing agent is mixed with that from the pressure source 19 mixed compressed air and thus produces a spray. The spray is done by means of the spray tube 37 supplied to the exhaust gas of an internal combustion engine. From the spray ammonia is released, which reacts with the harmful nitrogen oxides contained in the exhaust gas (selective catalytic reduction). Overall, therefore, the exhaust gas is cleaned.

Erreicht der Arbeitskolben 7 seinen unteren Totpunkt und ist der Abwärtshub somit beendet, so wird der Arbeitskolben 7 von der Schraubendruckfeder 13 in die entgegengesetzte Richtung gedrängt und es erfolgt ein Aufwärtshub. Während des Aufwärtshubs des Arbeitskolbens 7 wird das Ventil 29 geschlossen, indem das Dichtelement 27 an den den Ventilsitz bildenden Rand 25’ des Kupplungselements 25 gepresst wird. Ist das Ventil 29 geschlossen, wirkt das Ventil 29 selbstschließend, da der Arbeitskolben 7 und das Kupplungselement 25 durch den in dem durch das Kupplungselement 25 begrenzten Bereich des Druckraums 5 vorliegenden Druck voneinander weg gedrückt werden, insbesondere wird der Arbeitskolben 7 nach oben und das Kupplungselement 25 nach unten gedrückt. Dadurch werden der Rand 25’ des Kupplungselements 25 und das Dichtelement 27 weiter zusammengedrückt. Der Druck im Druckraum 5 wird während des Aufwärtshubs nicht weiter erhöht, da die strömungstechnische Verbindung der Druckquelle 19 mit dem Druckraum 5 im Wesentlichen unterbrochen ist. Vielmehr senkt sich der Druck im Druckraum 5 über die Drossel 32 im Auslasskanal 31, insbesondere auf den Umgebungsdruck, ab. Während des Aufwärtshubs des Arbeitskolbens 7 wird die Membran 4 in die entgegengesetzte Richtung verformt und somit das Volumen des Förderraums 6 wieder vergrößert. Aufgrund dieser Volumenvergrößerung wird weiteres Reduktionsmittel aus dem Tank 35 – unter Öffnung des Rückschlagventils 38 – über den Zulaufkanal 33 angesaugt, bis der Förderraum 6 wieder vollständig gefüllt ist und der nächste Abwärtshub erfolgen kann. Reached the power piston 7 its bottom dead center and the downstroke is thus completed, then the working piston 7 from the helical compression spring 13 pushed in the opposite direction and there is an upstroke. During the upstroke of the working piston 7 becomes the valve 29 closed by the sealing element 27 at the edge forming the valve seat 25 ' of the coupling element 25 is pressed. Is the valve 29 closed, the valve acts 29 self-closing, as the working piston 7 and the coupling element 25 through the in by the coupling element 25 limited area of the pressure chamber 5 present pressure are pressed away from each other, in particular, the working piston 7 upwards and the coupling element 25 pressed down. This will be the edge 25 ' of the coupling element 25 and the sealing element 27 further compressed. The pressure in the pressure room 5 is not further increased during the upstroke, since the fluidic connection of the pressure source 19 with the pressure room 5 is essentially interrupted. Rather, the pressure in the pressure chamber lowers 5 over the throttle 32 in the outlet channel 31 , in particular to the ambient pressure, from. During the upstroke of the working piston 7 becomes the membrane 4 deformed in the opposite direction and thus the volume of the delivery chamber 6 enlarged again. Due to this increase in volume will be more Reducing agent from the tank 35 - Under opening of the check valve 38 - via the inlet channel 33 sucked until the delivery room 6 is completely filled again and the next downstroke can take place.

Die Membranpumpe 1 fördert vorteilhafterweise stets ein genau definiertes Volumen des zu fördernden Mediums und kann daher als Dosierpumpe verwendet werden. Die Menge des zu fördernden Mediums wird vorteilhafterweise über die Ansteuerfrequenz der Membranpumpe 1 beziehungsweise die Drehzahl der Antriebsvorrichtung 10 eingestellt. Insofern ist ein zusätzlich zu einer Pumpe vorgesehenes Dosierventil nicht erforderlich.The diaphragm pump 1 advantageously always promotes a well-defined volume of the medium to be pumped and can therefore be used as a metering pump. The amount of medium to be delivered is advantageously via the drive frequency of the diaphragm pump 1 or the rotational speed of the drive device 10 set. In this respect, a metering valve provided in addition to a pump is not required.

Die Membranpumpe 1 zeichnet sich vorteilhafterweise durch Eisdruckfestigkeit aus, da über das Kupplungselement 25 immer ein Restvolumen in dem Druckraum 5 aufrechterhalten wird. Bei einem abrupten Ausschalten der Membranpumpe 1 kann sich das Reduktionsmittel bei gefülltem Förderraum 6 unter Verformung der Membran 4 in Richtung der Druckkammer 5 ausdehnen und eine Beschädigung der Membranpumpe 1 durch das gefrierende Reduktionsmittel wird verhindert. The diaphragm pump 1 is characterized advantageously by ice pressure resistance, as on the coupling element 25 always a residual volume in the pressure chamber 5 is maintained. In the event of an abrupt shutdown of the diaphragm pump 1 can the reducing agent in a filled pump room 6 under deformation of the membrane 4 in the direction of the pressure chamber 5 expand and damage the diaphragm pump 1 by the freezing reducing agent is prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2008/031419 A2 [0003]

Claims

Diaphragm pump ( 1 ) for conveying a liquid or gaseous medium, in particular a liquid reducing agent for an exhaust aftertreatment device, with a pump chamber ( 3 ) by an elastically deformable membrane ( 4 ) in a pressure chamber ( 5 ) and a delivery room ( 6 ), the pressure space ( 5 ) with a pressure medium and the delivery chamber ( 6 ) is filled / fillable with the medium to be pumped, with a device ( 18 ) for increasing the pressure of the pressure medium to the delivery chamber ( 6 ) by deformation of the membrane ( 4 ) and with an actuable working piston ( 7 ), with one end ( 9 ) into the pressure chamber ( 5 ), characterized in that in addition to providing the device ( 18 ) the end ( 9 ) of the working piston ( 7 ) in a form-fitting manner with the membrane ( 4 ) is connected to their deformation.

Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the pressure medium is gaseous, in particular air.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 18 ) to increase the pressure of the pressure medium a pressure source ( 19 ), in particular a pressure generator and / or a pressure accumulator, wherein the pressure source ( 19 ) outside the pressure chamber ( 5 ) and with the pressure chamber ( 5 ) connected is.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 18 ) for adjusting the pressure of the pressure medium a valve ( 29 ), which by the working piston ( 7 ) is operable.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized by at least one air channel ( 20 ), the pressure source ( 19 ) with the pressure chamber ( 5 ), whereby the air duct ( 20 ) at least in sections by the working piston ( 7 ) runs.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 4 ) a cup-shaped coupling element ( 25 ) connected to the end ( 9 ) of the working piston ( 7 ) a rear handle seating arrangement ( 28 ).

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 25 ) and the working piston ( 7 ) are movable relative to each other, wherein the movement on one side by a working piston thrust surface ( 30 ) of the coupling element ( 25 ) and on the other side by the rear handle seating arrangement ( 28 ) is limited.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially by the working piston ( 7 ) running air duct ( 20 ) in the cup-shaped coupling element ( 25 ) opens.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rear handle seating arrangement ( 28 ) the valve ( 29 ) forms, so that the valve ( 29 ) between the air duct ( 20 ) and the pressure chamber ( 5 ) is interposed.

Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber ( 5 ) at least one outlet channel ( 31 ), in particular with a throttle ( 32 ) is provided.

Drive device, in particular of a motor vehicle, with an internal combustion engine and an exhaust aftertreatment device, wherein the exhaust gas aftertreatment device comprises a diaphragm pump ( 1 ), characterized in that the membrane pump ( 1 ) is formed according to one or more of the preceding claims.