DE102013106170A1 - Pump for conveying a liquid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1) zur Förderung einer Flüssigkeit, aufweisend ein Pumpengehäuse (2) mit mindestens einem Einlass (3) und mindestens einem Auslass (4), wobei an dem Pumpengehäuse (2) ein Exzenter (5) angeordnet ist, der mit einer Achse (6) relativ zu dem Pumpengehäuse (2) drehbar ist, und wobei zwischen dem Pumpengehäuse (2) und dem Exzenter (5) ein verformbares Element (7) angeordnet ist, wobei mit dem verformbaren Element (7) mindestens einen Förderweg (8) von dem mindestens einen Einlass (3) zu dem mindestens einen Auslass (4) begrenzt ist und mindestens eine verschiebbare Abdichtung (9) des Förderwegs (8) ausgebildet ist, die in dem Förderweg (8) mindestens ein geschlossenes Pumpenvolumen (10) abtrennt, wobei die mindestens eine verschiebbare Abdichtung (9) durch eine Bewegung des Exzenters (5) zur Förderung der Flüssigkeit entlang des Förderwegs (8) in einer Förderrichtung (11) von dem Einlass (3) zu dem Auslass (4) verschiebbar ist, wobei der Einlass (3) und der Auslass (4) in Umfangsrichtung (12) um die Achse (6) herum einen Winkelabstand (13) zueinander aufweisen und die Abdichtung (9) in Umfangsrichtung (12) einen Winkelabschnitt (14) überspannt in dem der Förderweg (8) verschlossen ist, wobei der Winkelabschnitt (14) größer als der Winkelabstand (13) ist.The invention relates to a pump (1) for conveying a liquid, comprising a pump housing (2) with at least one inlet (3) and at least one outlet (4), an eccentric (5) being arranged on the pump housing (2) with an axis (6) relative to the pump housing (2), and wherein a deformable element (7) is arranged between the pump housing (2) and the eccentric (5), with the deformable element (7) at least one conveying path (8) is delimited from the at least one inlet (3) to the at least one outlet (4) and at least one displaceable seal (9) of the delivery path (8) is formed which in the delivery path (8) has at least one closed pump volume (10 ), wherein the at least one displaceable seal (9) can be displaced from the inlet (3) to the outlet (4) by moving the eccentric (5) to convey the liquid along the conveying path (8) in a conveying direction (11) , the Einla ss (3) and the outlet (4) in the circumferential direction (12) around the axis (6) have an angular distance (13) from one another and the seal (9) in the circumferential direction (12) spans an angular section (14) in which the conveying path (8) is closed, the angular section (14) being larger than the angular distance (13).
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung einer Flüssigkeit, welche insbesondere dazu geeignet ist, ein flüssiges Additiv in die Abgasleitungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine zu fördern. The invention relates to a pump for conveying a liquid which is particularly suitable for conveying a liquid additive into the exhaust gas device of an internal combustion engine.
Zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen sind Abgasbehandlungsvorrichtungen bekannt, in welche zur Reinigung der Abgase ein flüssiges Additiv zugeführt wird. Ein in derartigen Abgasbehandlungsvorrichtungen durchgeführtes Abgasreinigungsverfahren ist das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Verfahren, SCR = Selective Catalytic Reduction), bei dem Stickstoffoxidverbindungen im Abgas unter Zuhilfenahme eines Reduktionsmittels reduziert werden. Als Reduktionsmittel wird insbesondere Ammoniak eingesetzt. Ammoniak wird im Kraftfahrzeug oft nicht direkt bevorratet, sondern in Form eines flüssigen Additivs, welches eine Vorläuferlösung des Reduktionsmittels darstellt. Dieses flüssige Additiv kann abgasintern (in der Abgasbehandlungsvorrichtung) oder abgasextern in einem eigens dafür vorgesehenen Reaktor zu Reduktionsmittel umgesetzt werden. Als flüssiges Additiv wird für das SCR-Verfahren Harnstoff-Wasser-Lösung verwendet. Eine 32,5%ige Harnstoff-Wasser-Lösung ist unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich. For cleaning the exhaust gases of internal combustion engines exhaust treatment devices are known, in which a liquid additive is supplied to clean the exhaust gases. An exhaust gas purification process performed in such exhaust gas treatment devices is the Selective Catalytic Reduction (SCR) process in which nitrogen oxide compounds in the exhaust gas are reduced with the aid of a reducing agent. As a reducing agent in particular ammonia is used. Ammonia is often not stored directly in the motor vehicle, but in the form of a liquid additive, which is a precursor solution of the reducing agent. This liquid additive can be converted into reducing agent in the exhaust gas (in the exhaust gas treatment device) or exhaust gases in a dedicated reactor to reducing agent. As a liquid additive, urea-water solution is used for the SCR process. A 32.5% urea-water solution is commercially available under the trade name AdBlue ®.
Zur Förderung von flüssigem Additiv aus einem Tank und zur dosierten Bereitstellung des flüssigen Additivs an die Abgasleitungsvorrichtung ist mindestens eine Pumpe vorgesehen. Eine solche Pumpe sollte möglichst kostengünstig und zuverlässig sein. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Pumpe auch eine Dosierfunktion übernehmen kann, also sehr genau eine vorgegebene Menge des flüssigen Additivs fördert. Darüber hinaus sollten bei der Förderung möglichst geringe Druckschwankungen in dem flüssigen Additiv erzeugt werden, weil diese das Sprühbild einer Düse zur Zerstäubung des flüssigen Additivs in der Abgasbehandlungsvorrichtung negativ beeinflussen können. Eine weitere Anforderung ist, dass die Pumpe möglichst geräuscharm sein soll. For conveying liquid additive from a tank and for the metered provision of the liquid additive to the exhaust pipe device, at least one pump is provided. Such a pump should be as inexpensive and reliable as possible. It is particularly advantageous if the pump can also take over a metering function, that is, very precisely conveys a predetermined amount of the liquid additive. In addition, the smallest possible pressure fluctuations in the liquid additive should be generated in the promotion, because they can negatively influence the spray pattern of a nozzle for atomization of the liquid additive in the exhaust treatment device. Another requirement is that the pump should be as quiet as possible.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei Pumpen zur Förderung von flüssigen Additiven ist, dass die verwendeten flüssigen Additive für die Abgasreinigung bei niedrigen Temperaturen einfrieren können. Die oben angegebene Harnstoff-Wasser-Lösung friert beispielsweise bei –11 °C ein. Derart niedrige Temperaturen können im Kraftfahrzeugbereich z. B. während langer Stillstandzeiten im Winter auftreten, wobei sich das flüssige Additiv beim Einfrieren ausdehnt. Die Pumpe sollte demnach auch so konstruiert sein, dass sie durch einfrierendes flüssiges Additiv nicht beschädigt wird. Another important aspect of pumps for conveying liquid additives is that the liquid additives used for exhaust gas purification can freeze at low temperatures. The above-mentioned urea-water solution freezes, for example, at -11 ° C. Such low temperatures can be in the automotive field z. B. occur during long downtime in winter, with the liquid additive expands during freezing. The pump should therefore also be designed so that it is not damaged by freezing liquid additive.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Es soll insbesondere eine besonders vorteilhafte Pumpe zur Förderung einer Flüssigkeit beschrieben werden, die zur Anwendung auf dem technischen Gebiet der Abgasreinigung geeignet ist. On this basis, it is an object of the present invention to solve the problems described in connection with the prior art or at least alleviate. In particular, a particularly advantageous pump for conveying a liquid is described, which is suitable for use in the technical field of exhaust gas purification.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Pumpe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Pumpe sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. These objects are achieved with a pump according to the features of
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung einer Flüssigkeit, aufweisend ein Pumpengehäuse mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass, wobei an dem Pumpengehäuse ein Exzenter angeordnet ist, der mit einer Achse relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar ist. Weiter ist zwischen dem Pumpengehäuse und dem Exzenter ein verformbares Element angeordnet, wobei mit dem verformbaren Element mindestens ein Förderweg von dem mindestens einen Einlass zu dem mindestens einen Auslass begrenzt ist und mindestens eine verschiebbare Abdichtung des Förderwegs ausgebildet ist, die in dem Förderweg mindestens ein geschlossenes Pumpenvolumen abtrennt und durch ein Bewegen des Exzenters zur Förderung der Flüssigkeit entlang des Förderwegs in einer Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass verschiebbar ist. Der Einlass und der Auslass weisen zudem in Umfangsrichtung um die Achse herum einen Winkelabstand zueinander auf und die Abdichtung überspannt in Umfangsrichtung einen Winkelabschnitt, in dem der Förderweg verschlossen ist, wobei der Winkelabschnitt größer als der Winkelabstand ist. The invention relates to a pump for delivering a liquid, comprising a pump housing having at least one inlet and at least one outlet, wherein on the pump housing, an eccentric is arranged, which is rotatable with an axis relative to the pump housing. Furthermore, a deformable element is arranged between the pump housing and the eccentric, wherein the deformable element is delimited by at least one feed path from the at least one inlet to the at least one outlet and at least one displaceable seal of the conveying path is formed, which in the conveying path is at least one closed one Separates pump volume and is displaceable by moving the eccentric for conveying the liquid along the conveying path in a conveying direction from the inlet to the outlet. The inlet and outlet also have an angular distance from one another in the circumferential direction about the axis and the seal spans in the circumferential direction an angular section in which the conveying path is closed, wherein the angular section is greater than the angular distance.
Eine Pumpe mit dem beschriebenen Aufbau kann als Orbitalpumpe bezeichnet werden. Zwischen dem Pumpengehäuse und dem Exzenter existiert ein Spalt, in dem das verformbare Element angeordnet ist. Der Förderweg ist innerhalb des Spaltes angeordnet und der Förderweg wird zumindest von dem (einzelnen) verformbaren Element und gegebenenfalls zusätzlich von dem Pumpengehäuse und/oder dem Exzenter begrenzt. Das verformbare Element ist vorzugsweise derart in dem Spalt zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse angeordnet, dass es im Bereich der mindestens einen Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Exzenter gequetscht bzw. komprimiert ist, so dass der Spalt im Bereich der Abdichtung vollständig von dem verformbaren Element verschlossen wird und/oder der Spalt dort keine Querschnittsfläche mehr aufweist, die einen (frei durchströmbaren) Förderweg bildet. Der Spalt bzw. der Förderweg wird dadurch im Bereich der mindestens einen Abdichtung fluiddicht verschlossen. Der Spalt bzw. der Förderweg ist während des Betriebs der Pumpe mit der Flüssigkeit gefüllt. A pump with the construction described can be referred to as orbital pump. Between the pump housing and the eccentric exists a gap in which the deformable element is arranged. The conveying path is arranged within the gap and the conveying path is limited at least by the (individual) deformable element and optionally additionally by the pump housing and / or the eccentric. The deformable element is preferably arranged in the gap between the eccentric and the pump housing in such a way that it is squeezed or compressed in the region of the at least one seal between the housing and the eccentric so that the gap in the region of the seal is completely away from the deformable element is closed and / or the gap there has no cross-sectional area, which forms a (freely flowable) conveying path. The gap or the conveying path is thereby sealed fluid-tight in the region of the at least one seal. The gap or the delivery path is filled with the liquid during operation of the pump.
Entlang des Förderwegs teilt die mindestens eine Abdichtung den Förderweg auf, so dass zumindest ein geschlossenes Pumpenvolumen gebildet ist. Mit dem Begriff "geschlossenes Pumpenvolumen" ist insbesondere ein Volumen innerhalb des Förderwegs gemeint, das entlang des Förderwegs zumindest einseitig von einer Abdichtung verschlossen ist. Vorzugsweise werden während des Betriebs der Pumpe mehrere geschlossene Pumpenvolumina von dem Einlass zu dem Auslass verschoben, um die Flüssigkeit zu fördern. Dabei wird ein geschlossenes Pumpenvolumen in der Nähe des Einlasses ausgebildet (definiert verschlossen) und dann am Auslass aufgelöst (wieder geöffnet). An dem Einlass ist ein geschlossenes Pumpenvolumen (nur noch) einseitig (stromab) durch eine Abdichtung verschlossen und stromauf mit dem Einlass verbunden, so dass die Flüssigkeit durch den Einlass in das geschlossene Pumpenvolumen einströmen kann. An dem Auslass ist das geschlossene Pumpenvolumen (nur noch) einseitig (allerdings stromauf) durch eine Abdichtung verschlossen und stromab mit dem Auslass verbunden, so dass die Flüssigkeit durch den Auslass aus dem geschlossenen Pumpenvolumen ausströmen kann. Dazwischen existiert (auf dem Weg von dem Einlass zu dem Auslass) eine Phase, in der das geschlossene Pumpenvolumen beidseitig durch eine Abdichtung verschlossen ist. Along the conveying path, the at least one seal divides the conveying path, so that at least one closed pump volume is formed. By the term "closed pump volume" is meant in particular a volume within the conveying path, which is closed along the conveying path at least on one side by a seal. Preferably, during operation of the pump, a plurality of closed pump volumes are displaced from the inlet to the outlet to convey the liquid. In this case, a closed pump volume is formed in the vicinity of the inlet (defined closed) and then dissolved at the outlet (reopened). At the inlet, a closed pump volume is closed (only) on one side (downstream) by a seal and connected upstream with the inlet, so that the liquid can flow through the inlet into the closed pump volume. At the outlet, the closed pump volume is (only) closed on one side (but upstream) by a seal and connected downstream with the outlet, so that the liquid can flow out through the outlet from the closed pump volume. In between there exists (on the way from the inlet to the outlet) a phase in which the closed pump volume is closed on both sides by a seal.
Das Pumpengehäuse der Pumpe ist vorzugsweise ein Ring oder eine zylindrische Kammer, in welcher der Exzenter innen (zentrisch) angeordnet ist. Das Pumpengehäuse kann auch als (äußerer) Stator der Pumpe angesehen werden, während der Exzenter als (innerer) Rotor bezeichnet werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Pumpe ist es möglich, dass das Pumpengehäuse einen inneren Stator bildet, welcher von dem Exzenter umgeben ist. Dann bildet der Exzenter einen äußeren Rotor. Der Einlass und der Auslass sind an dem Pumpengehäuse angeordnet und ermöglichen das Einströmen und das Ausströmen der Flüssigkeit in das Pumpengehäuse bzw. in den Förderweg. The pump housing of the pump is preferably a ring or a cylindrical chamber in which the eccentric is arranged inside (centric). The pump housing may also be considered as the (outer) stator of the pump, while the eccentric may be referred to as the (inner) rotor. According to a further embodiment of the pump, it is possible that the pump housing forms an inner stator, which is surrounded by the eccentric. Then the eccentric forms an outer rotor. The inlet and the outlet are arranged on the pump housing and allow the inflow and outflow of the liquid into the pump housing or into the conveying path.
Besonders bevorzugt ist, wenn das verformbare Element ein Schlauch ist, der in einem bogenförmigen Spalt zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse eingelegt ist und den Einlass mit dem Auslass verbindet. It is particularly preferred if the deformable element is a hose which is inserted in an arcuate gap between the eccentric and the pump housing and connects the inlet to the outlet.
Der (einstückige und/oder im Pumpengehäuse innenliegende und/oder feststehende) Schlauch ist dabei vorzugsweise fluiddicht an den Einlass und an den Auslass angebunden, so dass die Flüssigkeit nur durch den Einlass bzw. durch den Auslass in den Förderweg in dem Schlauch eintreten bzw. austreten kann. Die Abdichtung wird dadurch ausgebildet, dass der Schlauch dort durch den Exzenter und das Pumpengehäuse zusammengedrückt wird. The (one-piece and / or inside the pump housing inside and / or fixed) hose is preferably fluid-tightly connected to the inlet and to the outlet, so that the liquid enter through the inlet or through the outlet in the conveying path in the hose or can escape. The seal is formed by the fact that the hose is compressed there by the eccentric and the pump housing.
Die Pumpe ist auch vorteilhaft, wenn das verformbare Element eine verformbare Membran ist und der Förderweg von dem mindestens einen Einlass zu dem mindestens einen Auslass von dem Pumpengehäuse und der verformbaren Membran zumindest teilweise begrenzt ist. The pump is also advantageous when the deformable member is a deformable membrane and the delivery path from the at least one inlet to the at least one outlet from the pump housing and the deformable membrane is at least partially limited.
Bei dieser Ausführungsvariante ist der Förderweg zwischen der (einstückigen und/oder im Pumpengehäuse innenliegenden und/oder feststehenden) verformbaren Membran und dem Pumpengehäuse ausgebildet und stellt einen Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und der verformbaren Membran dar. Zur Ausbildung der Abdichtung wird die verformbare Membran von dem Exzenter an das Pumpengehäuse gedrückt, so dass die verformbare Membran an dem Pumpengehäuse anliegt und zwischen der verformbaren Membran und dem Pumpengehäuse kein Spalt verbleibt. Die verformbare Membran ist vorzugsweise abschnittsweise uförmig um das Pumpengehäuse herum geformt und an dem Pumpengehäuse verklebt und/oder verpresst.In this embodiment, the conveying path between the (integral and / or inside the pump housing and / or fixed) deformable diaphragm and the pump housing is formed and constitutes a gap between the pump housing and the deformable membrane. To form the seal, the deformable membrane of the Pressed eccentric to the pump housing, so that the deformable diaphragm rests against the pump housing and between the deformable diaphragm and the pump housing remains no gap. The deformable membrane is preferably in sections U-shaped around the pump housing around and glued to the pump housing and / or pressed.
In jedem Fall besteht das verformbare Element vorzugsweise aus einem flexiblen Gummimaterial, welches eine hohe Verformbarkeit aufweist. Besonders bevorzugt sind verformbare Elemente aus Elastomermaterialien, beispielsweise aus Kautschuk oder aus Latex. Zur Erhöhung der Haltbarkeit und/oder zur Herstellung und Aufrechterhaltung der Flexibilität kann das Material des verformbaren Elements Zusatzstoffe enthalten. Vorzugsweise ist das verformbare Element in alle Richtungen (axial, radial und in Umfangsrichtung) flexibel. Es ist allerdings auch möglich, dass das verformbare Element eine teilweise gerichtete Flexibilität aufweist. Beispielsweise kann es eine höhere Flexibilität in radialer Richtung als in Umfangsrichtung und in axialer Richtung aufweisen. Eine Verformung des verformbaren Elementes in einer Richtung bedingt typischerweise auch eine Verformung in anderen Raumrichtungen. Das verformbare Element dehnt sich beispielsweise in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung aus, wenn es in radialer Richtung zusammengedrückt wird.In any case, the deformable element preferably consists of a flexible rubber material, which has a high deformability. Particularly preferred are deformable elements of elastomeric materials, such as rubber or latex. To increase the durability and / or to produce and maintain flexibility, the material of the deformable element may contain additives. Preferably, the deformable element is flexible in all directions (axial, radial and circumferential). However, it is also possible that the deformable element has a partially directed flexibility. For example, it may have a higher flexibility in the radial direction than in the circumferential direction and in the axial direction. Deformation of the deformable element in one direction typically also causes deformation in other spatial directions. The deformable element expands, for example, in the axial direction and / or in the circumferential direction when it is compressed in the radial direction.
An der Pumpe ist vorzugweise auch mindestens eine stationäre Abdichtung vorgesehen, die eine nicht gewollte Rückströmung der Flüssigkeit von dem Auslass zu dem Einlass verhindert. At least one stationary seal is also provided on the pump to prevent unwanted backflow of the liquid from the outlet to the inlet.
Die stationäre Abdichtung verhindert, dass ein direkter Bypass des Förderwegs zwischen dem Auslass und dem Einlass auftritt. Mit einem Bypass ist hier gemeint, dass die Flüssigkeit nicht die gesamte Länge des Förderwegs passiert sondern einen direkten kürzeren Weg von dem Auslass zurück zu dem Einlass nimmt.The stationary seal prevents a direct bypass of the delivery path between the outlet and the inlet occurs. With a bypass It is meant here that the liquid does not pass the entire length of the conveying path but takes a direct shorter path from the outlet back to the inlet.
Wenn das verformbare Element eine verformbare Membran ist, dann ist diese vorzugsweise ringförmig und in einen Spalt zwischen dem Exzenter und dem Gehäuse eingelegt. Der Förderweg bildet ein Kreisbogensegment, und verläuft abschnittweise (in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass) entlang der ringförmigen Membran. Die stationäre Abdichtung ist entlang der ringförmigen Membran außerhalb des Kreisbogensegmentes des Förderwegs zwischen den Einlass und dem Auslass angeordnet. Durch die stationäre Abdichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass wird eine Rückströmung sicher verhindert. If the deformable element is a deformable membrane, then this is preferably annular and inserted into a gap between the eccentric and the housing. The conveying path forms a circular arc segment, and extends in sections (in the conveying direction from the inlet to the outlet) along the annular membrane. The stationary seal is disposed along the annular diaphragm outside the circular arc segment of the delivery path between the inlet and the outlet. The stationary seal between the inlet and the outlet reliably prevents backflow.
Die stationäre Abdichtung kann beispielsweise durch eine Eindellung oder einen Zapfen des Pumpengehäuses ausgebildet sein, so dass ein Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Exzenter so weit verringert ist, dass die Membran unabhängig von der Stellung des Exzenters im Bereich der stationären Abdichtung immer gequetscht ist, so dass kein Bypass zu dem Förderweg gebildet bzw. keine Rückströmung möglich ist. Die stationäre Abdichtung kann auch durch eine abschnittsweise (im Bereich der stationären Abdichtung) Verdickung der verformbaren Membran ausgebildet sein. Durch eine solche Verdickung der Membran kann ebenfalls sichergestellt werden, dass ein Spalt zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse im Bereich der stationären Abdichtung immer geschlossen ist. The stationary seal may for example be formed by a dent or a pin of the pump housing, so that a gap between the pump housing and the eccentric is so far reduced that the membrane is always squeezed regardless of the position of the eccentric in the stationary seal, so that no bypass to the conveying path is formed or no backflow is possible. The stationary seal can also be formed by a sectionwise (in the region of the stationary seal) thickening of the deformable membrane. By such a thickening of the membrane can also be ensured that a gap between the eccentric and the pump housing in the region of the stationary seal is always closed.
Die stationäre Abdichtung kann prinzipiell auch dadurch erreicht werden, dass die verformbare Membran im Bereich der stationären Abdichtung an dem Pumpengehäuse fluiddicht befestigt (beispielsweise verschraubt und/oder verklebt) ist. Durch solche Maßnahmen ist eine Rückströmung zwischen der verformbaren Membran und dem Pumpengehäuse ebenfalls wirkungsvoll verhindert. In principle, the stationary seal can also be achieved in that the deformable membrane in the region of the stationary seal is attached to the pump housing in a fluid-tight manner (for example screwed and / or adhesively bonded). By such measures, a backflow between the deformable membrane and the pump housing is also effectively prevented.
Wenn das verformbare Element ein Schlauch ist, sind keine spezielle Maßnahmen zur Ausbildung einer stationäre Abdichtung erforderlich, weil bei einem (fluiddichten) Schlauch, der an den Einlass und an den Auslass angebunden ist, kein Bypass auftreten kann. Die stationäre Abdichtung ist dann durch die Wandung des Schlauchs implizit mit ausgebildet.If the deformable element is a hose, no special measures are required to form a stationary seal because a (fluid-tight) hose connected to the inlet and to the outlet can not bypass. The stationary seal is then implicitly formed by the wall of the hose.
Der Exzenter ist vorzugsweise mehrteilig ausgeführt. Der Exzenter weist vorzugsweise einen inneren Bereich auf, welcher eine exzentrische Drehbewegung ausführt. Zusätzlich kann ein äußerer Lagerring vorgesehen sein, welcher den inneren Bereich umgibt. Zwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Lagerring befindet sich vorzugsweise mindestens ein Lager. Dieses Lager kann ein Kugellager oder ein Rollenlager sein. Der innere Bereich des Exzenters führt im Betrieb eine Drehbewegung um die Achse aus. Aufgrund der exzentrischen Anordnung und ggf. auch aufgrund der äußeren Form des Exzenters ergibt sich eine exzentrische Bewegung einer Oberfläche des Exzenters. Diese exzentrische Bewegung wird auf den äußeren Lagerring übertragen. Durch ein Lager zwischen dem inneren Bereich und einem Lagerring kann eine exzentrische Drehbewegung des inneren Bereichs in eine exzentrische Taumelbewegung des Lagerrings umgewandelt werden, ohne dass der Drehbewegungsanteil mit übertragen wird. Die Tatsache, dass die Bewegung des Lagerrings keinen Drehbewegungsanteil aufweist, ermöglicht es, Schubspannungen in dem verformbaren Element und innere Reibungskräfte der Pumpe zu reduzieren. Das verformbare Element wird dann von dem Exzenter gewalkt. An einer Kontaktfläche des Exzenters und des verformbaren Elements wirken vorzugsweise nur Druckkräfte und im Wesentlichen keine Reibungskräfte. Eine entsprechende Aufteilung des Exzenters in einen inneren Bereich und einen Lagerring ist auch möglich, wenn der Exzenter ein äußerer Rotor ist, der um ein (inneres) Gehäuse herum angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass auf den äußeren Lagerring verzichtet wird und die Rollen des Lagers unmittelbar auf bzw. an dem verformbaren Element abrollen. The eccentric is preferably designed in several parts. The eccentric preferably has an inner region which performs an eccentric rotational movement. In addition, an outer bearing ring may be provided, which surrounds the inner region. Between the inner region and the outer bearing ring is preferably at least one bearing. This bearing can be a ball bearing or a roller bearing. The inner region of the eccentric executes a rotary movement about the axis during operation. Due to the eccentric arrangement and possibly also due to the outer shape of the eccentric results in an eccentric movement of a surface of the eccentric. This eccentric movement is transmitted to the outer bearing ring. By a bearing between the inner portion and a bearing ring, an eccentric rotation of the inner portion can be converted into an eccentric wobble of the bearing ring, without the Drehbewegungsanteil is transmitted. The fact that the movement of the bearing ring has no rotational movement component makes it possible to reduce shear stresses in the deformable element and internal friction forces of the pump. The deformable element is then driven by the eccentric. At a contact surface of the eccentric and the deformable element preferably only compressive forces and substantially no frictional forces act. A corresponding division of the eccentric in an inner region and a bearing ring is also possible if the eccentric is an outer rotor which is arranged around an (inner) housing. It is also possible that is dispensed with the outer bearing ring and roll the rollers of the bearing directly on or on the deformable element.
Vorzugsweise hat die Pumpe zur Bewegung des Exzenters mindestens einen Antrieb. Der Antrieb ist vorzugsweise ein Elektromotor, der mit einer (entlang der Achse verlaufenden Welle) an den Exzenter angeschlossen ist. Die Pumpe ist vorzugsweise auch dazu geeignet um entgegengesetzt zur Förderrichtung betrieben zu werden. Dazu wird der Exzenter entgegen der Förderrichtung gedreht.Preferably, the pump has at least one drive for moving the eccentric. The drive is preferably an electric motor, which is connected to a (shaft extending along the axis) to the eccentric. The pump is preferably also adapted to be operated opposite to the conveying direction. For this purpose, the eccentric is rotated counter to the conveying direction.
Bei einer solchen Pumpe kann zwischen dem Einlass und dem Auslass in Umfangsrichtung um die Achse herum ein Winkelabstand festgestellt werden, also insbesondere die Entfernung der am weitesten auseinander liegenden Öffnungsbereiche des Einlasses und des Auslasses über den Einlass und den Auslass hinweg. Dieser Winkelabstand wird vorzugsweise von den jeweils äußeren (maximal beabstandeten) Bereichen des Einlasses und des Auslasses begrenzt. Der Winkelabstand kann daher auch als maximaler Winkelabstand des Einlasses und des Auslasses bzw. der Querschnittsflächen des Einlasses und des Auslasses bezeichnet werden. Der Winkelabstand kann außerdem durch ein den Winkel eines Kreisbogensegments beschrieben werden, welches ausreichend groß ist, um sowohl den Einlass als auch den Auslass vollständig zu überdecken.In such a pump, an angular distance between the inlet and the outlet in the circumferential direction about the axis can be determined, ie in particular the removal of the furthest apart opening regions of the inlet and the outlet via the inlet and the outlet. This angular distance is preferably limited by the respective outer (maximum spaced) areas of the inlet and the outlet. The angular distance can therefore also be referred to as the maximum angular distance of the inlet and the outlet or the cross-sectional areas of the inlet and the outlet. The angular separation may also be described by the angle of a circular arc segment which is sufficiently large to completely cover both the inlet and the outlet.
Weiter kann ebenfalls ein Winkelabschnitt festgestellt werden, den die Abdichtung in Umfangsrichtung überspannt und dabei den Förderweg verschließt. Insbesondere betrifft also dieser Winkelabschnitt einen Abschnitt zwischen zwei benachbarten geschlossenen Pumpenvolumen. Dabei ist der Förderweg in diesem Winkelabschnitt infolge einer Verformung des verformbaren Elements verschlossen. In dem Winkelabschnitt des Förderwegs hat der Förderweg keine (offene) Querschnittsfläche.Furthermore, an angle section can also be determined which the seal spans in the circumferential direction and thereby the conveying path closes. In particular, therefore, this angle section relates to a section between two adjacent closed pump volumes. In this case, the conveying path is closed in this angular section as a result of deformation of the deformable element. In the angular section of the conveying path, the conveying path has no (open) cross-sectional area.
Dabei ist hier vorgesehen, dass der Winkelabschnitt (betragsmäßig) größer ist als der Winkelabstand. Dies führt insbesondere zu der Ausgestaltung, dass für den Fall, dass die (eine) Abdichtung mittig zwischen dem Einlass und dem Auslass positioniert ist, die am weitesten auseinander liegenden Öffnungsbereiche des Einlasses und des Auslasses (beide und gleichzeitig) noch sicher von der Abdichtung verschlossen sind. Damit können (unerwünschte bzw. gleichzeitige) Druckeinwirkungen durch die einströmende und/oder die ausströmende Flüssigkeit reduziert werden. Ebenso können die Kräfte bzw. Energien zum Betrieb der Pumpe (dauerhaft) niedriger gehalten werden, ebenso wie eine unerwünschte Lageverschiebung der Abdichtung infolge von Druckimpulsen sowie den damit gegebenenfalls einhergehenden Unregelmäßigkeiten in der Sprühbildausbildung deutlich eingeschränkt werden. Zudem wird die Dosiergenauigkeit verbessert, weil unerwünschte Bypässe in dem Förderweg an der Abdichtung vorbei auch unter Verschleiß-, Hochlast- und Alterungsgesichtspunkten sicher vermieden werden. Demnach ist bevorzugt, dass der Winkelabschnitt um mindestens 5 %, insbesondere um mindestens 8 % und ganz bevorzugt um mindestens 12 % größer als der Winkelabstand ausgeführt ist. Je nach Anzahl der Abdichtungen in dem Förderweg der Pumpe ist es sinnvoll, dass der Winkelabschnitt um maximal 120 % größer als der Winkelabstand ist, damit hier noch ein ausreichend großes Fördervolumen (geschlossenes Pumpenvolumen) ausgebildet werden kann.It is provided here that the angle section (amount) is greater than the angular distance. This results in particular in the configuration that, in the case where the seal (s) is positioned midway between the inlet and the outlet, the most distal opening portions of the inlet and outlet (both and simultaneously) are still securely closed by the seal are. Thus (undesired or simultaneous) pressure effects can be reduced by the inflowing and / or the outflowing liquid. Likewise, the forces or energies for the operation of the pump (permanently) can be kept lower, as well as an undesirable shift in position of the seal due to pressure pulses and thus possibly accompanying irregularities in the spray pattern formation are significantly limited. In addition, the dosing accuracy is improved because unwanted bypasses are safely avoided in the conveying path to the seal over, even under wear, high load and aging considerations. Accordingly, it is preferred that the angle section is made at least 5%, in particular at least 8%, and more preferably at least 12% larger than the angular distance. Depending on the number of seals in the conveying path of the pump, it makes sense that the angle section is greater than the angular distance by a maximum of 120%, so that here still a sufficiently large delivery volume (closed pump volume) can be formed.
Besonders vorteilhaft ist die Pumpe, wenn der Winkelabstand zwischen dem Einlass und dem Auslass kleiner 40° [Winkelgrad] ist. Bevorzugt ist, dass dieser Winkelabstand kleiner 30° und insbesondere kleiner 25° ist, wobei zur Sicherstellung eines ausreichenden Querschnitts des Einlasses und des Auslasses für die Anwendung im Automobilbereich der Winkelabstand 18° gegebenenfalls nicht (wesentlich) unterschreiten sollte. Ein besondere kleiner Winkelabstand ermöglicht eine besonders kompakte Pumpe mit einer besonders großen Fördermenge, weil für den Einlass und den Auslass weniger Platz notwendig ist und das mindestens eine geschlossene Pumpenvolumen besonders groß sein kann.The pump is particularly advantageous if the angular distance between the inlet and the outlet is less than 40 ° [angular degree]. It is preferred that this angular distance is less than 30 ° and in particular less than 25 °, wherein to ensure a sufficient cross section of the inlet and the outlet for use in the automotive sector, the angular distance should not fall below 18 ° (substantially). A special small angular distance enables a particularly compact pump with a particularly large flow rate, because less space is required for the inlet and the outlet and that at least one closed pump volume can be particularly large.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn der mindestens eine Einlass und der mindestens eine Auslass eine in Richtung der Achse längliche Querschnittsfläche aufweisen. Furthermore, the pump is advantageous if the at least one inlet and the at least one outlet have an elongated cross-sectional area in the direction of the axis.
Hier ist die Querschnittsfläche von Einlass und Auslass unmittelbar am Spalt zwischen Exzenter und Pumpengehäuse gemeint. Die Querschnittsfläche des Einlasses bzw. des Auslasses wird von der Abdichtung überstrichen, wenn der Exzenter gedreht wird. Die Abdichtung wälzt dabei auf dem Pumpengehäuse ab. Eine längliche Querschnittsfläche ist vorzugsweise oval. Durch eine längliche Querschnittsfläche in axialer Richtung ist es möglich, die Ausdehnung vom Einlass bzw. vom Auslass in Umfangsrichtung zu reduzieren. Dies ermöglicht es, den Winkelabstand zwischen dem Einlass und dem Auslass zu verringern. Auch wenn hier von einer „symmetrischen“ Ausgestaltung der Querschnittsflächen des Einlasses und des Auslasses ausgegangen wird, so kann es gleichwohl in Anwendungen sinnvoll sein, auch nur Querschnittsflächen des Einlasses oder des Auslasses entsprechend zu gestalten, bzw. beide Querschnittsflächen mit einer unterschiedlichen Ausprägung der länglichen Querschnittsfläche (z. B. unterschiedlichen Längen, Breiten, Krümmungen, etc.) zu gestalten.Here, the cross-sectional area of inlet and outlet is meant directly at the gap between eccentric and pump housing. The cross-sectional area of the inlet or outlet is swept by the seal when the eccentric is rotated. The seal rolls off on the pump housing. An elongate cross-sectional area is preferably oval. By an elongated cross-sectional area in the axial direction, it is possible to reduce the expansion from the inlet and the outlet in the circumferential direction. This makes it possible to reduce the angular distance between the inlet and the outlet. Although it is assumed that a "symmetrical" design of the cross-sectional areas of the inlet and the outlet, it may nevertheless be useful in applications to design only cross-sectional areas of the inlet or the outlet accordingly, or both cross-sectional areas with a different expression of the elongated Cross-sectional area (eg different lengths, widths, curvatures, etc.) to make.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn der von der Abdichtung überspannte Winkelabschnitt größer ist als 90° [Winkelgrad]. Furthermore, the pump is advantageous if the spanned by the sealing angle portion is greater than 90 ° [angle degree].
Durch einen derart großen Winkelabschnitt, in dem die Abdichtung ausgebildet und der Förderweg verschlossen ist, wird es ermöglicht, die Druckerhöhung in dem mindestens einen geschlossenen Pumpenvolumen bzw. die Komprimierung des mindestens einen geschlossenen Pumpenvolumens besonders effektiv auszuführen. Besonders vorteilhaft ist, wenn der überspannte Winkelabschnitt sogar größer ist als 120°. Dabei sollte der überspannte Winkelabschnitt beispielsweise 180° nicht überschreiten, weil sonst das mindestens eine geschlossene Pumpenvolumen zu klein wird und die Förderleistung der Pumpe sinken würde.By such a large angle section in which the seal is formed and the conveying path is closed, it is possible to carry out the pressure increase in the at least one closed pump volume or the compression of the at least one closed pump volume particularly effective. It is particularly advantageous if the spanned angle section is even greater than 120 °. In this case, the overstretched angle section, for example, should not exceed 180 °, because otherwise the at least one closed pump volume is too small and the delivery rate of the pump would decrease.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn der Exzenter eine von der Kreisform abweichende Form aufweist, so dass durch eine Verschiebung der mindestens einen Abdichtung in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass mindestens einer der folgenden Effekte auftritt:
- – Ein geschlossenes Pumpenvolumen in dem Förderweg wird komprimiert.
- – Das verformbare Element wird so verformt, dass ein Druckanstieg in dem geschlossenen Pumpenvolumen auftritt.
- - A closed pump volume in the conveying path is compressed.
- - The deformable element is deformed so that a pressure increase occurs in the closed pump volume.
Für die Ausbildung der Abdichtung mit Hilfe des Exzenters ist die äußere Form des Exzenters relevant. Die Form eines Exzenters kann mit Hilfe eines Polarkoordinatensystems beschreiben werden, bei welchem der Pol des Koordinatensystems auf der Achse des Exzenters liegt. In diesem Koordinatensystem hat ein Exzenter einen sich verändernden Radius. Übliche Exzenter für die hier vorgesehenen Pumpen sind kreisrund und exzentrisch zur Achse der Pumpe angeordnet, so dass durch eine Drehung des Exzenters um die Achse eine exzentrische Bewegung einer Umfangsfläche auftritt. In dem beschriebenen Polarkoordinatensystem dargestellt, verändert sich der Radius eines derartigen Exzenters über den Umfang bzw. nach Art einer Sinuskurve. Es ergibt sich ein flacher Bereich, in dem der Radius des Exzenters kleiner ist als in einem erhöhten Bereich. Der kleinste Radius des Exzenters in dem Polarkoordinatensystems gibt eine kreisförmige Grundform des Exzenters vor. Die kreisförmige Grundform ist ein zu der Achse konzentrischer Kreis, der den kleinsten Radius des Exzenters im Polarkoordinatensystem aufweist. Über diese kreisförmige Grundform steht der erhöhte Bereich über. Mit dem erhöhten Bereich drückt der Exzenter auf das verformbare Element und erzeugt so die Abdichtung.For the formation of the seal by means of the eccentric, the outer shape of the eccentric is relevant. The shape of an eccentric can be described by means of a polar coordinate system in which the pole of the coordinate system lies on the axis of the eccentric. In this coordinate system, an eccentric has a changing one Radius. Conventional eccentrics for the pumps provided here are arranged circular and eccentric to the axis of the pump, so that an eccentric movement of a peripheral surface occurs by a rotation of the eccentric about the axis. Shown in the described polar coordinate system, the radius of such an eccentric changes over the circumference or in the manner of a sinusoid. The result is a flat area in which the radius of the eccentric is smaller than in a raised area. The smallest radius of the eccentric in the polar coordinate system predetermines a circular basic shape of the eccentric. The circular basic shape is a circle concentric with the axis, which has the smallest radius of the eccentric in the polar coordinate system. About this circular basic shape is the raised area over. With the raised area, the eccentric pushes on the deformable element and thus creates the seal.
Der Exzenter mit einer unrunden Form kann beispielsweise oval sein oder eine andere von der Kreisform abweichende Form aufweisen. Ein unrunder Exzenter kann auch dadurch beschrieben werden, dass der über den Umfang dargestellte Radius eines solchen Exzenters in dem Polarkoordinatensystem eine von einer Sinuskurve abweichende Form aufweist. Bei einem solchen Exzenter kann ein erhöhter Bereich einen größeren Winkelanteil ausmachen als ein flacher Bereich. Auch ist es möglich, dass in Förderrichtung eine ansteigende Flanke des erhöhten Bereichs steiler ist als eine fallende Flanke. Außerdem können über den Umfang mehrere erhöhte und flache Bereiche vorgesehen sein.The eccentric with a non-circular shape may for example be oval or have a different shape from the circular shape. A non-circular eccentric can also be described by the fact that the radius of such an eccentric shown in the circumference in the polar coordinate system has a form deviating from a sinusoid. In such an eccentric, a raised area can make up a greater angle than a flat area. It is also possible for a rising flank of the raised area to be steeper in the conveying direction than a falling flank. In addition, several elevated and flat areas can be provided over the circumference.
Ein unrunder Exzenter kann auch mit einem Lager versehen sein, welches einen äußeren Lagerring von einem inneren Exzenterbereich abtrennt. Dieses Lager kann flexibel und verformbar anstatt starr und kreisförmig sein. Das Lager verformt sich dann bei der Drehung des inneren Exzenterbereichs jeweils entsprechend der Exzenterbewegung und überträgt diese Bewegung auf das verformbare Element. A non-circular eccentric can also be provided with a bearing which separates an outer bearing ring from an inner eccentric region. This bearing can be flexible and deformable rather than rigid and circular. The bearing then deforms upon rotation of the inner eccentric each according to the eccentric movement and transmits this movement to the deformable element.
Die beiden beschriebenen Effekte können einzeln oder in Kombination miteinander auftreten. Wenn die mit der Pumpe geförderte Flüssigkeit komprimierbar ist oder sogar (auch) ein Gas anstatt einer Flüssigkeit gefördert wird, dann wird das geschlossene Pumpenvolumen in dem Förderweg komprimiert. Wenn die mit der Pumpe geförderte Flüssigkeit inkompressibel ist, dann ist eine Komprimierung des geschlossenen Pumpenvolumens nicht möglich. Stattdessen wird dann das verformbare Element verformt und/oder komprimiert. Beim Komprimieren wird das verformbare Element in sich zusammengedrückt. Bei einer Verformung können beispielsweise Bereiche des verformbaren Elementes elastisch verschoben werden. Bei der Förderung von Flüssigkeiten und Gasen mit geringer Kompressibilität können auch beide Effekte parallel zueinander auftreten. Durch das Komprimieren und/oder die Druckerhöhung werden Druckschwankungen bei der Förderung nivelliert und die Förderung wird vergleichmäßigt. The two effects described can occur individually or in combination with each other. If the pumped liquid is compressible or even (also) a gas is delivered instead of a liquid, then the closed pump volume in the delivery path is compressed. If the pumped fluid is incompressible, compression of the closed pump volume is not possible. Instead, the deformable element is then deformed and / or compressed. During compression, the deformable element is compressed. In a deformation, for example, areas of the deformable element can be elastically displaced. When pumping liquids and gases with low compressibility, both effects can occur in parallel. By compressing and / or increasing the pressure, pressure fluctuations during delivery are leveled out and delivery is made even.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn das Pumpengehäuse eine von der Kreisform abweichende Form aufweist, so dass durch eine Verschiebung der mindestens einen Abdichtung in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass mindestens einer der folgenden Effekte auftritt:
- – Ein geschlossenes Pumpenvolumen wird in dem Förderweg komprimiert
- – Das verformbare Element wird so verformt, dass ein Druckanstieg in dem geschlossenen Pumpenvolumen auftritt.
- - A closed pump volume is compressed in the conveying path
- - The deformable element is deformed so that a pressure increase occurs in the closed pump volume.
Die solche Gestaltung des Pumpengehäuses kann eine Alternative zu der zuvor erläuterten Gestaltung des Exzenters sein. Es ist regelmäßig einfacher, die beschriebenen vorteilhaften Effekte durch eine Gestaltung des Pumpengehäuses anstatt mit Hilfe der Gestaltung des Exzenters zu erreichen. Dies liegt beispielsweise daran, dass das Pumpengehäuse feststeht und sich, anders als der Exzenter, nicht dreht. Dadurch kann beispielsweise ein verformbarer Lagerring, wie er oben beschrieben wurde, entfallen.Such a design of the pump housing may be an alternative to the above-described design of the eccentric. It is usually easier to achieve the advantageous effects described by a design of the pump housing instead of using the design of the eccentric. This is due to the fact that the pump housing is fixed and, unlike the eccentric, does not rotate. As a result, for example, a deformable bearing ring, as described above, omitted.
Die für den Exzenter ausgeführten Angaben zur von der Kreisform abweichenden Form mit Hilfe eines Polarkoordinatensystems sind auch auf ein unrundes bzw. ein von der Kreisform abweichendes Pumpengehäuse übertragbar. Dabei bleibt eine Abweichung von einer Grundform im Bereich der stationären Abdichtung hier jeweils unberücksichtigt. Für die Frage, ob es sich um ein Pumpengehäuse mit einer runden Form oder einer unrunden Form handelt, ist (insbesondere) nur der Bereich des Pumpengehäuses maßgeblich, der sich in Förderrichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass befindet. Eine mögliche Eindellung des Pumpengehäuses im Bereich der stationären Abdichtung (entgegen der Förderrichtung zwischen Auslass und Einlass) wird hierbei nicht berücksichtigt. The statements made for the eccentric deviating from the circular shape using a polar coordinate system can also be applied to a non-circular or a non-circular pump housing. In this case, a deviation from a basic shape in the area of the stationary seal is not taken into account here. For the question of whether it is a pump housing with a round shape or a non-circular shape, (in particular) only the area of the pump housing is decisive, which is located in the conveying direction between the inlet and the outlet. A possible indentation of the pump housing in the area of the stationary seal (contrary to the conveying direction between outlet and inlet) is not considered here.
Es ist auch möglich, dass sowohl der Exzenter als auch das Pumpengehäuse eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, so dass durch eine Verschiebung der mindestens einen Abdichtung in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass mindestens einer der beiden beschriebenen Effekte auftritt.It is also possible that both the eccentric and the pump housing have a shape deviating from the circular shape, so that by a displacement of the at least one seal in Delivery direction from the inlet to the outlet of at least one of the two effects described occurs.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn zumindest das Pumpengehäuse oder der Exzenter so gestaltet sind, dass sich ein bogenförmiger Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Exzenter, in welchem das verformbare Element angeordnet ist, in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass kontinuierlich verjüngt. Furthermore, the pump is advantageous if at least the pump housing or the eccentric are designed so that an arcuate gap between the pump housing and the eccentric, in which the deformable element is arranged, continuously tapers in the conveying direction from the inlet to the outlet.
Bei der Beschreibung der Verjüngung des bogenförmigen Spalts hin zu dem Auslass ist zu bedenken, dass der Exzenter exzentrisch ist. Die Exzentrizität ist bei der Beschreibung der Verjüngung des Spalts zu vernachlässigen. Der Spalt ist vielmehr zwischen dem Pumpengehäuse und der weiter oben definierten kreisförmigen Grundform des Exzenters zu vermessen. Der bogenförmige Spalt ist ein Abschnitt eines ringförmigen Spalts zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse. In der Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass steht in dem bogenförmigen Spalt dann immer wenig Platz für das verformbare Element und das mindestens eine Pumpenvolumen zur Verfügung, je weiter das mindestens eine Pumpenvolumen hin zu dem Auslass verschoben wird. Dadurch treten auf dem Weg hin zu dem Auslass eine immer stärkere Komprimierung des Pumpenvolumens und/oder immer eine stärkere Verformung des verformbaren Elements auf. So können die beschriebenen Effekte einer Komprimierung des Pumpenvolumens oder einer Erhöhung des Drucks in dem geschlossenen Pumpenvolumen besonders effektiv erreicht werden. In describing the taper of the arcuate gap toward the outlet, it should be remembered that the eccentric is eccentric. The eccentricity is negligible in describing the taper of the gap. The gap is rather to be measured between the pump housing and the above-defined circular basic shape of the eccentric. The arcuate gap is a portion of an annular gap between the eccentric and the pump housing. In the conveying direction from the inlet to the outlet then there is always little space in the arcuate gap for the deformable element and the at least one pump volume, the further the at least one pump volume is displaced towards the outlet. As a result, an ever greater compression of the pump volume and / or always a greater deformation of the deformable element occur on the way to the outlet. Thus, the described effects of compressing the pump volume or increasing the pressure in the closed pump volume can be achieved particularly effectively.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn das Pumpengehäuse am Einlass einen ersten Radius und am Auslass einen zweiten Radius hat, wobei der erste Radius kleiner ist als der zweite Radius und der erste Radius kontinuierlich in den zweiten Radius übergeht. Furthermore, the pump is advantageous when the pump housing at the inlet has a first radius and at the outlet has a second radius, wherein the first radius is smaller than the second radius and the first radius continuously merges into the second radius.
Eine derartige Gestaltung des Pumpengehäuses ist eine besonders einfache Variante, eine Verengung des bogenförmigen Spalts zwischen dem Exzenter und dem Pumpengehäuse zu erreichen. Die Form des Pumpengehäuses mit einem sich kontinuierlich verkleinernden Radius kann auch als (abschnittsweise) Schneckenform bezeichnet werden.Such a design of the pump housing is a particularly simple variant to achieve a narrowing of the arcuate gap between the eccentric and the pump housing. The shape of the pump housing with a continuously decreasing radius can also be referred to as a (sectional) screw shape.
Die beschriebene Gestaltung des Pumpengehäuses und die beschriebene Gestaltung des Exzenters sind jeweils auch unabhängig von der Gestaltung des Einlasses und des Auslasses mit dem Winkelabstand sowie der Abdichtung mit dem überspannten Winkelabschnitt anwendbar. Hier ausdrücklich mit beschrieben sind Pumpen, bei denen der Winkelabschnitt nicht größer ist als der Winkelabstand, bei denen allerdings das Gehäuse und/oder der Exzenter so gestaltet sind, dass bei einer Verschiebung der mindestens einen Abdichtung in Förderrichtung von dem Einlass zu dem Auslass zumindest einer der folgenden, weiter oben bereits beschriebenen Effekte auftritt:
- – Ein geschlossenes Pumpenvolumen wird in dem Förderweg komprimiert.
- – Das verformbare Element wird so verformt, dass ein Druckanstieg in dem geschlossenen Pumpenvolumen auftritt.
- - A closed pump volume is compressed in the conveying path.
- - The deformable element is deformed so that a pressure increase occurs in the closed pump volume.
Weiterhin ist die Pumpe vorteilhaft, wenn zumindest eines der folgenden Bauteile so gestaltet sind, dass während der Verschiebung der mindestens einen Abdichtung vom Einlass zum Auslass durch die Komprimierung des mindestens einen geschlossenen Pumpenvolumens oder durch den Druckanstieg, der durch die Verformung des verformbaren Elements auftritt, innerhalb der Pumpe eine kontinuierliche Anpassung des Drucks vom Einlass zum Auslass erfolgt:
- – der Einlass,
- – der Auslass,
- – die Abdichtung,
- – das Pumpengehäuse,
- – der Exzenter.
- - the inlet,
- - the outlet,
- - the seal,
- - the pump housing,
- - the eccentric.
Der Einlass der Pumpe ist üblicherweise an eine Saugleitung angeschlossen, über welche die Pumpe Flüssigkeit ansaugt. Der Auslass der Pumpe ist üblicherweise an eine Druckleitung angeschlossen, über welche unter Druck stehende Flüssigkeit die Pumpe verlässt. Auf dem Weg der Flüssigkeit von dem Einlass zu dem Auslass durch die Pumpe wird der Druck vorzugsweise kontinuierlich von dem Druck am Einlass auf den Druck am Auslass angepasst. Dies wird vorzugsweise durch mindestens eine der weiter oben beschriebenen Maßnahmen erreicht. Eine kontinuierliche Anpassung des Drucks vom Einlass zum Auslass ermöglicht es, ungewollte Druckspitzen und Druckschwankungen besonders wirkungsvoll zu verhindern. The inlet of the pump is usually connected to a suction line, through which the pump sucks liquid. The outlet of the pump is usually connected to a pressure line through which pressurized fluid leaves the pump. Preferably, as the fluid passes from the inlet to the outlet through the pump, the pressure is adjusted continuously from the pressure at the inlet to the pressure at the outlet. This is preferably achieved by at least one of the measures described above. A continuous adjustment of the pressure from the inlet to the outlet makes it possible to prevent unwanted pressure peaks and pressure fluctuations particularly effectively.
Weiter wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine, eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine und eine Vorrichtung mit einer beschriebenen Pumpe, mit der eine Flüssigkeit (insbesondere Harnstoff-Wasser-Lösung) zur Abgasreinigung in die Abgasbehandlungsvorrichtung gefördert werden kann. An der Abgasbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Zugabevorrichtung vorgesehen, mit welcher die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zur Abgasreinigung der Abgasbehandlungsvorrichtung zugeführt werden kann. Die Zugabevorrichtung, die Pumpe und ein Tank zum Speichern der Flüssigkeit sind vorzugsweise durch eine Leitung miteinander verbunden. Bevorzugt ist in der Abgasbehandlungsvorrichtung ein SCR-Katalysator vorgesehen, an welchem Stickstoffoxidverbindungen im Abgas der Verbrennungskraftmaschine unter Zuhilfenahme der Flüssigkeit zur Abgasreinigung reduziert werden. Further, a motor vehicle is proposed, comprising an internal combustion engine, an exhaust gas treatment device for cleaning the exhaust gases of the internal combustion engine and a device with a pump described, with which a liquid (in particular urea-water solution) for exhaust gas purification can be promoted in the exhaust gas treatment device. At the exhaust gas treatment device, preferably, an adding device is provided with which the liquid conveyed by the pump can be supplied to the exhaust gas treatment device for exhaust gas purification. The adding device, the pump and a tank for storing the liquid are preferably connected to each other by a conduit. Preferably, in the exhaust gas treatment device, an SCR catalyst is provided, on which nitrogen oxide compounds in the exhaust gas of the internal combustion engine are reduced with the aid of the liquid for exhaust gas purification.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments, to which the invention is not limited. In particular, it should be noted that the figures and in particular the illustrated proportions are only schematic. Show it:
Die
Die Pumpe
Gemäß allen Ausführungsvarianten der Pumpe
Gemäß allen in den
In den
In den
Zur Veranschaulichung ist in den
Die
Die Schritte a) bis e) zeigen jeweils fünf verschiedene Positionen des Exzenters
In
Das Pumpengehäuse
Die
Vorsorglich sei noch darauf hingewiesen, dass die in den Figuren gezeigten Kombinationen von technischen Merkmalen nicht generell zwingend sind. So können technische Merkmale einer Figur mit anderen technischen Merkmalen einer weiteren Figur und/oder der allgemeinen Beschreibung kombiniert werden. Etwas anderes soll nur gelten, wenn hier explizit die Kombination von Merkmalen ausgewiesen wurde und/oder der Fachmann erkennt, dass sonst die Grundfunktionen der Vorrichtung nicht mehr erfüllt werden können.As a precaution, it should be noted that the combinations of technical features shown in the figures are not generally mandatory. Thus, technical features of a figure can be combined with other technical features of another figure and / or the general description. Something else should only apply if the combination of features was explicitly identified here and / or the person skilled in the art recognizes that otherwise the basic functions of the device can no longer be met.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Pumpe pump
- 22
- Pumpengehäuse pump housing
- 33
- Einlass inlet
- 44
- Auslass outlet
- 55
- Exzenter eccentric
- 66
- Achse axis
- 77
- verformbares Element deformable element
- 88th
- Förderweg conveying
- 99
- verschiebbare Abdichtung sliding seal
- 1010
- Pumpenvolumen pump volume
- 1111
- Förderrichtung conveying direction
- 1212
- Umfangsrichtung circumferentially
- 1313
- Winkelabstand angular distance
- 1414
- Winkelabschnitt angle section
- 1515
- radiale Richtung radial direction
- 1616
- Querschnittsfläche Cross sectional area
- 1717
- Spalt gap
- 1818
- erster Radius first radius
- 1919
- zweiter Radius second radius
- 2020
- Schlauch tube
- 2121
- verformbare Membran deformable membrane
- 2222
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 2323
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- 2424
- Abgasbehandlungsvorrichtung Exhaust treatment device
- 2525
- Vorrichtung contraption
- 2626
- Antrieb drive
- 2727
- Antriebswelle drive shaft
- 2828
- Lager camp
- 2929
- stationäre Abdichtung stationary seal
- 3030
- Eindellung denting
- 3131
- Stift pen
- 3232
- erster Durchmesser first diameter
- 3333
- zweiter Durchmesser second diameter
- 3434
- erhöhter Bereich increased area
- 3535
- flacher Bereich flat area
- 3636
- unsymmetrische Form unbalanced shape
- 3737
- Tank tank
- 3838
- Leitung management
- 3939
- Einspritzvorrichtung Injector
- 4040
- SCR-Katalysator SCR catalyst
- 4141
- innerer Bereich inner area
- 4242
- äußerer Lagerring outer bearing ring
- 4343
- Kanalquerschnitt Channel cross section
- 4444
- Abschrägung bevel
- 4545
- kreisförmige Grundform circular basic shape
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