DE102015208138B4

DE102015208138B4 - Dosierpumpensystem

Info

Publication number: DE102015208138B4
Application number: DE102015208138.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Brettschneider; Norbert Chemnitz; Nikolaus Dietrich; Thomas Peterreins; Olaf Richter
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2017-12-14
Anticipated expiration: 2035-05-01
Also published as: WO2016173593A1; DE102015208138A1

Abstract

Dosierpumpensystem (1) für ein aus einem Tank (2) entnehmbares flüssiges Additiv, mit einer ersten und einer zweiten über ein Ventil (14, 15, 16, 17) an dem Tank (2) und an einem Injektor (3) hydraulisch angeschlossene elektrisch antreibbare Pumpe (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) Kolbenpumpen oder Balgpumpen sind, deren Kolben (27) bzw. Bälge in Entleerungsrichtung über eine spannbare Feder (6, 7) mit einem mechanischen Verstellmittel (8, 9) verbunden sind, dass die Feder (6, 7) in einer Kartusche (23) aufgenommen ist, welche eine Federvorspannung aufrecht erhält, dass die Kartusche (23) vom mechanischen Verstellmittel (8, 9) in Füllrichtung mitnehmbar ist und dass das mechanische Verstellmittel (8, 9) in Entleerungsrichtung mittels der Feder (6, 7) mit der Kartusche (23) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierpumpensystem (1) für ein aus einem Tank (2) entnehmbares flüssiges Additiv, mit einer ersten und einer zweiten über ein Ventil (14, 15, 16, 17) an dem Tank (2) und an einem Injektor (3) hydraulisch angeschlossene elektrisch antreibbare Pumpe (4, 5) zur NO_x-Reduktion in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine.
Am Markt vorherrschende Dosierpumpensysteme umfassen in der Regel Zahnradpumpen oder Membranpumpen, um die Pumpfunktion zu erfüllen. Zahnradpumpen weisen stets eine interne Leckage auf und fördern das Additiv ungleichmäßig; daher müssen sie nahezu ununterbrochen in Betrieb sein, wobei sie Druckpulsationen und damit störende Geräusche verursachen. Bei der Abnahme von geringen Fördermengen erwärmt sich die Pumpe. Die dabei entstehende in Wärme umgewandelte Verlustleistung führt zu thermischen Problemen. Membranpumpen laufen in einer Art Pendelbetrieb, was in sich ebenfalls ungleichförmig mit allen oben genannten Konsequenzen ist. Membranpumpen können jedoch bei Nullförderung einen anstehenden Druck ohne Betrieb aufrechterhalten, sofern alle geschlossenen Ventile auch während dieser Phase dicht bleiben.
Aus der DE 10 2009 045 113 A1 ist ein gattungsgemäßes Dosierpumpensystem für Pumpen, insbesondere Kolbenpumpen, bekannt, deren Kolben in Entleerungsrichtung über eine spannbare Feder mit einem mechanischen Verstellmittel verbunden sind.
Aus der DE 616 956 A ist ein Dosierpumpensystem für eine Brennstoffpumpe mit einem Antriebsnocken, einem Stößel, einem Hohlzylinder, dessen oberer Kopf mit dem Kolben der Pumpe aus einem Stück besteht, einer Rückholfeder für den Stößel und eine zwischen dem Stößel und Kolben geschaltete Feder bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Dosierpumpensystem bereit zu stellen, welches geeignet ist geringe Flüssigkeitsmengen mit mittlerem Druck bei gleichmäßigem Druckaufbau, einer geringen Geräuschentwicklung und einem geringen Energieverbrauch in einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine einzuspritzen, wobei ein möglichst geringer Bauraum erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtungs-Merkmale des Anspruchs 1 und die Verfahrens-Merkmale des Anspruchs 29 gelöst. Durch eine spannbare Feder, welche zwischen einem mechanischen Verstellmittel und einem Kolben oder Balg von Verdrängerpumpen, wie Kolben-, Balg-, Federbalg- oder Membranbalgpumpen angeordnet ist, ist eine einen stetigen Druck aufrecht erhaltende Vorrichtung gegeben, welche auf einfache Weise druckdicht gehalten werden kann und auch bei abgeschaltetem Antrieb funktionstüchtig ist. Diese Lösung lässt sich auf sehr einfache Weise mit sehr einfachen Bauteilen erreichen. Die Dosierpumpe kann bei ausreichendem Systemdruck abgeschaltet werden und somit Energie einsparen. Da bei Kolben- oder Balgpumpen keine Druckpulsationen auftreten, werden kaum störende Geräusche erzeugt. Die beanspruchte Feder (6, 7) ist in einer Kartusche (23) aufgenommen. Diese Kartusche (23) dient als Wegbegrenzer für die Feder, sie verhindert deren vollständige Entspannung und hält eine Federvorspannung aufrecht, weil sie kürzer dimensioniert ist als die entspannte Feder. Für die Aufnahme in einer Kartusche (23) eignet sich besonders eine Druckfeder. Die Kartusche (23) ist vom mechanischen Verstellmittel (8, 9) in Füllrichtung mitnehmbar und mit diesem in Entleerungsrichtung mittels der Feder (6, 7) verbunden. Der erzeugte Kolbendruck spiegelt sich somit in der Auslenkung der Feder wider. Die Kartusche verhindert, dass die Feder sich vollständig entspannen kann, daher ist stets eine lineare Federcharakteristik gewährleistet – auch im Umkehrpunkt.
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Als besonders vorteilhaft wird eine Lösung angesehen, bei welcher die Kartusche (23) selbst als Kolben (24) dient. Dies erspart ein zusätzliches Bauteil und spart Bauraum.
Zweckmäßigerweise werden die Pumpen (4, 5) gegensinnig betrieben, so dass eine Pumpe gefüllt wird während die zweite Pumpe das Additiv dem Injektor zuführt und umgekehrt. In einem Überlappungsbereich werden beide Pumpen gleichsinnig betrieben, so dass die erste Pumpe noch entleert während die zweite schon begonnen hat zu entleeren. Hierdurch wird die Förderung des Mediums nicht unterbrochen.
Es ist vorgesehen, dass beide mechanischen Verstellmittel (8, 9) mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung (11) von einem einzigen elektrischen Antrieb (10) betätigbar sind, wodurch die Teileanzahl und die Anzahl der Montageschritte, sowie das Gewicht gering sind. Diese Maßnahme ist sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb wirtschaftlich, energiesparend und umweltfeundlich.
Die Ventile (14, 15, 16, 17) lassen sich mittels einer mechanischen, elektromechanischen, elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung von dem einzigen elektrischen Antrieb (10) betätigen. Welche Alternative zu bevorzugen ist, hängt von den geometrischen Gegebenheiten, den Umweltbedingungen und wirtschaftlichen Erwägungen ab.
Ein besonders einfacher Aufbau mit wenigen Bauteilen ist erreichbar, indem die Betätigungsvorrichtung (11) und die Steuervorrichtung oder zumindest Teile der Steuervorrichtung mit einer Welle (13) des elektrischen Antriebs (10) zusammenwirken.
In Weiterbildung dieses Gedankens ist vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung (11) und/oder die Steuervorrichtung eine Betätigungskurvenscheibe (25) bzw. eine Steuerkurvenscheibe (26) umfasst. Durch die Formgebung der Kurvenscheibe lassen sich die Bewegungsprofile der Pumpen (4, 5) einfach an die jeweiligen Anforderungen anpassen.
Die Welle durchdringt die Betätigungskurvenscheibe (25) und/oder die Steuerkurvenscheibe (26) exzentrisch und ist fest mit diesen verbunden.
Die Betätigungskurvenscheibe (25) weist eine maximale und eine minimale radiale Erstreckung auf, wobei der Radius über einen Winkelbereich von deutlich mehr als 180° zunimmt und über einen Winkelbereich von deutlich weniger als 180° abnimmt, so dass die Summe der beiden Winkelbereiche 360° ergibt. Somit wird auf einfache Weise erreicht, dass die jeweilige Pumpe deutlich schneller befüllt als entleert wird. Hierdurch ist stets ausreichend Flüssigkeit in zumindest einer Pumpe vorrätig.
Für den maximalen Entleerungszustand ist die Betätigungskurvenscheibe (25) mit einer maximalen und für den maximal gefüllten Zustand mit einer minimalen radialen Erstreckung ausgebildet. Bei Verwendung von nur einer Kurvenscheibe hängt die Anordnung der Pumpen von der Lage von maximaler und minimaler Erstreckung der Kurvenscheibe ab. Dies schränkt die Designfreiheit ein. Um dies zu verhindern wird vorgeschlagen, dass zwei Betätigungskurvenscheiben um 180° phasenversetzt auf der Welle (13) angeordnet sind, wobei jede Betätigungskurvenscheibe einer Pumpe zugeordnet ist. Bei dieser Lösung können die Pumpen parallel zueinander angeordnet werden. Unter Umständen kann auch eine andere Zuordnung sinnvoll sein. Für diesen Fall lässt sich die Phasenlage der beiden Betätigungskurvenscheiben (25) beliebig anpassen.
Um die Verwendung von Rückstellfedern (29) zu vermeiden, treibt die Betätigungsvorrichtung (11) die Verstellmittel (8, 9) und/oder die Steuervorrichtung die Ventile (14, 15, 16, 17) bidirektional an.
Aus Gründen einer höheren Zuverlässigkeit sollen jeder Pumpe (4, 5) zwei Ventile (14, 15 bzw. 16, 17) zugeordnet sein, welche gegensinnig geschlossen oder geöffnet sind, wobei das erste Ventil (14) der ersten Pumpe (4) und das dritte Ventil (16) der zweiten Pumpe (5) zugeordnet und zwischen der jeweiligen Pumpe (4, 5) und dem Tank (2) angeordnet ist und ein zweites Ventil (15) der ersten Pumpe sowie ein viertes Ventil (17) der zweiten Pumpe (5) zugeordnet und zwischen der Pumpe (4, 5) und dem Injektor (3) angeordnet ist. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Steuerung der Ventile (14, 15, 16, 17) so ausgelegt ist, dass nicht beide einer Pumpe (4, 5) zugeordneten Ventile (14, 15, 16, 17) gleichzeitig geöffnet sind. Dies ist aufgrund der im Umkehrpunkt wirkenden Feder der zweiten Pumpe (5) auch nicht erforderlich, um den Druck aufrecht zu erhalten. Weiter ist zu vermeiden, dass eine direkte Verbindung zwischen dem Injektor (3) und dem Tank (2) hergestellt wird.
Um dies zu erreichen ist es sachdienlich, dass die Steuervorrichtung derart ausgelegt ist, dass sie zu jeder Winkelstellung eine definierte Stellung „AUF” oder „ZU” der Ventile (14, 15, 16, 17) bewirkt, wobei in Füllrichtung der ersten Pumpe (4) das erste Ventil (14) „AUF” und das zweite Ventil (15) „ZU” ist, während die zweite Pumpe (5) entleert wird und deshalb das dritte Ventil (16) „ZU” und das vierte Ventil (17) „AUF” ist.
Naheliegenderweise ist zumindest ein Schalter (18, 19, 20, 21) für die Betätigung des elektrischen Antriebs vorgesehen. Dieser kann auch als Druckschalter oder als ein von einem Drucksensor gesteuerter Schalter ausgebildet sein, der ab einem definierten Systemdruck den elektrischen Antrieb (10) abschaltet oder wieder zuschaltet.
Wirtschaftlicher ist die Verwendung von zumindest zwei Schaltern (18, 19 bzw. 20, 21), welche im Verlauf des Federweges jeder Feder (6, 7) durch die zugeordneten Verstellmittel (8, 9) oder mittelbar über die Verstellmittel (8, 9) schaltbar sind. Solche Schalter lassen sich einfach als Federkontakte oder Schleifkontakte ausbilden, welche die Wegdifferenz zwischen den Endstellungen und den benachbarten Schaltpunkten überbrücken.
Für die vorgesehene Funktion ist es besonders wichtig, dass die Schaltstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) nicht mit Endpunkten des Federweges übereinstimmen. Nur so ist ein sicherer Schaltvorgang möglich und es wird verhindert, dass eine direkte Kompression des Kolbens (27) ohne Federwirkung auftritt.
Grundsätzlich ist der elektrische Antrieb entweder aus- oder eingeschaltet. Der Schaltzustand hängt von den Stellungen der vier Schalter (18, 19, 20, 21) der Pumpen (4, 5) ab, wobei eine einfache Steuerlogik (22) aus der Kombination der Schalterstellungen den elektrischen Antrieb ein- bzw. ausschaltet. Statt einer einfachen Logikschaltung kann auch ein Controller verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es in der Steuerlogik (22) einen gespeicherten Schaltzustand als Schaltkriterium zu berücksichtigen, so dass ein Einschaltvorgang nur ausgelöst wird, wenn unmittelbar vorher der zugeordnete Schalter (18 oder 20), welcher bei einer entspannten Feder betätigbar ist auf EIN geschaltet war. Der Schaltzustand kann z. B durch ein Flip-Flop oder einen Schmitt-Trigger speicherbar sein. Grund für diese Maßnahme ist der Wunsch nach einem ruhigen Ablauf des Dosiervorgangs, bei dem der Antrieb nicht ständig ein- und ausschaltet. Durch die Berücksichtigung des gespeicherten Schaltzustands wird ein Hystereseeffekt erreicht, welcher das System beruhigt.
Zweckmäßigerweise ist ein Pol einer Gleichspannungsquelle elektrisch an die Schalter (18, 19, 20, 21), und die Steuerlogik (22) und der Gegenpol an den elektrischen Antrieb (10) und die Steuerlogik (22) angeschlossen.
Die Schaltzustände hängen von der Federspannung der zugeordneten Federn (6, 7) ab, wobei der erste Schalter (18) und der dritte Schalter (20) zwischen der jeweils ersten Endposition mit der geringsten Federspannung und dem ersten Schaltpunkt durchschaltet und der zweite Schalter (19) und der vierte Schalter (21) zwischen dem jeweils zweiten Schaltpunkt und der zweiten Endposition mit der größten Federspannung durchschaltet und in einer Stellung zwischen den Schaltpunkten alle Schalter (18, 19, 20, 21) geöffnet sind.
Der elektrische Antrieb (10) ist betätigt, wenn der zweite Schalter (19) und der vierte Schalter (21) geöffnet sind zusätzlich einer der übrigen Schalter (18 oder 20) ebenfalls geöffnet ist und wenn er vorher geschlossen war und dadurch sein gespeicherter Schaltzustand geändert wurde.
Weiter ist vorgesehen, dass die Schalter (18, 19, 20, 21) Federkontakte oder Schleifkontakte umfassen, welche die Wegdifferenz zwischen den Endstellungen und den benachbarten Schaltpunkten überbrücken.
Beim Start oder beim Abschalten des Dosierpumpensystem ist es erforderlich, dass eine zentrale Steuerung unabhängig von den Schaltstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) den elektrischen Antrieb (10) ab oder umschalten kann. Aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunkts des Additivs bei etwa –11°C ist es erforderlich das Dosierpumpensystem vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine zu entleeren um Frostschäden zu vermeiden. Aus diesem Grund muss die Drehrichtung des elektrischen Antriebs (10) umkehrbar sein.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Pumpe (4, 5) ein eigener elektrischer Antrieb (10) zugeordnet. Dabei ist die Verwendung von elektromotorischen Spindelantrieben besonders geeignet. Diese sind sehr robust und arbeiten sehr zuverlässig und genau.
Es lassen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Ventile für das Dosierpumpensystem verwenden, besonders vorteilhaft sind Ventile (14, 15, 16, 17), die als entsperrbare Rückschlagventile ausgeführt sind.
Eine zweite Lösung der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Dosiervorrichtung für ein aus einem Tank (2) entnehmbares flüssiges Additiv, mit einer ersten und einer zweiten über ein Ventil (14, 15, 16, 17) an dem Tank (2) und an einem Injektor (3) hydraulisch angeschlossene elektrisch antreibbare Pumpe (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) Kolbenpumpen oder Balgpumpen sind, deren Kolben bzw. Bälge in Entleerungsrichtung über eine spannbare Feder (6, 7) mit einem mechanischen Verstellmittel (8, 9) verbunden sind, mit folgenden sich während eines laufenden Betriebs wiederholenden Verfahrensschritte:

a) eine Verstellmechanik steht auf einem ersten Umkehrpunkt, bei welchem eine erste Pumpe (4) vollständig mit dem Additiv gefüllt ist und eine zweite Pumpe (5) aber noch nicht den maximalen Hub der Verstellmechanik erreicht hat, eine erste Feder (6) ist entspannt, der erster Schalter (18) steht auf „EIN” und der zweite Schalter (19) auf „AUS”, ein elektrischer Antrieb (10) ist „AUS”; zu diesem Zeitpunkt ist die erste Pumpe (4) mit dem Tank (2) und die zweite Pumpe (5) mit dem Injektor (3) verbunden und eine zweite Feder (7) der zweiten Pumpe (5) gerade vollständig gespannt, so dass der dritte Schalter (20) auf „AUS” und der vierte Schalter (21) auf „EIN” steht; die Verbindung der ersten Pumpe (4) mit dem Injektor (3) und die Verbindung der zweiten Pumpe (5) mit dem Tank (2) ist unterbrochen;
b) ein letztes Teilvolumen des Additivs wird durch Entspannung der zweiten Feder (7) dem Injektor (3) zugeführt, und der vierte Schalter (21) wird „AUS” geschaltet; die Feder (7) entspannt sich solange bis sie einen als Kolben (27) dienenden Teil einer Kartusche (23) soweit in Entleerungsrichtung betätigt hat, dass der dritte Schalter (20) EIN geschaltet wird; zu diesem Zeitpunkt sind für eine Steuerlogik die Voraussetzungen erfüllt den elektrischen Antrieb (10) einzuschalten;
c) zusätzlich zur zweiten Pumpe (5) wird die erste Pumpe (4) mit dem Injektor (3) verbunden; die erste Feder (6) wird langsam gespannt, der erste Schalter „AUS” geschaltet; die zweite Feder (7) wird in einem letzten Winkelbereich einer Betätigungskurvenscheibe von 60° durch die Betätigungskurvenscheibe (25) wieder gespannt, bis der maximale Hub des Verstellmittels (9) erreicht ist; über diesen letzten Winkelbereich fördern beide Pumpen (4 und 5) zum Injektor (3);
d) die Verbindung der zweiten Pumpe (5) mit dem Injektor (3) wird unterbrochen, während die erste Pumpe (4) weiter mit dem Injektor (3) verbunden bleibt; die zweite Pumpe (5) wird über einen Winkelbereich von deutlich weniger als 180° befüllt, während die Entleerung der ersten Pumpe (4) am Ende dieses Winkelbereichs noch nicht abgeschlossen ist;
e) bei höherem Systemdruck erreicht der zweite Schalter (19) die „EIN” Stellung, wodurch der elektrische Antrieb (10) abgeschaltet wird; die zweite Feder (7) ist inzwischen entspannt;
f) sobald der Systemdruck nachlässt übernimmt die erste Feder (6) die Förderung des Additivs, bis der zweite Schalter (19) sich „AUS” geschaltet wird; die Feder (6) entspannt sich solange bis sie den Kolben (27) bildenden Teil der Kartusche (23) soweit in Entleerungsrichtung betätigt hat, dass der erste Schalter (18) EIN geschaltet wird; zu diesem Zeitpunkt sind für eine Steuerlogik die Voraussetzungen erfüllt, den elektrischen Antrieb (10) erneut einzuschalten; in diesem Zustand ist die erste Pumpe (4) noch nicht vollständig entleert und es ist noch nicht der maximale Hub des ersten Verstellmittels (8) erreicht; damit ist eine erste Halbperiode des Dosiervorgangs abgelaufen;
g) bei einer zweiten Halbperiode wiederholt sich der Vorgang, wobei die erste Pumpe (4) die Funktion der zweiten Pumpe (5) übernimmt und umgekehrt.

Aufgrund einer möglichen Beschädigung des Dosiersystems im Frostfall, ist es üblich, das Additiv nach Abschaltung der Brennkraftmaschine in den Tank (2) zurück zu fördern. Dieser Vorgang lässt sich mit der beschriebenen Lösung besonders einfach durchführen, indem die Drehrichtung des elektrischen Antriebs (10) umgekehrt wird und die Schalterstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) in der Steuerlogik (22) unberücksichtigt bleiben aber die Ventilsteuerung nach wie vor aktiv ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Dosierpumpensystems besteht auch darin, dass der elektrische Antrieb (10) automatisch abschaltet, sobald vom Injektor (3) kein Additiv benötigt wird. Der Systemdruck bleibt dabei erhalten, so dass das System jederzeit einsatzbereit ist. Der Systemdruck wird aber auch nach oben durch die maximale Federspannung begrenzt, bei welcher der Antrieb abschaltet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines mechanisch gesteuerten Dosierpumpensystems,
2 eine Prinzipskizze eines elektrisch gesteuerten Dosierpumpensystems,
3 eine Prinzipskizze eines alternativen Dosierpumpensystems,
4 ein Beispiel für eine Kurvenform einer Betätigungskurvenscheibe und
5 den zeitlichen Verlauf von Pumpenhüben.
Hinweis: Bezugszeichen mit Apostroph und entsprechende Bezugszeichen ohne Apostroph bezeichnen namensgleiche Einzelheiten in den Zeichnungen und der Zeichnungsbeschreibung. Es handelt sich dabei um die Verwendung in einer anderen Ausführungsform, dem Stand der Technik und/oder die Einzelheit ist eine Variante. Die Ansprüche, die Beschreibungseinleitung, die Bezugszeichenliste und die Zusammenfassung enthalten der Einfachheit halber nur Bezugszeichen ohne Apostroph.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines mechanisch gesteuerten Dosierpumpensystems 1, mit einer ersten Pumpe 4, in Form einer Kolbenpumpe, umfassend einen Zylinder 12, eine in einer Kartusche 23 montierten Feder 6 in Form einer Druckfeder und einen Kolben 27, einer zweiten Pumpe 6 mit einer zweiten in einer Kartusche 23 montierten Feder 7. Die mechanische Verbindung zwischen einem ersten Verstellmittel 8 mit dem ihm zugeordneten Kolben 27 ist über die Feder 6 hergestellt. Ebenso ist die mechanische Verbindung zwischen einem zweiten Verstellmittel 9 mit dem ihm zugeordneten Kolben 27 über die Feder 7 hergestellt. Die Verstellmittel 8 und 9 sind als Schubstangen ausgebildet, die von einem elektrischen Antrieb 10 mittels einer Betätigungskurvenscheibe 25 in beiden Richtungen betätigbar ist. Hierzu sind die Enden der Verstellmittel 8, 9 in einer Nut 28 geführt. Eine Welle 13 des elektrischen Antriebs 10 ist mit einer Steuerkurvenscheibe 26 und der Betätigungskurvenscheibe 25 drehfest verbunden. Die gezeigten Geometrien der Betätigungskurvenscheibe 25 und der Steuerkurvenscheibe 26 sollen nur das Grundprinzip zeigen, nicht jedoch eine funktionsfähige Ausführung. Der elektrische Antrieb 10 umfasst ein Untersetzungsgetriebe, das hier nicht dargestellt ist. Die erste Pumpe 4 ist mit einem ersten Ventil 16 und einem zweiten Ventil 17 verbunden, welche hier eine Ventileinheit bilden. Die zweite Pumpe 5 ist mit einem dritten Ventil 16 und einem vierten Ventil 17 verbunden, welche hier ebenfalls eine Ventileinheit bilden. Die erste Pumpe 4 und die zweite Pumpe 5 sind abwechselnd entweder mit einem Tank 2 oder mit einem Injektor 3 verbunden. In 1 ist die erste Pumpe 4 über das Ventil 14 mit dem Tank 2 verbunden und die zweite Pumpe 5 über das Ventil 17 mit dem Injektor 3. Die Ventile 14, 15, 16 und 17 werden über die Steuerkurvenscheibe 26 mechanisch betätigt. Für die Rückstellung sind Rückstellfedern 29 an den Ventilen 14, 15, 16, 17 vorgesehen. Der Kompressionsgrad der Federn 6 und 7 zwischen den Verstellmitteln 8, 9 und den jeweiligen Kolben 27 wird über elektrische Schalter an eine Steuerlogik 22 übermittelt. Die Schalter sind in 1 nicht explizit dargestellt. Die Steuerlogik 22 schaltet den elektrischen Antrieb 10 je nach Kombination der Schalterstellungen an eine Spannungsquelle 30. Bei einem mittleren Kompressionsgrad einer der beiden Federn 6 oder 7 ist der elektrische Antrieb 10 in Betrieb, wenn die Feder vorher entspannt war und solange keine der Federn 6 oder 7 beinahe die größte Kompression erfährt. Durch dieses Prinzip steuert sich die Dosiervorrichtung selbsttätig. Jede Kartusche 23 hat z. B. 2 mm Betriebsweg (0–2 mm), wobei 0 und 2 mm die mechanischen Endanschläge sind, und die Wegposition 0,5 und 1,5 mm die Steuer-Schaltpunkte für den elektrischen Antrieb 10 sind. Der Kolbenhub ist etwa 10-fach größer als der Betriebsweg der Kartusche 23. In der Zeichnung sind diese Größenverhältnisse nicht maßstabsgetreu dargestellt. Die Federn 6 und 7 sind in ihren jeweiligen Kartuschen 23 so eingebaut, dass sie jeweils eine geringe Vorspannung einnehmen, auch wenn sie von den Verstellmitteln 8 bzw. 9 nicht beaufschlagt sind. Bei den Ventilen 14, 15, 16 und 17 handelt es sich um Schaltventile und nicht um Proportionalventile. Die Ventile 14, 15 und 16, 17 sind als Doppel-2/2-Wegeventile dargestellt. Sie lassen sich jedoch auch als einzelne 2/2-Wegeventile ausführen.
2 zeigt eine Prinzipskizze eines elektrisch gesteuerten Dosierpumpensystems 1', mit einer ersten Pumpe 4', in Form einer Kolbenpumpe, umfassend einen Zylinder 12', eine in einer Kartusche 23' montierten Feder 6' in Form einer Druckfeder und einen Kolben 27', einer zweiten Pumpe 5' mit einer zweiten in einer Kartusche 23' montierten Feder 7'. Die mechanische Verbindung zwischen einem ersten Verstellmittel 8' mit dem ihm zugeordneten Kolben 27' ist über die Feder 6' hergestellt. Ebenso ist die mechanische Verbindung zwischen einem zweiten Verstellmittel 9' mit dem ihm zugeordneten Kolben 27' über die Feder 7' hergestellt. Die Verstellmittel 8' und 9' sind als Schubstangen ausgebildet, die von einem elektrischen Antrieb 10' mittels einer Betätigungskurvenscheibe 25' in beide Richtungen betätigbar ist. Hierzu sind die Enden der Verstellmittel 8', 9' in einer Nut 28' geführt. Eine Welle 13' des elektrischen Antriebs 10' ist mit der Betätigungskurvenscheibe 25' drehfest verbunden. Der elektrische Antrieb 10' umfasst ein Untersetzungsgetriebe, das hier nicht dargestellt ist. Die erste Pumpe 4' ist mit einem ersten Ventil 16' und einem zweiten Ventil 17' verbunden. Die zweite Pumpe 5' ist mit einem dritten Ventil 16' und einem vierten Ventil 17' verbunden. Die erste Pumpe 4' und die zweite Pumpe 5' sind abwechselnd entweder mit einem Tank 2' oder mit einem Injektor 3' verbunden. In 2 ist die erste Pumpe 4' über das Ventil 14' mit dem Tank 2' verbunden und die zweite Pumpe 5' über das Ventil 17' mit dem Injektor 3'. Die Ventile 14', 15', 16' und 17' werden über eine Steuerlogik 22' in Form eines Controllers elektrisch gesteuert. Der Kompressionsgrad der Federn 6' und 7' zwischen den Verstellmitteln 8', 9' und den jeweiligen Kolben 27' wird über elektrische Schalter 18', 19', 20' und 21' an eine Steuerlogik 22' übermittelt. Diese Schalter 18', 19', 20', 21' schalten jeweils kurz vor den durch die Geometrie vorgegebenen Extrema der Federspannung. Die Steuerlogik 22' schaltet den elektrischen Antrieb 10' je nach Kombination der Schalterstellungen an eine Spannungsquelle (hier nicht dargestellt). Bei einem mittleren Kompressionsgrad einer der beiden Federn 6' oder 7' ist der elektrische Antrieb 10' in Betrieb, wenn die Feder vorher entspannt war und solange keine der Federn 6 oder 7 beinahe die größte Kompression erfährt. Durch dieses Prinzip steuert sich die Dosiervorrichtung selbsttätig. Die Federn 6' und 7' sind in ihren jeweiligen Kartuschen 23' so eingebaut, dass sie jeweils eine geringe Vorspannung einnehmen, auch wenn sie von den Verstellmitteln 8' bzw. 9' nicht beaufschlagt sind. Bei den Ventilen 14', 15', 16' und 17' handelt es sich um elektromagnetisch betätigte Schaltventile und nicht um Proportionalventile. Ebenso wie die Steuerung des elektrischen Antriebs 10', wird hier das Schalten der Ventile 14', 15', 16' und 17' durch die Steuerlogik 22' ausgelöst. In 2 sind nicht alle erforderlichen elektrischen Leitungen dargestellt; sie soll lediglich die Funktionsweise veranschaulichen. Der Injektor 3' ist hier etwas ausführlicher dargestellt. Dieser kann bei mangelndem Bedarf über ein Injektorventil 31' die Zufuhr des Additivs unterbrechen. In diesem Fall würde sich die Kompression einer der Federn 6' bzw. 7' soweit erhöhen, bis ein Abschaltzustand erreicht ist. Sobald die Feder aufgrund von erneutem Abruf von Additiv wieder entspannt wird der Antrieb 10' erneut betätigt. Die Betätigungskurvenscheibe 25' ist so ausgelegt, dass bei Maximalhub und komprimierter Feder 6' bzw. 7' noch keine vollständige Entleerung der Pumpe 4' bzw. 5' erfolgt. Die weitere Entleerung übernimmt die Feder 6' bzw. 7' unabhängig vom Antrieb 10'. Hierdurch ergibt sich eine ausreichende Überlappung der Vorgänge Ansaugen und Ausgeben der beiden Pumpen 4' und 5', so dass es niemals zu einer Unterbrechung der Förderung kommt.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines alternativen Dosierpumpensystems 1'' mit zwei Hubkolbenpumpen, wobei ein Kolben 27'' der ersten Pumpe 4'' über eine erste Feder 6'' mit einem ersten Verstellmittel 8'' und ein Kolben 27'' der zweiten Pumpe 5'' über eine zweite Feder 7'' mit einem zweiten Verstellmittel 9'' verbunden ist. Die Federn 6'' und 7'' sind jeweils in einer Kartusche 23'' angeordnet, welche so dimensioniert ist, dass die Federn 6'' und 7'' im montierten Zustand sich nicht vollständig entspannen können. Die beiden Verstellmittel 8'' und 9'' sind in Form einer Gewindestange ausgebildet, welche Bestandteil von jeweils einem elektrischen Antrieb 10'' sind, bestehend aus einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe. Die Pumpen 4'' und 5'' sind über Ventile 14'', 15'', 16'' und 17'' abwechselnd mit einem Tank 2'' oder einem Injektor 3'' verbunden. In der gezeigten Stellung ist die Pumpe 4'' über das Ventil 14'' mit dem Tank 2'' verbunden und die Pumpe 5'' über das Ventil 17'' mit dem Injektor 3''. Von den mit dem Injektor 3'' verbundenen Druckleitungen zweigt eine Leitung zu einem Drucksensor 32'' ab, der abhängig vom anliegenden Systemdruck ein Steuersignal an eine Steuerlogik 22'' übermittelt. Die Steuerlogik 22'' ist hier als Controller ausgebildet; sie steuert die baugleichen elektrischen Antriebe 10'' und die Ventile 14'', 15'', 16'' und 17'' abhängig vom anliegenden Systemdruck. Die elektrische Verschaltung ist nicht in allen Einzelheiten dargestellt. Der Injektor 3'' kann bei mangelndem Bedarf an über ein Injektorventil 31'' die Zufuhr des Additivs unterbrechen. In diesem Fall würde sich die Kompression einer der Federn 6'' bzw. 7'' erhöhen bis der vom Drucksensor 32'' gemessene Druck eine Abschaltschwelle erreicht. Sobald die Feder aufgrund von erneutem Abruf von Additiv wieder entspannt wird und der Druck eine untere Schwelle erreicht, werden die Antriebe 10'' erneut betätigt. Beide Antriebe 10'' werden gleichzeitig jeweils mit umgekehrter Drehrichtung betätigt. Um eine höhere Betriebssicherheit zu gewährleisten können die Pumpen 4'' und 5'' Endschalter aufweisen.
In 2 und 3 sind zusätzlich Filter 24', 24'' und jeweils ein Drosselventil 33', 33'' dargestellt. Die Drosselventile sollen die Leitungswiderstände symbolisieren. Die Ventile 14'', 15'', 16'' und 17'' sind elektromagnetisch betätigt. Das Ventilsymbol ist vereinfacht dargestellt. Bei den Ventilen 14', 14'', 15', 15'', 16', 16'' und 17', 17'' handelt es sich um 2/2-Wegeventile.
Der Tank 2, 2', 2'' in den 1, 2 und 3 ist ein Flüssigkeitsbehälter, dessen Anschlüsse und Aufbau von der Anwendung abhängig sind, seine Gestaltung ist nicht Bestandteil dieser Erfindung. Der Injektor 3, 3', 3'' ist in den 1, 2 und 3 unterschiedlich dargestellt. In 1 ist vereinfachend ein Drosselventil mit veränderbarem Querschnitt dargestellt. Der Injektor ist Anwendungsabhängig und seine Ausgestaltung ist nicht Bestandteil dieser Erfindung.
4 zeigt ein Beispiel für eine Kurvenform einer Betätigungskurvenscheibe 25. Der Umfang der Betätigungskurvenscheibe 25 ist in diesem Beispiel in sechs gleiche Winkelabschnitte unterteilt. Aus einem Drehpunkt 34 erstrecken sich radial sechs Radien r₁, r₂, r₃, r₄, r₅ und r₆ zum Rand 35 der Betätigungskurvenscheibe 25. Die Radien r₁, r₂, r₃ und r₄ gehören zu vier Winkelsegmenten, welche insgesamt 240° überdecken und in welchen sich der Radius kontinuierlich vergrößert, wobei r₁ der kleinste Radius und r₅ der größte Radius ist. Die beiden letzten Winkelsektoren überdecken die restlichen 120°. In diesem Bereich verringert sich der Radius der Betätigungskurvenscheibe 25 vom maximalen Radius r₅ über einen mittleren Radius r₆ zum minimalen Radius r₁.
5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Pumpenhübe und dazu in Beziehung die Ventilstellungen. In einem Bereich von 0° bis 240° wird die erste Pumpe entleert. Im Bereich zwischen 240° und 360° wird sie wieder befüllt. Die zweite Pumpe wird ab 180° ebenfalls entleert, so dass zwischen 180° und 240° beide Pumpen im Entleerungsbetrieb sind. Ab 240° ist nur noch die zweite Pumpe für die Versorgung des Injektors zuständig. Entsprechend sind auch die Ventile abwechselnd durchgeschaltet oder gesperrt. Wie gut zu erkennen ist, dauert bei beiden Pumpen der Entleerungsvorgang deutlich länger als der Füllvorgang. Hierdurch ist ein unterbrechungsfreier Betrieb möglich.
Die Rechteckkurven 36 und 37 zeigen an, ob durch die Ventile die zugehörige Pumpe mit dem Injektor oder mit dem Tank verbunden ist. Zwischen 0° und 240° und zwischen 360° und 600° ist die erste Pumpe mit dem Injektor verbunden, während sie zwischen 340° und 360° mit dem Tank verbunden ist (obere Rechteckkurve 36). Die zweite Pumpe ist zwischen 180° und 420° und ab 540° mit dem Injektor verbunden und in den Winkelabschnitten zwischen 60° und 180°, sowie zwischen 420° und 540° mit dem Tank (untere Rechteckkurve 37).
Bezugszeichenliste

1: Dosierpumpensystem
2: Tank
3: Injektor
4: erste Pumpe
5: zweite Pumpe
6: erste Feder
7: zweite Feder
8: erstes Verstellmittel
9: zweites Verstellmittel
10: elektrischer Antrieb
11: Betätigungsvorrichtung
12: Zylinder
13: Welle
14: erstes Ventil
15: zweites Ventil
16: drittes Ventil
17: viertes Ventil
18: erster Schalter
19: zweiter Schalter
20: dritter Schalter
21: vierter Schalter
22.: Steuerlogik
23: Kartusche
24: Filter
25: Betätigungskurvenscheibe
26: Steuerkurvenscheibe
27: Kolben
28: Nut
29: Rückstellfeder
30: Spannungsquelle
31: Injektorventil
32: Drucksensor
33: Drosselventil
34: Drehpunkt
35: Rand
36: obere Rechteckkurve
37: untere Rechteckkurve

Claims

Dosierpumpensystem (1) für ein aus einem Tank (2) entnehmbares flüssiges Additiv, mit einer ersten und einer zweiten über ein Ventil (14, 15, 16, 17) an dem Tank (2) und an einem Injektor (3) hydraulisch angeschlossene elektrisch antreibbare Pumpe (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) Kolbenpumpen oder Balgpumpen sind, deren Kolben (27) bzw. Bälge in Entleerungsrichtung über eine spannbare Feder (6, 7) mit einem mechanischen Verstellmittel (8, 9) verbunden sind, dass die Feder (6, 7) in einer Kartusche (23) aufgenommen ist, welche eine Federvorspannung aufrecht erhält, dass die Kartusche (23) vom mechanischen Verstellmittel (8, 9) in Füllrichtung mitnehmbar ist und dass das mechanische Verstellmittel (8, 9) in Entleerungsrichtung mittels der Feder (6, 7) mit der Kartusche (23) verbunden ist.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (23) als Kolben dient oder mit einem Kolben (27) fest verbunden ist.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig antreibbar sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) sowohl abwechselnd in Füllrichtung und in Entleerungsrichtung betätigbar sind als auch gleichzeitig in Entleerungsrichtung betätigbar sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide mechanischen Verstellmittel (8, 9) mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung (11) von einem einzigen elektrischen Antrieb (10) betätigbar sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (14, 15, 16, 17) mittels einer mechanischen, elektromechanischen, elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung betätigbar sind, welche von dem einzigen elektrischen Antrieb (10) auslösbar sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (11) und eine Steuervorrichtung oder zumindest Teile der Steuervorrichtung mit einer Welle (13) des elektrischen Antriebs (10) zusammenwirken.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (11) und/oder die Steuervorrichtung eine Betätigungskurvenscheibe (25) bzw. eine Steuerkurvenscheibe (26) umfasst.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) die Betätigungskurvenscheibe (25) und/oder die Steuerkurvenscheibe (26) exzentrisch durchdringt.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungskurvenscheibe (25) eine maximale und eine minimale radiale Erstreckung aufweist, wobei der Radius über einen Winkelbereich von deutlich mehr als 180° zunimmt und über einen Winkelbereich von deutlich weniger als 180° abnimmt, so dass die Summe der beiden Winkelbereiche 360° ergibt.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Betätigungskurvenscheiben (25) um 180° phasenversetzt auf der Welle (13) angeordnet sind, wobei jede Betätigungskurvenscheibe (25) einer Pumpe (4, 5) zugeordnet ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (11) die Verstellmittel (8, 9) und/oder die Steuervorrichtung die Ventile (14, 15, 16, 17) bidirektional antreiben.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pumpe (4, 5) zwei Ventile (14, 15 bzw. 16, 17) zugeordnet sind, welche gegensinnig geschlossen oder geöffnet sind, wobei das erste Ventil (14) der ersten Pumpe (4) und das dritte Ventil (16) der zweiten Pumpe (5) zugeordnet und zwischen der jeweiligen Pumpe (4, 5) und dem Tank (2) angeordnet ist und ein zweites Ventil (15) der ersten Pumpe (4) sowie ein viertes Ventil (17) der zweiten Pumpe (5) zugeordnet und zwischen der Pumpe (4, 5) und dem Injektor (3) angeordnet ist.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung derart ausgelegt ist, dass sie zu jeder Winkelstellung eine definierte Stellung „AUF” oder „ZU” der Ventile (14, 15, 16, 17) bewirkt, wobei in Füllrichtung der ersten Pumpe (4) das erste Ventil (14) „AUF” und das zweite Ventil (15) „ZU” ist, während die zweite Pumpe (5) entleert wird und deshalb das dritte Ventil (16) „ZU” und das vierte Ventil (17) „AUF” ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schalter den elektrischen Antrieb (10) betätigt, wobei dieser ein Druckschalter oder ein von einem Drucksensor (32) gesteuerter Schalter ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schalter (18, 19 bzw. 20, 21) im Verlauf des Federweges jeder Feder (6, 7) durch die zugeordneten Verstellmittel (8, 9) oder mittelbar über die Verstellmittel (8, 9) schaltbar sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) nicht mit Endpunkten des Federweges übereinstimmen.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (10) abhängig von den Schaltstellungen (EIN oder AUS) der vier Schalter (18, 19, 20, 21) mittels einer Steuerlogik (22) ein- oder ausschaltbar ist.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik (22) einen gespeicherten Schaltzustand als Schaltkriterium berücksichtigt, so dass ein Einschaltvorgang nur ausgelöst wird, wenn unmittelbar vorher der zugeordnete Schalter (18 oder 20), welcher bei einer entspannten Feder betätigbar ist auf EIN geschaltet war.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzustand durch ein Flip-Flop oder einen Schmitt-Trigger speicherbar ist.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 16, 17 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pol einer Gleichspannungsquelle elektrisch an die Schalter (18, 19, 20, 21), und die Steuerlogik (22) und der Gegenpol an den elektrischen Antrieb (10) und die Steuerlogik (22) angeschlossen ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (18) und der dritte Schalter (20) zwischen der jeweils ersten Endposition mit der geringsten Federspannung und dem ersten Schaltpunkt durchschaltet und der zweite Schalter (19) und der vierte Schalter (21) zwischen dem jeweils zweiten Schaltpunkt und der zweiten Endposition mit der größten Federspannung durchschaltet und in einer Stellung zwischen den Schaltpunkten alle Schalter (18, 19, 20, 21) geöffnet sind.
Dosierpumpensystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (10) betätigt ist, wenn der zweite Schalter (19) und der vierte Schalter (21) geöffnet sind und zusätzlich einer der übrigen Schalter (18 oder 20) ebenfalls geöffnet ist und wenn er vorher geschlossen war und dadurch sein gespeicherter Schaltzustand geändert wurde.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (18, 19, 20, 21) Federkontakte oder Schleifkontakte umfassen, welche die Wegdifferenz zwischen den Endstellungen und den benachbarten Schaltpunkten überbrücken.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Antrieb (10) und seine Drehrichtung unabhängig von den Schaltstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) über eine zentrale Steuerung schaltbar ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pumpe (4, 5) ein elektrischer Antrieb (10) zugeordnet ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (10) bzw. die elektrischen Antriebe ein elektromotorisch betätigter Spindelantrieb ist.
Dosierpumpensystem nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (14, 15, 16, 17) entsperrbare Rückschlagventile sind.
Verfahren zum Betrieb eines Dosierpumpensystems für ein aus einem Tank (2) entnehmbares flüssiges Additiv, mit einer ersten und einer zweiten über ein Ventil an dem Tank (2) und an einem Injektor (3) hydraulisch angeschlossene elektrisch antreibbare Pumpe (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (4, 5) Kolbenpumpen oder Balgpumpen sind, deren Kolben bzw. Bälge in Entleerungsrichtung über eine spannbare Feder (6, 7) mit einem mechanischen Verstellmittel (8, 9) verbunden sind, die Feder (6, 7) in einer Kartusche (23) aufgenommen ist, welche eine Federvorspannung aufrecht erhält, die Kartusche (23) vom mechanischen Verstellmittel (8, 9) in Füllrichtung mitnehmbar ist, das mechanische Verstellmittel (8, 9) in Entleerungsrichtung mittels der Feder (6, 7) mit der Kartusche (23) verbunden ist, mit folgenden sich während eines laufenden Betriebs wiederholenden Verfahrensschritte: a) eine Verstellmechanik steht auf einem ersten Umkehrpunkt, bei welchem eine erste Pumpe (4) vollständig mit dem Additiv gefüllt ist und eine zweite Pumpe (5) aber noch nicht den maximalen Hub der Verstellmechanik erreicht hat, eine erste Feder (6) ist entspannt, ein erster Schalter (18) steht auf „EIN” und ein zweiter Schalter (19) auf „AUS”, ein elektrischer Antrieb (10) ist „AUS”; zu diesem Zeitpunkt ist die erste Pumpe (4) mit dem Tank (2) und die zweite Pumpe (5) mit dem Injektor (3) verbunden und eine zweite Feder (7) der zweiten Pumpe (5) gerade vollständig gespannt, so dass ein dritter Schalter (20) auf „AUS” und ein vierter Schalter (21) auf „EIN” steht; die Verbindung der ersten Pumpe (4) mit dem Injektor (3) und die Verbindung der zweiten Pumpe (5) mit dem Tank (2) ist unterbrochen; b) ein letztes Teilvolumen des Additivs wird durch Entspannung der zweiten Feder (7) dem Injektor (3) zugeführt, und der vierte Schalter (21) wird „AUS'' geschaltet; die Feder (7) entspannt sich solange bis sie einen als Kolben (27) dienenden Teil einer Kartusche (23) soweit in Entleerungsrichtung betätigt hat, dass der dritte Schalter (20) EIN geschaltet wird; zu diesem Zeitpunkt sind für eine Steuerlogik die Voraussetzungen erfüllt den elektrischen Antrieb (10) einzuschalten; c) zusätzlich zur zweiten Pumpe (5) wird die erste Pumpe (4) mit dem Injektor (3) verbunden; die erste Feder (6) wird langsam gespannt, der erste Schalter „AUS” geschaltet; die zweite Feder (7) wird in einem letzten Winkelbereich einer Betätigungskurvenscheibe von 60° durch die Betätigungskurvenscheibe (25) wieder gespannt, bis der maximale Hub des Verstellmittels (9) erreicht ist; über diesen letzten Winkelbereich fördern beide Pumpen (4 und 5) zum Injektor (3); d) die Verbindung der zweiten Pumpe (5) mit dem Injektor (3) wird unterbrochen, während die erste Pumpe (4) weiter mit dem Injektor (3) verbunden bleibt; die zweite Pumpe (5) wird über einen Winkelbereich von deutlich weniger als 180° beüllt, während die Entleerung der ersten Pumpe (4) am Ende dieses Winkelbereichs noch nicht abgeschlossen ist; e) bei höherem Systemdruck erreicht der zweite Schalter (19) die „EIN” Stellung, wodurch der elektrische Antrieb (10) abgeschaltet wird; die zweite Feder (7) ist inzwischen entspannt; f) sobald der Systemdruck nachlässt übernimmt die erste Feder (6) die Förderung des Additivs, bis der zweite Schalter (19) „AUS” geschaltet wird; die Feder (6) entspannt sich solange bis sie den Kolben (27) bildenden Teil der Kartusche (23) soweit in Entleerungsrichtung betätigt hat, dass der erste Schalter (18) EIN geschaltet wird; zu diesem Zeitpunkt sind für eine Steuerlogik die Voraussetzungen erfüllt, den elektrischen Antrieb (10) erneut einzuschalten; in diesem Zustand ist die erste Pumpe (4) noch nicht vollständig entleert und es ist noch nicht der maximale Hub des ersten Verstellmittels (8) erreicht; damit ist eine erste Halbperiode des Dosiervorgangs abgelaufen; g) bei einer zweiten Halbperiode wiederholt sich der Vorgang, wobei die erste Pumpe (4) die Funktion der zweiten Pumpe (5) übernimmt und umgekehrt.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass durch Umkehr des Antriebs und Nichtberücksichtigung der Schalterstellungen der Schalter (18, 19, 20, 21) in der Steuerlogik (22) aber bei aktiver Ventilsteuerung das Additiv in den Tank (2) zurück entleert wird.