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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranpumpe zur Förderung eines flüssigen Mediums, insbesondere eines Betriebs-/Hilfsstoffes in einem Fahrzeug, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung in einem Abgasnachbehandlungssystem.
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Stand der Technik
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DE 10 2015 226 463 A betrifft einen Magnetaktor für ein Förderaggregat. Bei dem Förderaggregat handelt es sich insbesondere um eine Membranpumpe für einen Betriebs-/Hilfsstoff in einem Fahrzeug, die einen federbeaufschlagten Anker umfasst, der sich durch eine Magnetspule erstreckt und auf eine Membran wirkt. Die Membran beaufschlagt einen Arbeitsraum des Förderaggregates und/oder einen Dichtsitz eines Ventils, deckt diesen ab bzw. gibt diesen frei, wobei die Membran über eine Zwischenschicht mit dem Anker verbunden ist.
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Im Bereich der Abgasnachbehandlung und insbesondere in Abgasnachbehandlungssystemen werden Membranpumpen zur Förderung von wässrigen Harnstofflösungen eingesetzt. Für die Förderung und Rückförderung der wässrigen Harnstofflösung werden Metall-Elastomer-Verbundkomponenten eingesetzt. Eine feste und dichte Metall-Elastomer-Verbindung verhindert dabei zum Beispiel die Unterwanderung der Dichtung durch das Medium. Ohne Vorbehandlung haften jedoch Elastomere in der Regel nicht auf metallischen Materialien. Derzeit wird ein Metall-Elastomer-Verbund durch den Einsatz eines chemischen Haftvermittlers realisiert. Neben Metall-Elastomer-Verbundbauteilen ist auch eine Kombination von Kunststoff (Thermoplast) mit Elastomeren (Gummi) bekannt. Dabei kann eine Haftung zwischen den beiden unterschiedlichen Materialien mit oder ohne Haftvermittler erreicht werden, so dass sich auf diese Weise 2-Komponenten-Bauteile herstellen lassen.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Membranpumpe zur Förderung eines flüssigen Mediums vorgeschlagen, insbesondere eines Betriebs-/Hilfsstoffes in einem Fahrzeug, wobei die Membranpumpe einen Pumpenstößel umfasst, der über eine Magnetgruppe betätigt wird und mit einer Pumpenmembran verbunden ist. Der Pumpenstößel ist mit der Pumpenmembran durch ein separates Bauteil, insbesondere eine Kunststoffkomponente, verbunden. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Metall-Elastomer-Bauteilen erfolgt bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kein direkter Verbund zwischen den beiden Materialien Metall und Elastomer. Vielmehr wird das eigentliche Verbundbauteil durch Verwendung der dritten Komponente bzw. eines dritten Materials realisiert.
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Für die Herstellung dieses Bauteilverbundes wird beispielsweise ein Bauteil aus Metall, in der Regel der Pumpenstößel, mit dem Kunststoff umformt und erst über diese Zwischenstufe erfolgt der eigentliche Verbund mit dem Elastomermaterial der Pumpenmembran. Dabei erfolgt der Formschluss zwischen Thermoplast und Elastomer ausschließlich über letztgenannte Komponente was bedeutet, dass keinerlei mechanische Verankerung oder Verkrallung über Hinterschnitte, Durch- oder Überspritzungen der Thermoplast-Komponenten erfolgt. Die Verbindung zwischen dem Kunststoff (Thermoplast) und dem Elastomer der Pumpenmembran kann dabei entweder mit oder ohne einen Haftvermittler realisiert werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung handelt es sich bei der Kunststoffkomponente um ein Bauteil, welches einen Thermoplasten, Polyamid oder Polyphthalamid oder Polyphenylensulfid oder Polyethersulfone oder Polyetherketone oder Polyimide und andere Hochleistungskunststoffe umfasst. Vorzugsweise wird bei der Kunststoffkomponente ein Material gewählt, welches einen hohen Füllstoffanteil an Glasfasern oder Mineralien enthält, so dass der thermische Ausdehnungskoeffizient dem Material des metallischen Werkstoffes entspricht, aus dem der Pumpenstößel gefertigt wird und darüber hinaus eine geringe Quellneigung des Kunststoffmaterials gewährleistet ist. In Bezug auf das Elastomermaterial der Pumpenmembran können sowohl unpolare Werkstoffe, wie zum Beispiel Butylkautschuk (IIR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), wie auch polare Werkstoffe wie zum Beispiel Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierter Nitril-Butadien- Kautschuk (HNBR) oder Fluorkautschuke (FKM) in Frage kommen.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, bilden der Pumpenstößel aus einem metallischen Material, die Pumpenmembran aus einem Elastomermaterial und die Kunststoffkomponente aus einem Kunststoffmaterial ein 3-Komponenten-Bauteil.
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Bevorzugt wird erfindungsgemäß ein Kunststoffmaterial gewählt, welches einen hohen Füllstoffanteil an Glasfasern oder anderen Füllstoff-Materialien enthält und dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient im Wesentlichen dem des metallischen Materials des Pumpenstößels entspricht. Der Füllstoffanteil liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 15% und 50%. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, kann die Pumpenmembran an ihrer der Magnetgruppe der Membranpumpe zuweisenden Oberseite eine Stützscheibe aufweisen, die aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist. In vorteilhafter Weise werden erfindungsgemäß der Pumpenstößel und das aus dem Kunststoffmaterial gefertigte Kunststoffbauteil über eine formschlüssige Verbindung miteinander gefügt. Dazu weist ein Ende des Pumpenstößels zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut auf, die insbesondere mit Verrundungen versehen wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen des Elastomermaterials, aus dem die Pumpenmembran gefertigt ist, weist die auf die Oberseite der Pumpenmembran aufgebrachte Stützscheibe am äußeren Durchmesser einen Übergangsradius auf, der eine zu starke mechanische Verformung des Elastomermaterials verhindert, was sich positiv auf die Lebensdauer dieses Bauteils der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membranpumpe auswirkt.
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Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung einer Membranpumpe, wobei zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
- a) Umformen des metallischen Materials des Pumpenstößels mit einem Kunststoffmaterial einer Kunststoffkomponente,
- b) Ausbilden einer direkten Verbindung durch Inkontaktbringen der KunststoffKomponente mit dem Elastomer-Material im Rahmen der Verarbeitung der Elastomer-Komponente in einem Werkzeug unter Einfluss von Temperatur und Druck.
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Des Weiteren können bei der Herstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membran zusätzlich die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
- c) die Stützscheibe erzeugt eine Klemmfunktion zwischen der Pumpenmembran und dem Pumpenstößel,
- d) die Stützscheibe wird an der Montage über eine axiale Anpresskraft gehalten und später über eine Verbindungstechnik, wie beispielsweise Kunststoffschweißen, Kleben, Pressen, Kunststofflaserschweißen fixiert.
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In Weiterführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann die Verbindung zwischen dem Elastomer der Pumpenmembran und der Kunststoffkomponente haftvermittlerfrei erzeugt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Verbindung zwischen Elastomer und Kunststoffkomponente mittels eines Haftvermittlers bereitzustellen.
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Vorzugsweise wird beim Umformen des Pumpenstößels das Kunststoffmaterial von seiner Außenseite her umspritzt, so dass das Kunststoffmaterial in Richtung des Pumpenstößels schwindet und somit eine robustere mechanische Verbindung zwischen dem aus metallischem Material gefertigten Pumpenstößel und der aus dem Kunststoffmaterial gefertigten Kunststoffkomponente erzeugt werden kann.
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Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine Verwendung der Membranpumpe in einem Abgasnachbehandlungssystem für Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder Nutzfahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen, welches nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion unter Einsatz einer Harnstoff-Wasserlösung arbeitet.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranpumpe ist ein gegen die im Abgasnachbehandlungssystem zur Entstickung der Abgase eingesetzter Betriebs-/Hilfsstoff wie beispielsweise AdBlue und seine Zersetzungspunkte, insbesondere Ammoniak beständiges 3-Komponenten-Bauteil gegeben. Dieses bietet deutliche Vorteile hinsichtlich der Lebensdauerhaltbarkeit gegenüber aktuellen Ausführungen von Membranpumpen, die im Abgasnachbehandlungssystem zum Einsatz kommen.
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Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich in schlagender Weise aus der verbesserten Lebensdauerbeständigkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membranpumpe. Insbesondere bei zukünftig zu erwartenden stehenden Systemen, in denen mit weiter steigenden Betriebstemperaturen gerechnet werden muss, stellt die Zersetzung der Harnstofflösung zu Ammoniak ein zunehmendes Problem für die Verbundkomponenten dar. Hier stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranpumpe mit dem zuvor beschriebenen neuartigen und kunststoffgerechten Konstruktionsprinzip einen entscheidenden Vorteil dar.
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In erster Linie ist der Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membranpumpe bei Abgasnachbehandlungssystemen zur Entstickung von Abgasen von Pkw und Lkw gedacht. Prinzipiell ist der Einsatz aber überall dort denkbar, wo Pumpen, insbesondere Membranpumpen, zur Förderung von aggressiven Medien wie Laugen oder Säuren, Estern, Ketonen (hochadditivierten) Medien, wie z.B. Kühl- und Bremsflüssigkeit, Motorölen oder Hochkorrosiv-Medien wie z.B. Salzwasser und dergleichen mehr eingesetzt werden, für die keine oder keine ausreichend lebensdauerbeständigen Lösungen und Verbundbauteile verfügbar sind.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ermöglicht das Erreichen einer verbesserten Haftkraft, insbesondere einer verbesserten Verbindung der Verbundmaterialien, insbesondere unter erhöhter Temperatur und/oder bei Medienkontakt. Des Weitern kann mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine erhöhte Lebensdauer der Verbundkomponenten (Bauteile), insbesondere unter erhöhter Temperatur und/oder bei Medienkontakt erreicht werden. Die Hochtemperaturbeständigkeit lässt sich erheblich verbessern, ebenso wie die Medienbeständigkeit und damit die Lebensdauer. Des weiteren kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eine einfachere Fertigung der Bauteile und Komponenten erreicht werden, wodurch sich eine leichtere Herstellbarkeit ergibt, die zudem Kostenvorteile bietet.
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Figurenliste
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine Verbindung zwischen einem Pumpenstößel und einer Pumpenmembran, der entlang einer Grenzfläche miteinander verbunden sind, gemäß des Standes der Technik,
- 2 eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung eines 3-Komponenten-Verbundes aus Pumpenstößel, Kunststoffkomponente und Pumpenmembran,
- 3 eine formschlüssige Verbindung zwischen der Pumpenmembran und einem Pumpenstößel,
- 4 ein Detail einer Stützscheibe aus Kunststoffmaterial mit Übergangsradius am äußeren Durchmesser und
- 5 eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen 3-Komponenten-Verbundes.
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Der Darstellung gemäß 1 sind ein Pumpenstößel 12 aus metallischem Material und eine Pumpenmembran 22 aus Elastomermaterial zu entnehmen, die entlang einer Grenzfläche, beispielsweise mittels eines chemischen Haftvermittlers miteinander verbunden sind. Der Pumpenstößel 12 aus metallischem Material einer Membranpumpe 10 wird über eine Magnetgruppe 18 bewegt und führt innerhalb dieser eine Hubbewegung 16 aus. Dadurch wird das Medium, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung über verschiedene Ventile, die in der Darstellung gemäß 1 nicht dargestellt sind, weiterbefördert. Die Grenzfläche, entlang derer der Pumpenstößel 12 und die Pumpenmembran 22 miteinander verbunden sind, liegt im Bereich eines Stößelfußes 14 des Pumpenstößels 12. Der Pumpenstößel 12 ist in einer Bohrung 20 der Magnetgruppe 18 geführt. Die Grenzfläche ist durch einen Haftvermittler 24 gegeben.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die aus Elastomer gefertigte Pumpenmembran 22 an einer ersten Einspannstelle 30 und einer zweiten Einspannstelle 32 eingespannt ist und eine Pumpenkammer 28, eine Pumpenkammer-Oberseite 36 sowie eine Pumpenkammer-Unterseite 38 aufweist. In der Pumpenkammer-Unterseite 38 liegen Zu- und Ableitungen 34 für das zu fördernde flüssige Medium.
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Ausführungsvarianten
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Der Darstellung gemäß 2 ist eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranpumpe 10 zu entnehmen, bei der Pumpenstößel 12 und Pumpenmembran 22 über eine dritte Komponente, nämlich eine Kunststoffkomponente 26 miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zur vorstehend in 1 dargestellten Lösung erfolgt bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kein direkter Verbund zwischen den beiden Materialien Metall des Pumpenstößels 12 und dem Elastomer der Pumpenmembran 22. Vielmehr wird das eigentliche Verbundbauteil durch eine dritte Komponente nämlich die Kunststoffkomponente 26 dargestellt. Es entsteht ein 3-Komponenten-Bauteil aus Pumpenstößel 12, Pumpenmembran 22 und Kunststoffkomponente 26. Auch in der in 2 dargestellten Ausführungsvariante der Membranpumpe 10, ist die aus Elastomer gefertigte Pumpenmembran 22 an der ersten Einspannstelle 30 sowie an der zweiten Einspannstelle 32 zwischen der Magnetgruppe 18 oder einem Gehäusebauteil der Membranpumpe10 eingespannt. Auch hier unterteilt die Pumpenmembran 22 die Pumpenkammer 28 in eine Pumpenkammer-Oberseite 36 sowie eine Pumpenkammer-Unterseite 38, in der Zu- und Ableitung 34 des zu fördernden flüssigen Mediums 34 liegen. Mit Bezugszeichen 40 ist ein Umspritzungsbereich im unteren Bereich des Pumpenstößels 12 dargestellt, der im Zusammenhang mit Figur noch detaillierter beschrieben werden wird. Bei der Herstellung des in 2 dargestellten 3-Komponenten-Verbundes aus Pumpenstößel 12, Pumpenmembran 22 und Kunststoffkomponente 26 wird ein Bauteil aus Metall, nämlich der Pumpenstößel 12 mit dem Kunststoff umformt. Erst über die daraus erhaltene Zwischenstufe erfolgt ein Verbund mit dem Elastomermaterial der Pumpenmembran 22. Es erfolgt der Formschluss zwischen dem Thermoplasten, d.h. der Kunststoffkomponente 26 und dem Elastomer der Pumpenmembran 22 ausschließlich über die letztgenannte Komponente, was bedeutet, dass keinerlei mechanische Verankerung oder Verkrallung über Hinterschnitte, Durch- oder Überspritzungen der Thermoplastkomponenten vorliegen. Die Verbindung zwischen der Kunststoffkomponente 26 (beispielsweise ein Thermoplast) und dem Elastomer der Pumpenmembran 22 ist haftvermittlerfrei realisiert. Alternativ besteht die Möglichkeit, diese Verbindung mittels eines chemischen Haftvermittlers herzustellen.
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Bei dem Kunststoffmaterial der Kunststoffkomponente 26 handelt es sich vorzugsweise um ein Polyamid (PA), ein Polyphthalamid (PPA), einen Polyphenylensulfid (PPF), Polyethersulfone, Polyetherketone, Polyimide oder ein anderes Hochtleistungskunststoffmaterial. Zudem wird vorzugsweise ein Kunststoffmaterial für die Kunststoffkomponente 26 gewählt, welches einen hohen Füllstoffanteil an Füllmaterialien wie z.B. Glasfasern oder Mineralien zwischen 10% und 50% aufweist, so dass der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses Materials mit dem des metallischen Materials des Pumpenstößels 12 zumindest ähnlich ist und darüber hinaus eine geringe Quellung des Kunststoffmaterials erreicht werden kann.
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In Bezug auf die zur Fertigung der Pumpenmembran 22 eingesetzten Elastomere, können sowohl unpolare Werkstoffe wie zum Beispiel Butylkautschuk (IIR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), wie auch polare Werkstoffe wie Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), hydrierter Nitril-Butadien- Kautschuk (HNBR) oder Fluorkautschuke (FKM) oder andere Werkstoffe zum Einsatz kommen.
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Die jeweiligen Materialpaarungen Thermoplast und Thermoplast für die Kunststoffkomponente 26 und Elastomer für die Pumpenmembran 22, sind in vorteilhafter Weise so zu wählen und zu kombinieren, dass diese sowohl ohne als auch mit Haftvermittler eine feste, überlebensdauerhaltbare Verbindung eingehen. Falls erforderlich, können für den Aufbau der Verbindungen auch Vorbehandlungsprozesse wie zum Beispiel Plasmatechnologie oder auch eine Erzeugung definierter Oberflächenstrukturen und Rauigkeiten eingesetzt werden.
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Der Darstellung gemäß 3 ist eine Formschlussverbindung zwischen dem aus metallischem Material gefertigten Pumpenstößel 12 und dem Kunststoffmaterial der Kunststoffkomponente zu entnehmen.
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Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, weist der aus metallischem Material gefertigte Pumpenstößel 12 an seinem der Pumpenmembran 22 liegenden Ende mindestens eine Umlaufnut 42 auf. In der Darstellung gemäß 3 sind zwei Umlaufnuten 42, 44 dargestellt. Dadurch kann eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial der Kunststoffkomponente 26 und dem metallischen Material des Pumpenstößels 12 realisiert werden. Für die Umspritzung des Pumpenstößels 12 mit dem Kunststoffmaterial der Kunststoffkomponente 26 ist es vorteilhaft, wenn die Umspritzung von der Außenseite her erfolgt. Hierdurch schwindet der Kunststoff auf den Pumpenstößel 12 auf und bildet somit über Temperaturwechsel einen festeren Halt. Um das Kunststoffmaterial der Kunststoffkomponente 26 und dem aus metallischem Material gefertigten Pumpenstößel 12 konstruktiv zueinander zu fixieren, ist die in 3 dargestellte formschlüssige Verbindung vorteilhaft. Dies kann beispielsweise über eine Anrauung der Oberfläche des metallischen Materials des Pumpenstößels 12 oder die in 3 dargestellten Umlaufnuten 42, 44 realisiert werden.
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In vorteilhafter Weise ist mehr als eine Umlaufnut 42, 44 in axialer Richtung des Pumpenstößels 12 übereinanderliegend vorzusehen. Mehrere Umlaufnuten 42, 44 ermöglichen bei thermisch induzierten Verschiebungen, wie zum Beispiel Temperaturwechselbelastung, ein axiales Abstützen in den Umlaufnuten 42 bzw. 44. Die Umlaufnuten 42, 44 sind möglichst mit Verrundungen 46 zu versehen, um die Kerbwirkung bei thermisch induzierten Spannungen möglichst gering zu halten.
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In den Darstellungen gemäß der 3 und 4 sind darüber hinaus eine Stützscheibe 48 dargestellt, die aus einem Thermoplasten gefertigt wird. 3 ist zu entnehmen, dass die Stützscheibe 48 teilweise auf einem Absatz der Kunststoffkomponente 26 und der Oberseite der Pumpenmembran 22 aus Elastomermaterial aufliegt. 4 zeigt zusätzlich, dass die auf der Oberseite 52 der Pumpenmembran 22 aufliegende Stützscheibe 48 am äußeren Durchmesser einen Übergangsradius 50 aufweist. Aus 4 geht hervor, dass eine Unterseite 54 der Pumpenmembran 22 aus Elastomermaterial plan verläuft. Zur Sicherstellung der Funktion an der zur Magnetgruppe 18 zugewandten Oberseite 52 der Pumpenmembran 22, dient die zusätzliche Stützscheibe 48, die insbesondere aus einem Thermoplasten gefertigt ist. Die Funktion der Stützscheibe 48 liegt darin, die Durchbiegung der Pumpenmembran 22 durch den Pumpendruck zu verringern und somit die Pumpenleistung über einen großen Druckbereich gesehen, zu erhöhen. Es ist hervorzuheben, dass zwischen der Stützscheibe 48 und der Pumpenmembran 22 kein Luftspalt vorhanden ist und die Pumpenmembran 22 somit über diese Geometrie abrollen kann. Zudem kann die Stützscheibe 48 eine Klemmfunktion für die Pumpenmembran 22 zwischen dem Pumpenstößel 12 aus metallischem Material und der Stützscheibe 48 bieten.
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Die Stützscheibe 48 wird bei der Montage zunächst axial über eine entsprechende Anpresskraft gehalten und anschließend über eine Verbindungstechnik wie beispielsweise das Kleben, das Pressen oder Kunststoffschweißen oder Reib- oder Laserschweißen fixiert. Durch den Übergangsradius 50 am äußeren Durchmesser der Stützscheibe 48 auf der Oberseite 52 der Pumpenmembran 22 wird die Durchbiegung der Pumpenmembran 22 limitiert und deren Deformationskurve vorgegeben. Ein Übergangsradius 50 am äußeren Durchmesser der Stützscheibe 48 gewährleistet zudem, dass die Pumpenmembran 22 nicht pro Hubbewegung über eine Kante gedehnt und somit eine Schädigung der Pumpenmembran 22 durch Schneiden, Abrasion oder Friktion zuverlässig verhindert werden kann.
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Der Darstellung gemäß 5 ist zu entnehmen, dass die Membranpumpe 10 ein 3-Komponenten-Verbundbauteil aufweist, welches den aus metallischem Material gefertigten Pumpenstößel 12, die aus Kunststoffmaterial gefertigte Kunststoffkomponente 26 sowie die aus Elastomer gefertigte Pumpenmembran 22 umfasst. Zusätzlich zu den Komponenten des 3-Komponenten-Verbundbauteils befindet sich auf der Oberseite 52 der aus Elastomer gefertigten Pumpenmembran 22 die Stützscheibe 48, die bereits in Zusammenhang mit den 3 und 4 eingehend erläutert wurde, was deren Funktion und Zweck betrifft. Es ergibt sich eine spaltfreie Verbindung 56 zwischen dem Pumpenstößel 12, der Kunststoffkomponente 26 und der Stützscheibe 48.
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Die Pumpenmembran 22 ist analog zu 2 an der ersten Einspannstelle 30 und der zweiten Einspannstelle 32 zwischen einem Gehäuseteil der Membranpumpe 10 und der Magnetgruppe 18 eingespannt. Über die Magnetgruppe 18 ist der Pumpenstößel 12 entsprechend einer Hubbewegung 16 in axiale Richtung bewegbar, wodurch eine oszillierende Auslenkung des Elastomer der Pumpenmembran 22 erreicht wird und wodurch das flüssige Medium, bei dem es sich hier im vorliegenden Zusammenhang um eine Harnstoff-Wasserlösung handelt, gefördert wird. Analog zur Darstellung gemäß 2 ist die Pumpenkammer 28 durch die sich im Wesentlichen in horizontale Richtung erstreckende Pumpenmembran 22 in die Pumpenkammer-Oberseite 36 und die Pumpenkammer-Unterseite 38 geteilt, in der Zu-/Ableitung 34 für das zu fördernde flüssige Medium liegen. Ventile sind aus Gründen der Übersicht in der Darstellung gemäß der 5 nicht dargestellt.
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Während die Stützscheibe 48 sich auf der Oberseite 52 der aus Elastomer gefertigten Pumpenmembran 22 befindet, ist deren Unterseite 54 etwas verdickt ausgeführt, so dass eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Elastomer der Pumpenmembran 22 einerseits und dem Kunststoffmaterial, vorzugsweise Thermoplast der Kunststoffkomponente 26 erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranpumpe 10 entsteht eine gegen ein aggressives Medium wie eine Harnstoff-Wasserlösung und deren Zersetzungsprodukte, insbesondere Ammoniak, beständige Membranpumpe 10, die deutliche Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer, Haltbarkeit gegenüber aktuellen Ausführungen von Membranpumpen aufweist. Der Vorteil gegenüber den Membranpumpen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, ergibt sich aus der verbesserten Lebensdauerbeständigkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membranpumpe 10. Insbesondere bei zukünftig zur Erwartung stehenden Systemen, die im Bereich der Abgasnachbehandlung eingesetzt werden, und in denen mit weitersteigenden Betriebstemperaturen gerechnet werden muss, stellt die Zersetzung der wässrigen Harnstofflösung zu Ammoniak ein zunehmendes Problem für die Verbundkomponenten dar. Hier bietet die erfindungsgemäß vorgeschlagene Membranpumpe 10 mit dem zuvor beschriebenen neuartigen und kunststoffgerechten verwirklichten Konstruktionsprinzip einen entscheidenden Vorteil.
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Der Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Membranpumpe 10 erfolgt vorrangig bei Abgasnachbehandlungssystemen für Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen. Prinzipiell ist deren Einsatz jedoch überall dort denkbar, wo Pumpen, insbesondere Membranpumpen 10 zur Förderung aggressiver Medien eingesetzt werden und für die keine lebensdauerbeständigen Lösungen und Verbundbauteile, wie beispielsweise das 3-Komponenten-Verbundbauteil aus Pumpenstößel 12, Pumpenmembran 22 und die Kunststoffkomponente 26 verfügbar sind.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann zur Förderung aggressiver Medien ie Laugen oder Säuren, Estern, Ketonen oder hochadditivierter Medien wie z.B. Kühl-und Bremsflüssigkeiten, Motorölen und anderer mehr, sowie hochkorrosiver Medien wie z.B. Salzwasser eingesetzt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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