EP2748439B1 - Metering system for a liquid reducing agent - Google Patents

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EP2748439B1
EP2748439B1 EP12733139.5A EP12733139A EP2748439B1 EP 2748439 B1 EP2748439 B1 EP 2748439B1 EP 12733139 A EP12733139 A EP 12733139A EP 2748439 B1 EP2748439 B1 EP 2748439B1
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pump
valve
pressure
diaphragm
check valve
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • an SCR catalytic converter is often provided in the exhaust system in order to meet the environmental requirements.
  • liquid urea or a liquid urea-water solution (reducing agent) must be injected into the exhaust line upstream of the SCR catalyst.
  • a metering system comprising a tank, a pump and a metering module, which operates in a manner similar to the injector of a fuel injection system, is used.
  • the pump is also referred to as a delivery module.
  • the task of the delivery module or the pump is to suck urea-water solution from a tank and build up a sufficient pressure on the pressure side, so that the liquid urea-water solution is finely atomized as soon as the dosing opens demand-controlled.
  • the injector like the delivery module, is connected to a control unit of the internal combustion engine and is opened and closed by it as required. The same applies to the operation of the feed pump. Since urea-water solution has the property of freezing at low temperatures and increasing its volume by about 11%, measures must be taken to prevent damage to the dosing system by freezing urea-water solution.
  • the pump is designed with a reversible conveying direction or a valve is provided for reversing the conveying direction of the pump.
  • Partial aeration of the metering system produces a compressible air bubble, so that when the remaining residues of the reducing agent in the metering system freeze, the resulting ice pressure is so low that no damage to the metering system occurs.
  • a 4/2-way valve is prone to failure and expensive.
  • the WO 2004/047963 describes a device for removing a reducing agent with a compressed air pump.
  • the DE 10 2009 029 408 discloses a method for monitoring an SCR catalyst system.
  • the WO 2012/093051 shows a conveyor for supplying an exhaust aftertreatment system having two pumps.
  • the metering system according to the invention according to claim 1 is characterized in that it is very inexpensive and ensures a reliable emptying or ventilation of the metering after switching off the internal combustion engine. Because the ventilation pump according to the invention only serves to aerate or empty the dosing system, a very low flow rate is sufficient. Also, only low demands are placed on the delivery pressure of the ventilation pump. As a result, the ventilation pump according to the invention is less expensive than a 4/2-way valve. In addition, such a pump is less prone to failure than a switchable 4/2-way valve.
  • the feed pump according to the invention and / or the ventilation pump according to the invention are preferably designed as diaphragm pumps.
  • the invention is not limited to diaphragm pumps. Other types known in the art may also be used.
  • the feed pump according to the invention and / or the venting pump is driven by an electromagnetic (linear) actuator, which is also referred to as a lifting magnet. Then namely, can be dispensed with an implementation of the rotational movement of an electric motor, for example in an oscillating conveying movement of the pump.
  • the direct drive of the diaphragm pump via an electromagnetic actuator allows to easily and inexpensively detect the injected amount of the reducing agent over the stroke of the actuator very accurately.
  • the stroke of the actuator is a direct measure of the amount of reducing agent delivered. Therefore, it is possible to dispense with a separate pressure sensor without degrading the metering accuracy of the metering system according to the invention.
  • a check valve can be provided in each case on the suction side and / or the delivery side of both pumps.
  • a throttle or a diaphragm is provided on the suction side and / or the delivery side of the feed pump and / or the venting pump.
  • a check valve is provided both on the suction side, as well as on the delivery side.
  • a second check valve is provided on the suction side of the aeration pump parallel to the first check valve, wherein the reverse direction of the second check valve is opposite to the reverse direction of the first check valve.
  • the ventilation pump is used during operation of the feed pump as a pressure compensation element. Namely, if in the pressure line such a high pressure prevails that it opens the first check valve on the suction side of the venting pump, then the high pressure from the pressure line acts on the membrane of the venting pump. This membrane can yield to this pressure by expanding towards the electric actuator. As a result, the volume on the pressure side of the metering system according to the invention increases and the pressure peak is reduced.
  • the pressure-side check valve in the ventilation line so that it opens when an inadmissibly high pressure in the pressure line occurs and thus a portion of the pumped from the feed pump urea water solution from the pressure line flows back into the suction line.
  • an effective pressure limitation is also achieved. Again, no additional costs are required.
  • a throttle or a diaphragm is provided on the pressure side of the ventilation pump parallel to the check valve.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that in a diaphragm pump, the membrane vent line on the pressure side or the suction side of the venting pump closes when the actuator is de-energized.
  • the ventilation pump according to the invention assumes the function of a switchable directional valve without additional expenditure of components. This is possible because the conveying work, ie when the membrane presses reducing agent from the pumping chamber into the venting line, from one to the membrane acting spring is done. This spring is biased by the electromagnetic actuator during the suction stroke of the feed pump.
  • a cross-sectional constriction in the housing can be provided. This cross-sectional constriction may be formed simultaneously as a throttle or aperture.
  • the ventilation pump is integrated in the feed pump. This not only has advantages in terms of the hydraulics of the dosing system, but also has the advantage that the signal lines for controlling both pumps can be guided together into the housing.
  • the ventilated pumping chamber of the venting pump which serves as a compensating volume for the reducing agent in the pump, is in the immediate vicinity of the pump and thus the pressure equalization between the two pumps is very possible ,
  • At least one capacitor is present, so that the electrical charge stored in the capacitor can be used to energize the electric actuator of the ventilation pump. Since a capacitor can deliver the electrical charge stored in it very quickly, it is possible to act on the actuator of the ventilation pump very quickly and with large currents in an emergency, so that the membrane is suddenly raised and a very rapid suction of liquid reducing agents through the Ventilation pump takes place. Through this dynamic suction process, a so-called impulse back suction of liquid reducing agent takes place. This pulse back suction is ultimately nothing more than exploiting the elasticity of the pressure line and the liquid reducing agent pressurized therein.
  • the pressure line In the case of a sudden drop in pressure, the pressure line, as it were, springs together and thereby promotes a small amount of liquid reducing agent in the direction of the ventilation pump. This results in that at least a portion of the pressure line, but also the metering module is no longer filled with liquid reducing agent, but with air or exhaust gases. This has reduced the risk of ice pressure damage.
  • a further advantageous embodiment of the metering system according to the invention provides that the feed pump and / or the aeration pump comprises an electric actuator with a magnet and an armature, a diaphragm, a valve-membrane plate and a valve plate, and that between the Valve diaphragm plate and the valve plate is a rubber plate as a valve element and sealing element is present.
  • the non-return valves according to the invention and / or throttles can be produced in the simplest and most cost-effective manner.
  • an additional check valve to provide only an additional breakthrough in the valve plate and provide corresponding recesses acting as a valve element rubber plate.
  • valve diaphragm plate and the diaphragm of the ventilation pump together with the electric actuator form a controllable shut-off valve. Again, no significant additional manufacturing costs are required.
  • a valve disc is formed on the armature, which works together with a sealing bead of the valve diaphragm plate as a switchable way or check valve. Furthermore, it is provided that the membrane is arranged offset in the stroke direction to the valve disk on the armature. This makes it possible, on the one hand, the pressure prevailing in the pumping chamber to some extent acts on the back of the valve disk and thus presses it against the sealing seat in the valve diaphragm plate. This increases the tightness. At the same time it is possible that the membrane evades in the stroke direction and thus degrades a pressure peak. Thus, the membrane can work as a pressure compensation element.
  • FIG. 1 a dosing system is shown as a block diagram.
  • a tank 1 is liquid reducing agent (urea-water solution).
  • a feed pump 5 sucks liquid reducing agent from the tank as required and conveys it via a pressure line 7 to a metering module 9.
  • suction line 3 and pressure feed line 7 refer to the
  • the dosing module 9 can be represented in the block diagram as a combination of a throttle 11 and a switchable 2/2-way valve 13.
  • the directional control valve 13 is closed in the de-energized state. Then no liquid reducing agent is injected into the exhaust system of the internal combustion engine (not shown).
  • the directional control valve 13 can be opened by the engine control unit (not shown), so that liquid reducing agent is atomized by the throttle 11 in the metering module 9 and finely distributed is injected into the exhaust pipe of the internal combustion engine.
  • a ventilation pump 15 according to the invention is provided parallel to the feed pump, but with opposite conveying direction.
  • check valve 17, 19 On the suction side and the delivery side of the feed pump 5, a check valve 17, 19 is provided in each case.
  • check valves 21 and 23 are also provided on the suction side and the pressure side of the aeration pump 15. Since the conveying directions of the feed pump 15 and the venting pump 15 are opposite, the locking directions of the check valves 17, 19 and 21, 23 are directed opposite.
  • the ventilation pump 15 is hydraulically integrated via a ventilation line 25 in the suction line 3 and the pressure line 7 of the feed pump 5.
  • the suction-side section of the ventilation line with respect to the ventilation pump 15 25 has the reference numeral 25.1
  • the reference to the ventilation pump 15 pressure-side portion of the vent line 25 has the reference numeral 25.2
  • FIG. 2 the dosing system is shown in the aeration mode.
  • the feed pump 5 is out of operation and the aeration pump 15 promotes liquid reducing agent from the metering module 9 in the tank 1 back.
  • the ventilation pump 15 In order for the ventilation pump 15 to be able to ventilate the dosing module 9 as well as a part of the pressure line 7, the 2/2-way valve 13 of the dosing module 9 is opened. This switch position is in FIG. 2 shown.
  • the directional control valve 13 of the metering module 9 are closed again and the aeration pump 15 is turned off.
  • both the dosing module 9 and parts of the pressure line 7, the ventilation line 25 and the aeration pump 15 are filled with air or exhaust gas.
  • the still filled with liquid reducing agents areas of the dosing namely especially the feed pump 5, the suction line 3 and a portion of the pressure line 7, the aforementioned air-filled areas are available as a compensating volume when the reducing agent freezes.
  • the forces arising during the freezing of the reducing agent are reduced so much that no damage to the feed pump 5 or the lines 3, 7 are to be feared more. This is especially true when the feed pump 5 and the venting pump 15 are arranged in a common housing.
  • FIG. 3 a second dosing system is shown.
  • the venting pump 15 designed as a diaphragm pump is designed so that whenever the venting pump is de-energized, the membrane of the venting pump 15 closes the venting line 25.
  • This is represented by a switchable directional control valve 26.
  • the section 25.2 of the vent line 25 is closed, although the directional control valve 26 is located in the section 25.1.
  • the ventilation pump 15 thus additionally has the function of a controlled shut-off valve 26. Because this no additional components are needed, this additional functionality is achieved at no extra cost.
  • the use of the feed pump as a controlled shut-off valve 26 has the advantage that by appropriate design of the cross-section of the vent line 25, this can be sealed with a very low spring pressure acting on the membrane spring. This eliminates the need to design one of the two check valves 21, 23 in the ventilation line so that they are still tight relative to the operating pressure of the feed pump 5.
  • the opening pressure of the check valves 21 and 23 should be as low as possible because the electromagnetic actuator of the venting pump 15 must overcome the opening pressure at each stroke. The lower the opening pressure, the smaller and lighter the actuator can be made. Therefore, when using the diaphragm of the ventilation pump 15 as an additional shut-off valve, not only the opening pressure of the check valves 21, 23 can be reduced, but the electromagnetic actuator of the ventilation pump 15 can be made smaller, which saves costs and installation space. In addition, this also reduces the electrical energy required for the drive of the ventilation pump 15th
  • a suction throttle 27 is provided. Since the suction throttle 27 ultimately consists essentially only of a cross-sectional constriction in the ventilation line 25, thereby the number of required components is further reduced, which has a positive effect on the manufacturing costs and the robustness of the metering system according to the invention.
  • the check valve 23 can be replaced on the pressure side of the venting pump 15 by a delivery throttle 29. It is important, however, that at least one check valve is present in the ventilation line 25.
  • the membranes of the feed pump 5 and the venting pump 15 can be driven not only by an electromagnetic actuator, but also by an electric motor. It can also be another pump principle such. B. a piston pump, a gear pump, a vane pump u. a. be used more.
  • check valves 17, 19, 21 and / or 23 can be loaded as required and design with spring elements, so that their opening pressure is adjustable by the biasing force of the springs within wide limits. You can as in the embodiments according to FIGS. 4 and 5 partially replaced by throttles.
  • any necessary filters in the suction side 3, the pressure line 7 and / or the vent line 25 are partially required in practical applications, but not shown for reasons of clarity.
  • an additional electric heater can be installed. However, in many cases this is not necessary because the waste heat of the pump drive is generally sufficient to prevent the metering system from freezing. Of course, this does not apply to the liquid reducing agent in the tank 1.
  • a heater is required at least for thawing the frozen reducing agent (not shown).
  • the feed pump 5 is designed as a diaphragm pump and can in a similar manner as with reference to the FIG. 3 explained, can also be used as a switchable shut-off valve 28. Therefore, in this regard, in connection with the aeration pump 15 in FIG. 3 Said directed.
  • FIG. 7 is a block diagram of another dosing system.
  • a second check valve 31 is provided in this parallel to the first check valve 21 on the suction side of the aeration pump 15.
  • the blocking directions and the passage directions of the check valves 21 and 31 are opposite.
  • the check valve 23 opens on the pressure side of the aeration pump 15 and thus part of the conveyed by the pump 5 liquid from the pressure line 7 is returned to the suction line 3 , This also causes a pressure reduction to permissible values or a pressure limitation.
  • the system according to the invention is very robust and takes no damage even when impermissibly high pressures occur.
  • This negative pressure in the delivery room can only be overcome by a very strong electric actuator.
  • the throttle according to the invention ensures that a pressure equalization can take place between the delivery chamber of the aeration pump 15 and the suction line 3 when negative pressure prevails in the delivery chamber.
  • the drive power of the electric actuator can be reduced, which has a positive effect on space requirements and weight of the electric actuator. Further details can be found in the FIGS. 14-16 and their descriptions.
  • FIG. 9 a longitudinal section through a venting pump 15 is shown.
  • the electric actuator 35 essentially comprises an electromagnet 37 and an armature 39. Between the magnet 37 and the armature 39, a spring 41 is present, which the armature 39 in the FIG. 9 pressed to the left against a membrane 43.
  • the membrane 43 is sealingly clamped on the outside with a bead 44 in the housing 47 of the ventilation pump 15, so that in FIG. 9 right of the membrane 43 is no liquid.
  • a delivery chamber 45 of the aeration pump 15 is formed in the housing 47.
  • the connections of the sections 25.1 and 25.2 of the ventilation line 25 are indicated in addition to the delivery chamber 45.
  • the ventilation pump 15 according to the invention according to the embodiment of FIG. 9 at the same time a controllable directional control valve which closes the connection 25.2 of the ventilation line 25 when the actuator 35 is switched off.
  • This functionality requires no additional components. It is achieved by a clever design and tuning of the diaphragm 43, the pump housing or the sealing seat 49 and the electric actuator 35. This results in no additional costs in the production.
  • FIG. 10 Another example of ventilation is also shown partially in section.
  • a sandwich-like construction of the ventilation pump 15 is clearly visible. From top to bottom connects to the armature 39, the membrane 43 with its bead 44 and a valve-diaphragm plate 51 at.
  • a valve plate 53 is formed, which is molded with rubber or a similar elastic material.
  • the membrane 43 is made of the same rubber material and is positively connected to the armature 39.
  • valve disk 53 there is a certain distance between the valve disk 53 and the membrane 43 in the axial stroke direction of the armature 39, so that the pressure prevailing in the pumping chamber 45 also in FIG. 10 acts "from above” on the valve plate 53. As a result, the pressure prevailing in the delivery chamber 45 simultaneously acts as a hydraulic closing force, which presses the valve disk 53 against the sealing seat 49 in the valve membrane plate 51.
  • the membrane 43 is wave-shaped in cross-section. As a result, the membrane 43 becomes more elastic and can thus yield more easily when the pressure in the delivery chamber 45 increases. Then the membrane 43 gives in FIG. 10 upward in the direction of the armature 39 until it abuts the armature 39. This ensures that even with the occurrence of extremely large excess pressures in the delivery chamber 45, the membrane 43 does not tear.
  • valve diaphragm plate 51 In the valve diaphragm plate 51 are still more connections, namely the port 25.1 and a port 25.3 visible.
  • the pressure-side outlet 25.2 of the ventilation pump 15 is in FIG. 10 obscured by the valve plate 53.
  • the port 25.3 provides the hydraulic connection to the second check valve 31 (see FIG. FIG. 7 ) ago, when the inventive Ventilation pump 15 is still used at the same time as a pressure compensation element.
  • FIG. 11 shows a detail of FIG. 10 further enlarged and supplemented by a valve plate 57 and a rubber plate 55.
  • a rubber plate 55 and a valve plate 57 are arranged below the valve diaphragm plate 51.
  • the valve diaphragm plate 51, the rubber plate 55 and the valve plate 57 form below the port 25.1, the check valve 21, the reverse direction in FIG. 11 runs from top to bottom.
  • the passage direction is indicated by an arrow 59.
  • dashed line To clarify which portions of the components 51, 55 and 57 form the check valve 21, these portions are enclosed by a dashed line.
  • a circumferential ridge 61 is formed, which cooperates with a corresponding web 63 of the valve-diaphragm plate 51 so that it clamps the rubber plate 55 sealing.
  • a sealing seat 65 is formed in the valve plate 57, on which the rubber plate 55 rests when the check valve 21 is closed.
  • the sealing seat 65 and the web 61 together with the rubber plate 55 define an annular channel 67.
  • a plurality of arc-shaped openings 69 are recessed in the rubber plate 55.
  • the second check valve 31 has the same structure but the opposite passage direction. Therefore, the annular channel 73 and the sealing seat 75 are disposed in the valve-membrane plate 51.
  • the sealing seat 75 of the second check valve 31 is smaller than the diameter of the sealing seat 65 of the first check valve 21.
  • the opening pressure of the two check valves 21 and 31 can be adjusted , As already related to the FIG. 7 has been explained, it is advantageous if the opening pressure of the second check valve 31 is higher than that of the first check valve 21, which is structurally implemented by the smaller diameter of the sealing seat 75.
  • FIG. 12 is a side view of the example according to FIG. 11 shown.
  • the check valve 23, which connects the delivery chamber 45 with the pressure-side section 25.2 of the ventilation line 25, can be clearly seen.
  • the passage direction of the check valve 23 is indicated by an arrow 79. Again, the same structure is recognizable.
  • an outer sealing seat 49.2 and an inner sealing seat 49.1 are formed in the valve diaphragm plate 51, on which the valve plate 53 rests when the actuator 35 is de-energized, so that a particularly good sealing of the pumping chamber 45 to the pressure side of
  • Ventilation pump 15 takes place.
  • the inner sealing bead 49.1 results in a leakage-free sealing possible by the spring 41 applied closing forces. This is especially important if the vehicle is turned off and full running of the pressure line 7 and / or the dosing and / or the exhaust system to be safely prevented without the spring 41 and thus the magnet 37 must be larger than absolutely necessary.
  • valve-membrane plate 51 In the valve-membrane plate 51, a sealing seat 81 and an annular channel 83 is formed, which forms the check valve 23 together with the rubber plate 55. In this illustration, it is easy to see how the valve plate 53 cooperates with the sealing seat 49 and thereby relieves the second check valve 23.
  • FIG. 12 is also good to see that the magnet 37 has a toroidal recess which limits the stroke or the elastic deformation of the membrane 43. As a result, damage to the membrane 43 in the event of inadmissibly high pressures in the delivery chamber 45 can be avoided.
  • a shoulder 85 on the armature 39 on the one hand serves to support the compression spring 41 on the armature, on the other hand, this shoulder 85 can serve to guide the armature 39 in the magnet 37.
  • the check valve 23 has the largest bore, so that it opens at a small overpressure in the delivery chamber, if not the valve plate 53 closes this valve. As a result, the energy requirement is minimized during operation of the ventilation pump 15.
  • the second check valve 31 on the suction side of the aeration pump 15 has the smallest diameter of the sealing seat 75, so that this check valve opens only at a relatively high pressure.
  • FIGS. 14 to 16 another embodiment of a ventilation pump 15 is shown.
  • the check valves 21 and 23 are slightly different in construction than those described above. However, their function is unchanged. In the FIGS. 14 and 15 is easy to see how the membrane 43 on the sealing seat 49, which surrounds the port 25.1 in the valve plate 51, rests.
  • FIG. 15 which shows an enlarged detail of the FIG. 14 is also clearly visible that the membrane 43 rests on a further bead 87.
  • the delivery chamber 45 thus has an annular geometry and is bounded radially on the outside by the bead 87 and on the inside by the sealing seat 49.
  • a throttle 33 is formed in the valve plate 57, which connects the delivery chamber 45 with the ventilation line 25.2 or indirectly with the suction line 3 (see the block diagram in FIG FIG. 8 and the FIG. 16 ).
  • the throttle 33 ensures a pressure equalization between the suction line 3 and the delivery chamber 45, so that the forces that are required to lift the membrane 43 from the sealing seat 49 and the bead 87 are drastically reduced.

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Description

Stand der TechnikState of the art

Bei Brennkraftmaschinen, die nach dem Dieselverfahren arbeiten, ist zur Erfüllung der Umweltauflagen häufig ein SCR-Katalysator in der Abgasanlage vorgesehen. Damit der SCR-Katalysator die im Abgas enthaltenen NOx-Verbindungen in Wasser und Luftstickstoff umwandeln kann, muss stromaufwärts des SCR-Katalysators flüssiger Harnstoff oder eine flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung (Reduktionsmittel) in den Abgasstrang eingespritzt werden. Zu diesem Zweck wird ein Dosiersystem umfassend einen Tank, eine Pumpe und ein Dosiermodul, das ähnlich wie der Injektor einer Kraftstoffeinspritzanlage arbeitet, eingesetzt. Die Pumpe wird auch als Fördermodul bezeichnet.In internal combustion engines that operate according to the diesel process, an SCR catalytic converter is often provided in the exhaust system in order to meet the environmental requirements. In order for the SCR catalyst to convert the NOx compounds contained in the exhaust into water and nitrogen, liquid urea or a liquid urea-water solution (reducing agent) must be injected into the exhaust line upstream of the SCR catalyst. For this purpose, a metering system comprising a tank, a pump and a metering module, which operates in a manner similar to the injector of a fuel injection system, is used. The pump is also referred to as a delivery module.

Aufgabe des Fördermoduls bzw. der Pumpe ist es, Harnstoff-Wasser-Lösung aus einem Tank anzusaugen und auf der Druckseite einen ausreichenden Druck aufzubauen, so dass die flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung fein zerstäubt wird, sobald das Dosiermodul bedarfsgesteuert öffnet. Der Injektor ist ebenso wie das Fördermodul mit einem Steuergerät der Brennkraftmaschine verbunden und wird von diesem dem Bedarf entsprechend geöffnet und wieder geschlossen. Entsprechendes gilt auch für den Betrieb der Förderpumpe. Da Harnstoff-Wasser-Lösung die Eigenschaft hat, bei niedrigen Temperaturen einzufrieren und dabei sein Volumen um etwa 11 % zu vergrößern, müssen Maßnahmen getroffen werden, um Schäden an dem Dosiersystem durch gefrierende Harnstoff-Wasser-Lösung zu verhindern.The task of the delivery module or the pump is to suck urea-water solution from a tank and build up a sufficient pressure on the pressure side, so that the liquid urea-water solution is finely atomized as soon as the dosing opens demand-controlled. The injector, like the delivery module, is connected to a control unit of the internal combustion engine and is opened and closed by it as required. The same applies to the operation of the feed pump. Since urea-water solution has the property of freezing at low temperatures and increasing its volume by about 11%, measures must be taken to prevent damage to the dosing system by freezing urea-water solution.

Zu diesem Zweck ist aus der DE 10 2004 054 238 bekannt, Harnstoff-Wasser-Lösung führende Leitungen zu belüften. Dazu ist die Pumpe mit einer umkehrbaren Förderrichtung ausgebildet bzw. es ist ein Ventil zur Umkehr der Förderrichtung der Pumpe vorgesehen.For this purpose is from the DE 10 2004 054 238 known to aerate urea-water solution leading lines. For this purpose, the pump is designed with a reversible conveying direction or a valve is provided for reversing the conveying direction of the pump.

Aus der DE 10 2009 029 408 ist es bekannt, in das Dosiersystem ein 4/2 Wegeventil zu integrieren. In einer ersten Schaltstellung des 4/2-Wegeventils fördert die Pumpe Reduktionsmittel von dem Tank zum Dosiermodul. Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt werden soll, wird das 4/2-Wegeventil in die zweite Schaltstellung gebracht, so dass die Pumpe des Fördermoduls flüssiges Reduktionsmittel von dem Dosiermodul in den Tank fördert und dadurch Teile des Dosiersystems belüftet. Dies setzt voraus, dass das Dosiermodul geöffnet ist und Luft bzw. Abgas aus dem Abgastrakt in das Dosiersystem nachströmen kann.From the DE 10 2009 029 408 It is known to integrate in the metering a 4/2 way valve. In a first switching position of the 4/2-way valve, the pump promotes reducing agent from the tank to the metering module. When the engine is to be stopped, the 4/2-way valve is brought into the second switching position, so that the pump of the delivery module promotes liquid reducing agent from the metering module into the tank and thereby ventilated parts of the metering system. This presupposes that the dosing module is open and that air or exhaust gas can flow from the exhaust gas tract into the dosing system.

Durch das teilweise Belüften des Dosiersystems entsteht eine kompressible Luftblase, so dass wenn die verbleibenden Reste des Reduktionsmittels im Dosiersystem gefrieren der daraus resultierende Eisdruck so gering ist, dass keine Schäden am Dosiersystem auftreten. Ein solches 4/2-Wegeventil ist allerdings störungsanfällig und teuer.Partial aeration of the metering system produces a compressible air bubble, so that when the remaining residues of the reducing agent in the metering system freeze, the resulting ice pressure is so low that no damage to the metering system occurs. However, such a 4/2-way valve is prone to failure and expensive.

Die WO 2004/047963 beschreibt eine Vorrichtung zur Entfernung eines Reduktionsmittels mit einer Druckluftpumpe.The WO 2004/047963 describes a device for removing a reducing agent with a compressed air pump.

Die DE 10 2009 029 408 offenbart ein Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysatorsystems.The DE 10 2009 029 408 discloses a method for monitoring an SCR catalyst system.

Die WO 2012/093051 , eine nachveröffentliche Schrift, zeigt eine Fördervorrichtung zur Versorgung eines Abgasnachbehandlungssystems, welche zwei Pumpen aufweist.The WO 2012/093051 , a post-published document, shows a conveyor for supplying an exhaust aftertreatment system having two pumps.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Dosiersystem gemäß dem Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass es sehr kostengünstig ist und eine zuverlässige Entleerung bzw. Belüftung des Dosiersystems nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine gewährleistet. Weil die erfindungsgemäße Belüftungspumpe nur dazu dient, das Dosiersystem zu belüften bzw. zu entleeren, ist eine sehr geringe Förderleistung ausreichend. Auch werden nur geringe Anforderungen an den Förderdruck der Belüftungspumpe gestellt. Dies führt dazu, dass die erfindungsgemäße Belüftungspumpe kostengünstiger ist als ein 4/2-Wegenventil. Außerdem ist eine solche Pumpe weniger störungsanfällig als ein schaltbares 4/2-Wegeventil.The metering system according to the invention according to claim 1 is characterized in that it is very inexpensive and ensures a reliable emptying or ventilation of the metering after switching off the internal combustion engine. Because the ventilation pump according to the invention only serves to aerate or empty the dosing system, a very low flow rate is sufficient. Also, only low demands are placed on the delivery pressure of the ventilation pump. As a result, the ventilation pump according to the invention is less expensive than a 4/2-way valve. In addition, such a pump is less prone to failure than a switchable 4/2-way valve.

Die erfindungsgemäße Förderpumpe und/oder die erfindungsgemäße Belüftungspumpe sind bevorzugt als Membranpumpen ausgebildet. Allerdings ist die Erfindung nicht auf Membranpumpen beschränkt. Es können auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Bauarten eingesetzt werden.The feed pump according to the invention and / or the ventilation pump according to the invention are preferably designed as diaphragm pumps. However, the invention is not limited to diaphragm pumps. Other types known in the art may also be used.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die erfindungsgemäße Förderpumpe und/oder die Entlüftungspumpe von einem elektromagnetischen (Linear-)Aktuator, der auch als Hubmagnet bezeichnet wird, angetrieben wird. Dann nämlich kann auf eine Umsetzung der Drehbewegung eines Elektromotors beispielsweise in eine oszillierende Förderbewegung der Pumpe verzichtet werden.It has proved to be particularly advantageous if the feed pump according to the invention and / or the venting pump is driven by an electromagnetic (linear) actuator, which is also referred to as a lifting magnet. Then namely, can be dispensed with an implementation of the rotational movement of an electric motor, for example in an oscillating conveying movement of the pump.

Der Direktantrieb der Membranpumpe über einen elektromagnetischen Aktuator erlaubt auf einfach und kostengünstige Weise über den Hub des Aktuators die eingespritzte Menge des Reduktionsmittels sehr genau zu erfassen.The direct drive of the diaphragm pump via an electromagnetic actuator allows to easily and inexpensively detect the injected amount of the reducing agent over the stroke of the actuator very accurately.

Beispielsweise kann aus dem Verlauf des Ankerstroms durch den elektromagnetischen Aktuator auf den Hub des Aktuators rückgeschlossen werden. Der Hub des Aktuators ist ein direktes Maß für die geförderte Menge des Reduktionsmittels. Daher ist es möglich, auf einen gesonderten Drucksensor zu verzichten, ohne dass sich die Zumessgenauigkeit des erfindungsgemäßen Dosiersystems verschlechtert.For example, can be deduced from the course of the armature current through the electromagnetic actuator to the stroke of the actuator. The stroke of the actuator is a direct measure of the amount of reducing agent delivered. Therefore, it is possible to dispense with a separate pressure sensor without degrading the metering accuracy of the metering system according to the invention.

Um die Funktion der Förderpumpe und/oder der Entlüftungspumpe zu optimieren, kann jeweils auf der Saugseite und/oder der Förderseite beider Pumpen ein Rückschlagventil vorgesehen werden. Alternativ ist es auch möglich, dass auf der Saugseite und/oder der Förderseite der Förderpumpe und/oder der Entlüftungspumpe jeweils eine Drossel oder eine Blende vorgesehen ist. In vielen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn sowohl auf der Saugseite, als auch auf der Förderseite jeweils ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Alternativ ist es auch möglich, entweder auf der Saugseite oder der Förderseite eine Drossel bzw. eine Blende vorzusehen auf der Druckseite oder der Saugseite ein Rückschlagventil vorzusehen.In order to optimize the function of the feed pump and / or the venting pump, a check valve can be provided in each case on the suction side and / or the delivery side of both pumps. Alternatively, it is also possible that in each case a throttle or a diaphragm is provided on the suction side and / or the delivery side of the feed pump and / or the venting pump. In many applications, it is advantageous if a check valve is provided both on the suction side, as well as on the delivery side. Alternatively, it is also possible to provide either on the suction side or the delivery side, a throttle or a diaphragm on the pressure side or the suction side to provide a check valve.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosiersystems ist auf der Saugseite der Belüftungspumpe parallel zu dem ersten Rückschlagventil ein zweites Rückschlagventil vorgesehen, wobei die Sperrrichtung des zweiten Rückschlagventils der Sperrrichtung des ersten Rückschlagventils entgegengesetzt ist.In an advantageous embodiment of the metering system according to the invention, a second check valve is provided on the suction side of the aeration pump parallel to the first check valve, wherein the reverse direction of the second check valve is opposite to the reverse direction of the first check valve.

Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Belüftungspumpe als Druckausgleichselement einzusetzen. Wenn nämlich beim Betrieb der Förderpumpe in der Druckleitung ein unzulässig hoher Druck entsteht, können daraus Schäden an dem Dosiermodul oder der Druckleitung entstehen.This makes it possible to use the ventilation pump according to the invention as a pressure compensation element. If an inadmissibly high pressure arises during operation of the feed pump in the pressure line, damage to the metering module or the pressure line can result.

Bei dem erfindungsgemäßen Dosiersystem wird die Belüftungspumpe beim Betrieb der Förderpumpe als Druckausgleichselement eingesetzt. Wenn nämlich in der Druckleitung ein so hoher Druck herrscht, dass er das erste Rückschlagventil auf der Saugseite der Belüftungspumpe öffnet, dann wirkt der hohe Druck aus der Druckleitung auf die Membran der Belüftungspumpe. Diese Membran kann diesem Druck nachgeben, indem sie sich Richtung dem elektrischen Aktuator ausdehnt. Dadurch nimmt das Volumen auf der Druckseite des erfindungsgemäßen Dosiersystems zu und die Druckspitze wird abgebaut.In the metering system according to the invention, the ventilation pump is used during operation of the feed pump as a pressure compensation element. Namely, if in the pressure line such a high pressure prevails that it opens the first check valve on the suction side of the venting pump, then the high pressure from the pressure line acts on the membrane of the venting pump. This membrane can yield to this pressure by expanding towards the electric actuator. As a result, the volume on the pressure side of the metering system according to the invention increases and the pressure peak is reduced.

Alternativ ist es auch möglich, das druckseitige Rückschlagventil in der Belüftungsleitung so auszugestalten, dass es beim Auftreten eines unzulässig hohen Drucks in der Druckleitung öffnet und somit ein Teil der von der Förderpumpe geförderten Harnstoffwasserlösung aus der Druckleitung zurück in die Saugleitung fließt. Dadurch wird ebenfalls eine wirksame Druckbegrenzung erreicht. Auch hierzu sind keine zusätzlichen Kosten erforderlich.Alternatively, it is also possible to design the pressure-side check valve in the ventilation line so that it opens when an inadmissibly high pressure in the pressure line occurs and thus a portion of the pumped from the feed pump urea water solution from the pressure line flows back into the suction line. As a result, an effective pressure limitation is also achieved. Again, no additional costs are required.

Selbstverständlich ist auch eine Kombination der beiden Varianten, nämlich der elastischen Verformung der Membran der Belüftungspumpe und das Öffnen der Belüftungsleitung realisierbar.Of course, a combination of the two variants, namely the elastic deformation of the membrane of the ventilation pump and the opening of the vent line can be realized.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der Druckseite der Belüftungspumpe parallel zu dem Rückschlagventil eine Drossel oder eine Blende vorgesehen ist. Durch diese kann der elektrische Aktuator kleiner ausgelegt werden. Dadurch wird die elektrische Leistungsaufnahme verringert, außerdem werden Gewicht- und Bauraumbedarf reduziert.According to the invention it is provided that a throttle or a diaphragm is provided on the pressure side of the ventilation pump parallel to the check valve. By this, the electric actuator can be made smaller. This reduces the electrical power consumption and reduces the weight and space requirements.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei einer Membranpumpe die Membran Belüftungsleitung auf der Druckseite oder der Saugseite der Belüftungspumpe verschließt, wenn der Aktuator stromlos ist. Dadurch übernimmt die erfindungsgemäße Belüftungspumpe ohne zusätzlichen Aufwand an Bauelementen die Funktion eines schaltbaren Wegeventils. Dies ist möglich, weil die Förderarbeit, d. h. wenn die Membran Reduktionsmittel aus dem Förderraum in die Belüftungsleitung presst, von einer auf die Membran wirkenden Feder geleistet wird. Diese Feder wird von dem elektromagnetischen Aktuator beim Saughub der Förderpumpe vorgespannt.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that in a diaphragm pump, the membrane vent line on the pressure side or the suction side of the venting pump closes when the actuator is de-energized. As a result, the ventilation pump according to the invention assumes the function of a switchable directional valve without additional expenditure of components. This is possible because the conveying work, ie when the membrane presses reducing agent from the pumping chamber into the venting line, from one to the membrane acting spring is done. This spring is biased by the electromagnetic actuator during the suction stroke of the feed pump.

Durch eine geeignete konstruktive Ausgestaltung ist es daher ohne Weiteres möglich, dass die Membran von der Feder auf den Anschluss der Belüftungsleitung im Pumpengehäuse gedrückt wird und diese somit verschließt.By a suitable structural design, it is therefore easily possible that the membrane is pressed by the spring on the connection of the ventilation line in the pump housing and thus closes it.

Um die Dichtwirkung bzw. den maximalen Druck im Förderraum gegen den die Membran der Belüftungspumpe die Belüftungsleitung absperren kann zu erhöhen, kann eine Querschnittsverengung im Gehäuse der vorgesehen werden. Diese Querschnittsverengung kann gleichzeitig als Drossel oder Blende ausgebildet sein.In order to increase the sealing effect or the maximum pressure in the delivery chamber against which the diaphragm of the ventilation pump can shut off the ventilation line, a cross-sectional constriction in the housing can be provided. This cross-sectional constriction may be formed simultaneously as a throttle or aperture.

Des Weiteren ist es möglich, die Dichtheit bzw. den maximalen Haltedruck / Schließdruck der Membran zu erhöhen, indem ein ringförmiger Wulst ausgebildet wird, welcher das Ende der Druckleitung oder der Saugleitung umgibt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Flächenpressung zwischen dem Wulst und der Membran, so dass auch die Dichtheit der als steuerbares Wegeventil eingesetzten Membranpumpe erhöht wird. Auch hierbei sind die Kosten für den zusätzlichen Wulst vernachlässigbar, da das Gehäuse der Pumpen in aller Regel als Kunststoffspritzteil oder als gegossenes Metallteil hergestellt wird und somit keine zusätzlichen Herstellungskosten für den Wulst anfallen.Furthermore, it is possible to increase the tightness or the maximum holding pressure / closing pressure of the diaphragm by forming an annular bead which surrounds the end of the pressure line or the suction line. This results in an increased surface pressure between the bead and the membrane, so that the tightness of the diaphragm pump used as a controllable directional control valve is increased. Again, the cost of the additional bead are negligible, since the housing of the pump is usually made as a plastic injection molded part or as a cast metal part and thus incur no additional manufacturing costs for the bead.

Alternativ ist es auch möglich, bei stromlosem Aktuator der Förderpumpe und / oder der Belüftungspumpe die Membran direkt oder indirekt eine Schließkraft auf ein Ventilglied der Rückschlagventile auszuüben. Dadurch wird die Dichtheit der Rückschlagventile erhöht. Auch dies kann wieder ohne zusätzliche Herstellungskosten erreicht werden. Diese verbesserte Dichtheit erlaubt es, gleichzeitig die Vorspannung der Schließfedern in den Rückschlagventilen zu reduzieren. Dadurch wird die von dem elektromagnetischen Aktuator aufzubringende Förderarbeit reduziert und infolgedessen kann der elektromagnetische Aktuator kleiner, energieeffizienter und kostengünstig ausgestaltet werden. Dies ist ein Aspekt, der sowohl die Belüftungspumpe als auch die Förderpumpe betrifft.Alternatively, it is also possible, in the case of a currentless actuator of the delivery pump and / or the ventilation pump, to exert the membrane directly or indirectly a closing force on a valve member of the check valves. As a result, the tightness of the check valves is increased. Again, this can be achieved without additional manufacturing costs. This improved tightness makes it possible to simultaneously reduce the bias of the closing springs in the check valves. As a result, the delivery work to be applied by the electromagnetic actuator is reduced, and as a result, the electromagnetic actuator can be made smaller, more energy-efficient and inexpensive. This is an aspect that affects both the aeration pump and the delivery pump.

Um eine besonders kompakte Bauweise zu erreichen, ist weiter vorgesehen, dass die Belüftungspumpe in die Förderpumpe integriert ist. Dies hat nicht nur hinsichtlich der Hydraulik des Dosiersystems Vorteile, sondern hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Signalleitungen zur Ansteuerung beider Pumpen zusammen in das Gehäuse geführt werden können.In order to achieve a particularly compact design, it is further provided that the ventilation pump is integrated in the feed pump. This not only has advantages in terms of the hydraulics of the dosing system, but also has the advantage that the signal lines for controlling both pumps can be guided together into the housing.

Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass bei einfrierendem Reduktionsmittel in der Förderpumpe der belüftete Förderraum der Belüftungspumpe, der ja als Ausgleichsvolumen für das in der Förderpumpe befindliche Reduktionsmittel dient, sich in unmittelbarer Nähe der Förderpumpe befindet und dadurch der Druckausgleich zwischen beiden Pumpen sehr gut möglich ist.In addition, there is the advantage that with freezing reducing agent in the feed pump, the ventilated pumping chamber of the venting pump, which serves as a compensating volume for the reducing agent in the pump, is in the immediate vicinity of the pump and thus the pressure equalization between the two pumps is very possible ,

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosiersystem ist mindestens ein Kondensator vorhanden, so dass die in dem Kondensator gespeicherte elektrische Ladung zum Bestromen des elektrischen Aktuators der Belüftungspumpe einsetzbar ist. Da ein Kondensator die in ihm gespeicherte elektrische Ladung sehr schnell abgeben kann, ist es möglich, im Notfall den Aktuator der Belüftungspumpe sehr schnell und mit großen Strömen zu beaufschlagen, so dass die Membran schlagartig angehoben wird und ein sehr rasches Ansaugen von flüssigen Reduktionsmitteln durch die Belüftungspumpe erfolgt. Durch diesen dynamischen Ansaugvorgang findet ein sogenanntes Impulsrücksaugen von flüssigem Reduktionsmittel statt. Dieses Impulsrücksaugen ist letztendlich nichts anderes als das Ausnützen der Elastizität der Druckleitung und des darin unter Druck stehenden flüssigen Reduktionsmittels. Bei einer schlagartigen Druckabsenkung federt gewissermaßen die Druckleitung zusammen und fördert dadurch eine kleine Menge flüssigen Reduktionsmittels in Richtung der Belüftungspumpe. Dies führt dazu, dass zumindest ein Teil der Druckleitung, aber auch das Dosiermodul nicht mehr mit flüssigem Reduktionsmittel, sondern mit Luft bzw. Abgasen gefüllt ist. Dadurch ist die Gefahr von Schäden bei Eisdruck verringert worden.According to an advantageous embodiment of the dosing system according to the invention, at least one capacitor is present, so that the electrical charge stored in the capacitor can be used to energize the electric actuator of the ventilation pump. Since a capacitor can deliver the electrical charge stored in it very quickly, it is possible to act on the actuator of the ventilation pump very quickly and with large currents in an emergency, so that the membrane is suddenly raised and a very rapid suction of liquid reducing agents through the Ventilation pump takes place. Through this dynamic suction process, a so-called impulse back suction of liquid reducing agent takes place. This pulse back suction is ultimately nothing more than exploiting the elasticity of the pressure line and the liquid reducing agent pressurized therein. In the case of a sudden drop in pressure, the pressure line, as it were, springs together and thereby promotes a small amount of liquid reducing agent in the direction of the ventilation pump. This results in that at least a portion of the pressure line, but also the metering module is no longer filled with liquid reducing agent, but with air or exhaust gases. This has reduced the risk of ice pressure damage.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosiersystems sieht vor, dass die Förderpumpe und/oder die Belüftungspumpe einen elektrischen Aktuator mit einem Magnet und einem Anker, eine Membran, eine Ventil-Membran-Platte und eine Ventilplatte umfasst, und dass zwischen der Ventilmembranplatte und der Ventilplatte eine Gummiplatte als Ventilelement und Dichtelement vorhanden ist.A further advantageous embodiment of the metering system according to the invention provides that the feed pump and / or the aeration pump comprises an electric actuator with a magnet and an armature, a diaphragm, a valve-membrane plate and a valve plate, and that between the Valve diaphragm plate and the valve plate is a rubber plate as a valve element and sealing element is present.

Durch diesen sandwichartigen Aufbau der Förderpumpe und/oder der Belüftungspumpe können die erfindungsgemäßen Rückschlagventile und7oder Drosseln auf einfachste und kostengünstige Weise hergestellt werden. So ist beispielsweise für ein zusätzliches Rückschlagventil lediglich ein zusätzlicher Durchbruch in der Ventilplatte vorzusehen und entsprechende Aussparungen als Ventilelement wirkenden Gummiplatte vorzusehen.As a result of this sandwich-type construction of the delivery pump and / or the ventilation pump, the non-return valves according to the invention and / or throttles can be produced in the simplest and most cost-effective manner. For example, for an additional check valve to provide only an additional breakthrough in the valve plate and provide corresponding recesses acting as a valve element rubber plate.

In ähnlicher Weise ist es möglich, dass die Ventil-Membran-Platte und die Membran der Belüftungspumpe zusammen mit dem elektrischen Aktuator ein steuerbares Absperrventil bilden. Auch hierfür sind keine nennenswerten zusätzlichen Herstellungskosten aufzuwenden.Similarly, it is possible that the valve diaphragm plate and the diaphragm of the ventilation pump together with the electric actuator form a controllable shut-off valve. Again, no significant additional manufacturing costs are required.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Anker ein Ventilteller ausgebildet, der zusammen mit einer Dichtwulst der Ventil-Membran-Platte ein als schaltbares Wege- oder Rückschlagventil arbeitet. Des weiteren ist vorgesehen, dass die Membran in Hubrichtung abgesetzt zu dem Ventilteller an dem Anker angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, das einerseits der in dem Förderraum herrschende Druck gewissermaßen auf die Rückseite des Ventiltellers wirkt und somit diesen gegen den Dichtsitz in der Ventilmembranplatte presst. Dadurch wird die Dichtheit erhöht. Gleichzeitig ist es möglich, dass die Membran in Hubrichtung ausweicht und somit eine Druckspitze abbaut. Somit kann die Membran als Druckausgleichselement arbeiten. Um die Elastizität der Membran konstruktiv innerhalb enger Grenzen festlegen zu können, ist es vorteilhaft, die Membran im Querschnitt wellenförmig auszugestalten. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, wenn der Anker des elektrischen Aktuators den Weg der Membran in Hubrichtung begrenzt, so dass bei der Beaufschlagung der Membran mit unzulässigen hohen Drücken kein Platzen oder Zerreißen der Membran zu befürchten ist.In a further advantageous embodiment of the invention, a valve disc is formed on the armature, which works together with a sealing bead of the valve diaphragm plate as a switchable way or check valve. Furthermore, it is provided that the membrane is arranged offset in the stroke direction to the valve disk on the armature. This makes it possible, on the one hand, the pressure prevailing in the pumping chamber to some extent acts on the back of the valve disk and thus presses it against the sealing seat in the valve diaphragm plate. This increases the tightness. At the same time it is possible that the membrane evades in the stroke direction and thus degrades a pressure peak. Thus, the membrane can work as a pressure compensation element. In order to define the elasticity of the membrane structurally within narrow limits, it is advantageous to design the membrane in a wave-shaped cross-section. At the same time it is advantageous if the armature of the electric actuator limits the travel of the membrane in the stroke direction, so that no bursting or tearing of the membrane is to be feared when the membrane is subjected to impermissible high pressures.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Es zeigen:

Figur 1
ein Blockschaltbild eines Dosiersystems,
Figur 2
das Dosiersystem gemäß Figur 1 beim Belüften des Systems,
Figur 3
das Blockschaltbild eines zweiten Dosiersystems, bei dem die Belüftung als Membranpumpe ausgeführte Belüftungspumpe gleichzeitig als ein gesteuertes Rückschlagventil arbeitet im Normalbetrieb des Dosiersystems,
Figur 4
ein drittes Dosiersystem mit einer Drossel anstelle eines Rückschlagventils auf der Saugseite der Belüftungspumpe,
Figur 5
ein weiteres Dosiersystem mit einer Drossel auf der Druckseite / Förderseite der Belüftungspumpe,
Figur 6
ein weiteres Dosiersystems, bei dem die Membran der Förderpumpe als gesteuertes Rückschlagventil eingesetzt wird.
Figuren 7
ein weiteres Dosiersystem,
Figur 8
ein Ausfrühungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dosiersystems,
Figuren 9 bis 16
konstruktive Details verschiedener Belüftungspumpen.
Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. Show it:
FIG. 1
a block diagram of a dosing system,
FIG. 2
the dosing system according to FIG. 1 when ventilating the system,
FIG. 3
the block diagram of a second metering system in which the ventilation as a diaphragm pump running aeration pump at the same time as a controlled check valve operates in normal operation of the dosing,
FIG. 4
a third metering system with a throttle instead of a check valve on the suction side of the ventilation pump,
FIG. 5
another dosing system with a throttle on the pressure side / delivery side of the aeration pump,
FIG. 6
Another dosing system, in which the diaphragm of the feed pump is used as a controlled check valve.
FIGS. 7
another dosing system,
FIG. 8
an early example of a dosing system according to the invention,
FIGS. 9 to 16
constructive details of various ventilation pumps.

In der Figur 1 ist ein Dosiersystem als Blockschaltbild dargestellt. In einem Tank 1 befindet sich flüssiges Reduktionsmittel (Harnstoff-Wasser-Lösung). Über eine Saugleitung 3 saugt eine Förderpumpe 5 bei Bedarf flüssiges Reduktionsmittel aus dem Tank und fördert es über eine Druckleitung 7 zu einem Dosiermodul 9. Die Bezeichnungen Saugleitung 3 und Druckförderleitung 7 beziehen sich auf denIn the FIG. 1 a dosing system is shown as a block diagram. In a tank 1 is liquid reducing agent (urea-water solution). Via a suction line 3, a feed pump 5 sucks liquid reducing agent from the tank as required and conveys it via a pressure line 7 to a metering module 9. The terms suction line 3 and pressure feed line 7 refer to the

Normalbetrieb des Dosiersystems, wenn nämlich Reduktionsmittel vom Tank zu dem Dosiermodul 9 gefördert wird.Normal operation of the metering system, namely, when reducing agent is conveyed from the tank to the metering module 9.

Das Dosiermodul 9 lässt sich in dem Blockschaltbild als Kombination einer Drossel 11 und einem schaltbaren 2/2-Wegeventil 13 darstellen. Das Wegeventil 13 ist im stromlosen Zustand geschlossen. Dann wird auch kein flüssiges Reduktionsmittel in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eingedüst. Wenn die Förderpumpe 5 fördert und somit das Reduktionsmittel in der Druckleitung 7 unter einem erhöhten Druck steht, kann das Wegeventil 13 von dem Motorsteuergerät (nicht dargestellt) geöffnet werden, so dass flüssiges Reduktionsmittel von der Drossel 11 in dem Dosiermodul 9 zerstäubt wird und fein verteilt in das Abgasrohr der Brennkraftmaschine eingedüst wird.The dosing module 9 can be represented in the block diagram as a combination of a throttle 11 and a switchable 2/2-way valve 13. The directional control valve 13 is closed in the de-energized state. Then no liquid reducing agent is injected into the exhaust system of the internal combustion engine (not shown). When the feed pump 5 delivers and thus the reducing agent in the pressure line 7 is under an elevated pressure, the directional control valve 13 can be opened by the engine control unit (not shown), so that liquid reducing agent is atomized by the throttle 11 in the metering module 9 and finely distributed is injected into the exhaust pipe of the internal combustion engine.

Über den Förderdruck der Förderpumpe 5 und die Öffnungszeit des Wegeventils 13 kann die in den Abgastrakt eingedüste Menge des flüssigen Reduktionsmittels gesteuert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Dosiersystem ist parallel zu der Förderpumpe, aber mit entgegengesetzter Förderrichtung eine erfindungsgemäße Belüftungspumpe 15 vorgesehen.About the delivery pressure of the feed pump 5 and the opening time of the directional control valve 13, the injected into the exhaust tract amount of the liquid reducing agent can be controlled. In the metering system according to the invention, a ventilation pump 15 according to the invention is provided parallel to the feed pump, but with opposite conveying direction.

Wenn die Förderpumpe 5 in Betrieb ist, ist die Belüftungspumpe 15 außer Betrieb und umgekehrt. Es gibt jedoch auch Betriebszustände des erfindungsgemäßen Dosiersystems in denen keine der beiden Pumpen 5, 15 in Betrieb ist.When the feed pump 5 is in operation, the aeration pump 15 is out of operation and vice versa. However, there are also operating states of the metering system according to the invention in which neither of the two pumps 5, 15 is in operation.

Auf der Saugseite und der Förderseite der Förderpumpe 5 ist jeweils ein Rückschlagventil 17, 19 vorgesehen. In entsprechender Weise sind auf der Saugseite und der Druckseite der Belüftungspumpe 15 ebenfalls Rückschlagventile 21 und 23 vorgesehen. Da die Förderrichtungen der Förderpumpe 15 und der Belüftungspumpe 15 entgegengesetzt sind, sind auch die Sperrrichtungen der Rückschlagventile 17, 19 und 21, 23 entgegengesetzt gerichtet.On the suction side and the delivery side of the feed pump 5, a check valve 17, 19 is provided in each case. In a corresponding manner, check valves 21 and 23 are also provided on the suction side and the pressure side of the aeration pump 15. Since the conveying directions of the feed pump 15 and the venting pump 15 are opposite, the locking directions of the check valves 17, 19 and 21, 23 are directed opposite.

Die Belüftungspumpe 15 ist über eine Belüftungsleitung 25 in die Saugleitung 3 und die Druckleitung 7 der Förderpumpe 5 hydraulisch eingebunden. Der bezogen auf die Belüftungspumpe 15 saugseitige Abschnitt der Belüftungsleitung 25 hat das Bezugszeichen 25.1 Der bezogen auf die Belüftungspumpe 15 druckseitige Abschnitt der Belüftungsleitung 25 hat das Bezugszeichen 25.2The ventilation pump 15 is hydraulically integrated via a ventilation line 25 in the suction line 3 and the pressure line 7 of the feed pump 5. The suction-side section of the ventilation line with respect to the ventilation pump 15 25 has the reference numeral 25.1 The reference to the ventilation pump 15 pressure-side portion of the vent line 25 has the reference numeral 25.2

Bei dem in Figur 1 dargestellten Normalbetrieb des Dosiersystems sperren die Rückschlagventile 21 und 23 die Belüftungsleitung 25 ab, solange der Druck in der Druckleitung 7 unterhalb des Öffnungsdrucks der genannten Rückschlagventile liegt.At the in FIG. 1 illustrated normal operation of the dosing shut off the check valves 21 and 23, the vent line 25, as long as the pressure in the pressure line 7 is below the opening pressure of said check valves.

In Figur 2 ist das Dosiersystem in der Betriebsart Belüften dargestellt. In diesem Fall ist die Förderpumpe 5 außer Betrieb und die Belüftungspumpe 15 fördert flüssiges Reduktionsmittel vom Dosiermodul 9 in den Tank 1 zurück. Damit die Belüftungspumpe 15 das Dosiermodul 9 sowie einen Teil der Druckleitung 7 belüften kann, ist das 2/2-Wegeventil 13 des Dosiermoduls 9 geöffnet. Diese Schaltstellung ist in Figur 2 dargestellt.In FIG. 2 the dosing system is shown in the aeration mode. In this case, the feed pump 5 is out of operation and the aeration pump 15 promotes liquid reducing agent from the metering module 9 in the tank 1 back. In order for the ventilation pump 15 to be able to ventilate the dosing module 9 as well as a part of the pressure line 7, the 2/2-way valve 13 of the dosing module 9 is opened. This switch position is in FIG. 2 shown.

Bei der in Figur 2 dargestellten Belüftung des Dosiersystems sperren die Rückschlagventile 17 und 17 Abschnitte der Saugleitung 3 und der Druckleitung 7 ab, solange der Förderdruck der Belüftungspumpe 15 7 unterhalb des Öffnungsdrucks der genannten Rückschlagventile liegt.At the in FIG. 2 shown ventilation of the metering block the check valves 17 and 17 sections of the suction line 3 and the pressure line 7, as long as the delivery pressure of the aeration pump 15 7 is below the opening pressure of said check valves.

Sobald der Belüftungsvorgang abgeschlossen ist, werden das Wegeventil 13 des Dosiermoduls 9 wieder geschlossen und die Belüftungspumpe 15 abgestellt.Once the ventilation process is completed, the directional control valve 13 of the metering module 9 are closed again and the aeration pump 15 is turned off.

Nach dem Belüftungsvorgang sind sowohl das Dosiermodul 9 als auch Teile der Druckleitung 7, die Belüftungsleitung 25 und die Belüftungspumpe 15 mit Luft bzw. Abgas gefüllt. Somit stehen den noch mit flüssigen Reduktionsmitteln gefüllten Bereichen des Dosiersystems, nämlich vor allem der Förderpumpe 5, der Saugleitung 3 und einem Teil der Druckleitung 7 die zuvor genannten mit Luft gefüllten Bereiche als Ausgleichsvolumen zur Verfügung, wenn das Reduktionsmittel einfriert. Dadurch werden die beim Einfrieren des Reduktionsmittels entstehenden Kräfte soweit reduziert, dass keine Schäden an der Förderpumpe 5 oder den Leitungen 3, 7 mehr zu befürchten sind. Dies gilt besonders, wenn die Förderpumpe 5 und die Belüftungspumpe 15 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.After the aeration process, both the dosing module 9 and parts of the pressure line 7, the ventilation line 25 and the aeration pump 15 are filled with air or exhaust gas. Thus, the still filled with liquid reducing agents areas of the dosing, namely especially the feed pump 5, the suction line 3 and a portion of the pressure line 7, the aforementioned air-filled areas are available as a compensating volume when the reducing agent freezes. As a result, the forces arising during the freezing of the reducing agent are reduced so much that no damage to the feed pump 5 or the lines 3, 7 are to be feared more. This is especially true when the feed pump 5 and the venting pump 15 are arranged in a common housing.

In der Figur 3 ist ein zweites Dosiersystem dargestellt. Ein wesentlicher Unterschied zu dem ersten Dosiersystem besteht darin, dass die als Membranpumpe ausgebildete Belüftungspumpe 15 so gestaltet ist, dass immer dann, wenn die Belüftungspumpe stromlos ist, die Membran der Belüftungspumpe 15 die Belüftungsleitung 25 verschließt. Dies ist durch ein schaltbares Wegeventil 26 dargestellt. Bevorzugt wird dabei der Abschnitt 25.2 der Belüftungsleitung 25 verschlossen, obwohl das Wegeventil 26 in dem Abschnitt 25.1 eingezeichnet ist.In the FIG. 3 a second dosing system is shown. An essential difference to the first metering system is that the venting pump 15 designed as a diaphragm pump is designed so that whenever the venting pump is de-energized, the membrane of the venting pump 15 closes the venting line 25. This is represented by a switchable directional control valve 26. Preferably, the section 25.2 of the vent line 25 is closed, although the directional control valve 26 is located in the section 25.1.

Sobald der Aktuator der Belüftungspumpe 15 bestromt wird, gibt die Membran die Belüftungsleitung 25 wieder frei, so dass sich anhand der Figuren 1 und 2 erläuterte Funktionsweise wieder einstellt. Die Belüftungspumpe 15 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat also zusätzlich noch die Funktion eines gesteuerten Absperrventils 26. Weil dazu keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, wird diese zusätzliche Funktionalität ohne Mehrkosten erreicht.As soon as the actuator of the aeration pump 15 is energized, the membrane releases the ventilation line 25 again, so that it can be determined from the Figures 1 and 2 explained mode of operation again sets. The ventilation pump 15 according to the second embodiment thus additionally has the function of a controlled shut-off valve 26. Because this no additional components are needed, this additional functionality is achieved at no extra cost.

Die Verwendung der Förderpumpe als gesteuertes Absperrventil 26 hat den Vorteil, dass sich durch entsprechende Auslegung des Querschnitts der Belüftungsleitung 25 diese mit einem sehr geringen Federdruck, der auf die Membran wirkenden Feder, abgedichtet werden kann. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, eine der beiden Rückschlagventile 21, 23 in der Belüftungsleitung so auszulegen, dass sie gegenüber dem Betriebsdruck der Förderpumpe 5 noch dicht sind.The use of the feed pump as a controlled shut-off valve 26 has the advantage that by appropriate design of the cross-section of the vent line 25, this can be sealed with a very low spring pressure acting on the membrane spring. This eliminates the need to design one of the two check valves 21, 23 in the ventilation line so that they are still tight relative to the operating pressure of the feed pump 5.

Der Öffnungsdruck der Rückschlagventile 21 und 23 sollte so gering wie möglich sein, weil der elektromagnetischen Aktuator der Belüftungspumpe 15 den Öffnungsdruck bei jedem Hub überwinden muss. Je niedriger der Öffnungsdruck desto kleiner und leichter kann der Aktuator ausgeführt werden. Daher kann beim Einsatz der Membran der Belüftungspumpe 15 als zusätzliches Absperrventil, nicht nur der Öffnungsdruck der Rückschlagventile 21, 23 reduziert werden, sondern der elektromagnetische Aktuator der Belüftungspumpe 15 kleiner ausgeführt werden, was Kosten und Bauraum einspart. Außerdem reduziert sich dadurch auch der elektrische Energiebedarf für den Antrieb der Belüftungspumpe 15.The opening pressure of the check valves 21 and 23 should be as low as possible because the electromagnetic actuator of the venting pump 15 must overcome the opening pressure at each stroke. The lower the opening pressure, the smaller and lighter the actuator can be made. Therefore, when using the diaphragm of the ventilation pump 15 as an additional shut-off valve, not only the opening pressure of the check valves 21, 23 can be reduced, but the electromagnetic actuator of the ventilation pump 15 can be made smaller, which saves costs and installation space. In addition, this also reduces the electrical energy required for the drive of the ventilation pump 15th

Bei dem in Figur 4 dargestellten Dosiersystem ist auf der Saugseite der Belüftungspumpe 15 anstelle eines Rückschlagventils 21 (siehe Figuren 1 bis 3), eine Saugdrossel 27 vorgesehen. Da die Saugdrossel 27 letztendlich im Wesentlichen nur aus einer Querschnittsverengung in der Belüftungsleitung 25 besteht, wird dadurch die Zahl der benötigten Bauteile nochmals verringert, was sich positiv auf die Herstellungskosten und die Robustheit des erfindungsgemäßen Dosiersystems auswirkt.At the in FIG. 4 shown dosing is on the suction side of the venting pump 15 instead of a check valve 21 (see FIGS. 1 to 3 ), a suction throttle 27 is provided. Since the suction throttle 27 ultimately consists essentially only of a cross-sectional constriction in the ventilation line 25, thereby the number of required components is further reduced, which has a positive effect on the manufacturing costs and the robustness of the metering system according to the invention.

Wie aus der Figur 5 ersichtlich ist, kann auch das Rückschlagventil 23 auf der Druckseite der Belüftungspumpe 15 durch eine Förderdrossel 29 ersetzt werden. Wichtig ist jedoch, dass in der Belüftungsleitung 25 mindestens ein Rückschlagventil vorhanden ist.Like from the FIG. 5 it can be seen, the check valve 23 can be replaced on the pressure side of the venting pump 15 by a delivery throttle 29. It is important, however, that at least one check valve is present in the ventilation line 25.

Es versteht sich von selbst, dass die Membranen der Förderpumpe 5 sowie der Belüftungspumpe 15 nicht nur über einen elektromagnetischen Aktuator, sondern auch durch einen Elektromotor angetrieben werden können. Es kann auch ein anderes Pumpenprinzip wie z. B. eine Kolbenpumpe, eine Zahnradpumpe, eine Flügelpumpe u. a. mehr eingesetzt werden.It goes without saying that the membranes of the feed pump 5 and the venting pump 15 can be driven not only by an electromagnetic actuator, but also by an electric motor. It can also be another pump principle such. B. a piston pump, a gear pump, a vane pump u. a. be used more.

Die Rückschlagventile 17, 19, 21 und/oder 23 können je nach Bedarf und Auslegung mit Federelementen belastet werden, so dass ihr Öffnungsdruck durch die Vorspannkraft der Federn in weiten Grenzen einstellbar ist. Sie können wie anhand der Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 4 und 5 erläutert, teilweise auch durch Drosseln ersetzt werden.The check valves 17, 19, 21 and / or 23 can be loaded as required and design with spring elements, so that their opening pressure is adjustable by the biasing force of the springs within wide limits. You can as in the embodiments according to FIGS. 4 and 5 partially replaced by throttles.

Eventuell notwendige Filter in der Saugseite 3, der Druckleitung 7 und/oder der Belüftungsleitung 25 sind in praktischen Anwendungen teilweise erforderlich, jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Entsprechendes gilt auch für einen Drucksensor oder einen Durchflusssensor. Wenn möglich, wird jedoch auf den Einbau solcher Sensorik verzichtet, da sie die Kosten nach oben treiben. Bei Bedarf kann auch eine zusätzliche elektrische Heizung eingebaut werden. Allerdings ist dies in vielen Fällen nicht erforderlich, weil die Abwärme des Pumpenantriebs in aller Regel ausreicht, um ein Einfrieren des Dosiersystems zu verhindern. Dies gilt selbstverständlich nicht für das im Tank 1 befindliche flüssige Reduktionsmittel. Hier ist in vielen Fällen eine Heizung zumindest zum Auftauen des gefrorenen Reduktionsmittels erforderlich (nicht dargestellt).Any necessary filters in the suction side 3, the pressure line 7 and / or the vent line 25 are partially required in practical applications, but not shown for reasons of clarity. The same applies to a pressure sensor or a flow sensor. If possible, however, the installation of such sensors is dispensed with, since they drive the costs upwards. If required, an additional electric heater can be installed. However, in many cases this is not necessary because the waste heat of the pump drive is generally sufficient to prevent the metering system from freezing. Of course, this does not apply to the liquid reducing agent in the tank 1. Here, in many cases, a heater is required at least for thawing the frozen reducing agent (not shown).

In der Figur 6 ist ein weiteres Dosiersystem dargestellt. Bei diesem ist die Förderpumpe 5 als Membranpumpe ausgebildet und kann in ähnlicher Weise wie anhand der Figur 3 erläutert, auch als schaltbares Absperrventil 28 eingesetzt werden. Daher wird diesbezüglich auf das im Zusammenhang mit der Belüftungspumpe 15 in Figur 3 Gesagte verwiesen.In the FIG. 6 another dosing system is shown. In this, the feed pump 5 is designed as a diaphragm pump and can in a similar manner as with reference to the FIG. 3 explained, can also be used as a switchable shut-off valve 28. Therefore, in this regard, in connection with the aeration pump 15 in FIG. 3 Said directed.

Figur 7 stellt ein Blockschaltbild eines weiteren Dosiersystems dar. Bei diesem ist parallel zu dem ersten Rückschlagventil 21 auf der Saugseite der Belüftungspumpe 15 ein zweites Rückschlagventil 31 vorgesehen. Die Sperrrichtungen bzw. die Durchlassrichtungen der Rückschlagventile 21 und 31 sind dabei entgegengesetzt. FIG. 7 is a block diagram of another dosing system. In this parallel to the first check valve 21 on the suction side of the aeration pump 15, a second check valve 31 is provided. The blocking directions and the passage directions of the check valves 21 and 31 are opposite.

Wenn nun beispielsweise während des Betriebs der Förderpumpe 5 in der Druckleitung 7 ein unzulässig hoher Druck auftritt, dann öffnet das erste Rückschlagventil 21. Infolgedessen wird die Membran (nicht dargestellt in Figur 7) der Belüftungspumpe 15 mit dem höheren Druck beaufschlagt und die Membran weicht aufgrund des höheren Drucks aus. Dadurch wird das Volumen des Förderraums in der Belüftungspumpe 15 vergrößert und die Druckspitze dadurch teilweise abgebaut. Sobald der Druck in der Druckleitung 7 wieder auf normale Werte zurückgeht, kann die elastische Membran der Belüftungspumpe 15 über das zweite Rückschlagventil 31 die zuvor in dem Förderraum aufgenommene Menge flüssiger Harnstoffwasserlösung wieder in die Druckleitung zurückschieben, bis ein Druckausgleich erreicht ist.If, for example, during operation of the feed pump 5 in the pressure line 7, an impermissibly high pressure occurs, then opens the first check valve 21. As a result, the membrane (not shown in FIG FIG. 7 ) of the aeration pump 15 is subjected to the higher pressure and the membrane deviates due to the higher pressure. As a result, the volume of the delivery chamber in the aeration pump 15 is increased and the pressure peak thereby partially reduced. As soon as the pressure in the pressure line 7 returns to normal values, the elastic diaphragm of the aeration pump 15 can push back via the second check valve 31 the amount of liquid urea water solution previously received in the delivery chamber back into the pressure line until a pressure equalization is achieved.

Wenn der Überdruck in der Druckleitung 7 sehr hoch ist, kann es auch dazu kommen, dass das Rückschlagventil 23 auf der Druckseite der Belüftungspumpe 15 öffnet und somit ein Teil des von der Förderpumpe 5 geförderten Flüssigkeit aus der Druckleitung 7 wieder in die Saugleitung 3 zurückgeführt wird. Auch dadurch findet ein Druckabbau auf zulässige Werte beziehungsweise eine Druckbegrenzung statt. Somit ist das erfindungsgemäß System sehr robust und nimmt auch beim Auftreten unzulässig hoher Drücke keinen Schaden.If the overpressure in the pressure line 7 is very high, it may also happen that the check valve 23 opens on the pressure side of the aeration pump 15 and thus part of the conveyed by the pump 5 liquid from the pressure line 7 is returned to the suction line 3 , This also causes a pressure reduction to permissible values or a pressure limitation. Thus, the system according to the invention is very robust and takes no damage even when impermissibly high pressures occur.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist parallel zu dem Rückschlagventil 23 auf der Druckseite der Belüftungspumpe 15 eine Drossel 33 vorgesehen.In the embodiment according to FIG. 8 is parallel to the check valve 23 on the pressure side of the aeration pump 15, a throttle 33 is provided.

Durch diese Drossel ist es möglich, den elektrischen Aktuator kleiner auszuführen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass sich vor allem wenn die Membran der Belüftungspumpe 15 als zusätzliches Absperrventil 26 Druckhalteventil 26 ausgebildet ist, während der Ansaugphase der Förderpumpe 5 ein starker Unterdruck im Förderraum der Belüftungspumpe 15 ausbilden kann, weil der Förderraum über die Belüftungsleitung 25 und das Rückschlagventil 23 mit der Saugleitung 3 verbunden ist. Die Sperrwirkung des Rückschlagventils 23 verhindert einen Druckausgleich zwischen dem Förderaum der Belüftungspumpe 15 und der Saugleitung 3, wenn im Förderaum ein Unterdruck herrscht.Through this throttle, it is possible to make the electric actuator smaller. It has been found that, especially when the diaphragm of the venting pump 15 is formed as an additional shut-off valve 26 pressure holding valve 26, during the suction of the pump 5, a strong negative pressure in the delivery chamber of the venting pump 15 can form, because the delivery chamber via the vent line 25 and the check valve 23 is connected to the suction line 3. The blocking effect of the check valve 23 prevents a pressure equalization between the delivery chamber of the ventilation pump 15 and the suction line 3, when there is a negative pressure in the delivery chamber.

Dieser Unterdruck im Förderaum kann nur durch einen sehr starken elektrischen Aktuator überwunden werden kann. Durch die erfindungsgemäße Drossel ist gewährleistet, dass ein Druckausgleich zwischen dem Förderaum der Belüftungspumpe 15 und der Saugleitung 3 stattfinden kann, wenn im Förderaum Unterdruck herrscht. In Folge dessen kann die Antriebsleistung des elektrischen Aktuators verringert werden, was sich positiv auf Bauraumbedarf und Gewicht des elektrischen Aktuators auswirkt. Weitere Details hierzu ergeben sich aus den Figuren 14 - 16 und deren Beschreibungen.This negative pressure in the delivery room can only be overcome by a very strong electric actuator. The throttle according to the invention ensures that a pressure equalization can take place between the delivery chamber of the aeration pump 15 and the suction line 3 when negative pressure prevails in the delivery chamber. As a result, the drive power of the electric actuator can be reduced, which has a positive effect on space requirements and weight of the electric actuator. Further details can be found in the FIGS. 14-16 and their descriptions.

In Figur 9 ist ein Längsschnitt durch eine Belüftungspumpe 15 dargestellt.In FIG. 9 a longitudinal section through a venting pump 15 is shown.

Der elektrische Aktuator 35 umfasst im wesentlichen einen Elektromagneten 37 und einen Anker 39. Zwischen dem Magnet 37 und dem Anker 39 ist eine Feder 41 vorhanden, welche den Anker 39 in der Figur 9 nach links gegen eine Membran 43 drückt. Die Membran 43 ist außen mit einem Wulst 44 im Gehäuse 47 der Belüftungspumpe 15 dichtend eingeklemmt, so das sich in Figur 9 rechts der Membran 43 keine Flüssigkeit befindet. Auf der anderen Seite der Membran 43 ist In dem Gehäuse 47 ein Förderraum 45 der Belüftungspumpe 15 ausgebildet. In dem Gehäuse 47 der Belüftungspumpe 15 sind neben dem Förderraum 45 auch die Anschlüsse der Abschnitte 25.1 und 25.2 der Belüftungsleitung 25 angedeutet. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 25.1 der saugseitige Anschluss der Belüftungspumpe 15 an die Belüftungsleitung 25 bezeichnet, während der Anschluss 25.2 den druckseitigen Anschluss der Belüftungspumpe 15 an die Belüftungsleitung 25 bezeichnet. Die Rückschlagventile 21 und 23 sind in der Figur 9 nicht dargestellt. Im Bereich des druckseitigen Anschlusses 25.2 ist ein ringförmiger Dichtsitz 49 in dem Gehäuse 47 ausgebildet.The electric actuator 35 essentially comprises an electromagnet 37 and an armature 39. Between the magnet 37 and the armature 39, a spring 41 is present, which the armature 39 in the FIG. 9 pressed to the left against a membrane 43. The membrane 43 is sealingly clamped on the outside with a bead 44 in the housing 47 of the ventilation pump 15, so that in FIG. 9 right of the membrane 43 is no liquid. On the other side of the membrane 43, a delivery chamber 45 of the aeration pump 15 is formed in the housing 47. In the housing 47 of the ventilation pump 15, the connections of the sections 25.1 and 25.2 of the ventilation line 25 are indicated in addition to the delivery chamber 45. In this case, by the reference numeral 25.1, the suction-side connection of the ventilation pump 15 to the ventilation line 25th designated during the connection 25.2 the pressure-side connection of the ventilation pump 15 to the ventilation line 25. The check valves 21 and 23 are in the FIG. 9 not shown. In the region of the pressure-side connection 25.2, an annular sealing seat 49 is formed in the housing 47.

Wenn der elektrische Aktuator stromlos ist, dann drückt die Feder 41 den Anker 39 und mit ihm die Membran 43 gegen den Dichtsitz 49, so dass der Anschluss 25.2 der Belüftungsleitung 25 verschlossen wird. Sobald der elektrische Aktuator 35 bestromt wird, bewegt der Magnet 37 den Anker 39 in Figur 9 nach rechts, so dass die Membran 43 von dem Dichtsitz 49 abhebt und somit eine hydraulische Verbindung zwischen dem Anschluss 25.1 und dem Förderraum 45 hergestellt wird. Somit ist die erfindungsgemäße Belüftungspumpe 15 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 gleichzeitig ein steuerbares Wegeventil, das bei stromlos geschaltetem Aktuator 35 den Anschluss 25.2 der Belüftungsleitung 25 verschließt. Diese Funktionalität benötigt keine zusätzlichen Bauteile. Sie wird durch eine geschickte konstruktive Ausgestaltung und Abstimmung der Membran 43, des Pumpengehäuses bzw. des Dichtsitzes 49 sowie des elektrischen Aktuators 35 erreicht. Dadurch entstehen keine zusätzlichen Kosten bei der Herstellung.If the electric actuator is de-energized, then the spring 41 presses the armature 39 and with it the membrane 43 against the sealing seat 49, so that the connection 25.2 of the ventilation line 25 is closed. As soon as the electric actuator 35 is energized, the magnet 37 moves the armature 39 in FIG. 9 to the right, so that the membrane 43 lifts from the sealing seat 49 and thus a hydraulic connection between the terminal 25.1 and the pumping chamber 45 is made. Thus, the ventilation pump 15 according to the invention according to the embodiment of FIG. 9 at the same time a controllable directional control valve which closes the connection 25.2 of the ventilation line 25 when the actuator 35 is switched off. This functionality requires no additional components. It is achieved by a clever design and tuning of the diaphragm 43, the pump housing or the sealing seat 49 and the electric actuator 35. This results in no additional costs in the production.

Wenn der elektrische Aktuator 35 durch die Entladung eines oder mehrerer Kondensatoren (nicht dargestellt) schlagartig bestromt wird, dann wird der Anker 39 sehr schnell und mit großer Kraft angezogen, so dass ein starker und plötzlicher Druckabfall im Bereich der Druckleitung 7 und eines Abschnitts 25.1 der Belüftungsleitung 25 stattfindet. Durch die Elastizität der Druckleitung 7 bzw. der Belüftungsleitung 25 und der darin befindlichen und unter Druck stehenden Flüssigkeit führt die schlagartige Druckentlastung dazu, dass ein Teil der in der Druckleitung 7 befindliche die Flüssigkeit durch die Belüftungspumpe 15 in Richtung Tank gepresst wird. Dadurch wird auch mit einem. Allerdings sehr schnell erfolgenden Förderhub der Belüftungspumpe 15 eine teilweise Belüftung des Dosiermoduls 9 und der Druckleitung 7 gewährleistet, so dass auch beim anschließenden Einfrieren des Systems keine Schäden durch Eisdruck entstehen. Dieser hochdynamische Vorgang wird im Zusammenhang mit der Erfindung als Impulsrücksaugen bezeichnet und ist auch bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen von Dosiersystemen beziehungsweise Belüftungspumpen 15 einsetzbar.When the electric actuator 35 is energized abruptly by the discharge of one or more capacitors (not shown), then the armature 39 is attracted very quickly and with great force, so that a strong and sudden pressure drop in the region of the pressure line 7 and a portion 25.1 of Ventilation line 25 takes place. Due to the elasticity of the pressure line 7 or the vent line 25 and the liquid therein and pressurized, the sudden pressure relief causes a portion of the liquid contained in the pressure line 7 is pressed by the venting pump 15 in the direction of the tank. This is also done with a. However, very fast conveying stroke of the aeration pump 15 ensures partial ventilation of the dosing module 9 and the pressure line 7, so that even during the subsequent freezing of the system no damage caused by ice pressure. This highly dynamic process is referred to in the context of the invention as pulse back suction and is also in all embodiments of dosing systems or ventilation pumps 15 according to the invention can be used.

In der Figur 10 ist ein weiteres Beispiel einer Belüftung ebenfalls teilweise geschnitten dargestellt. Bei diesem Beispiel ist ein sandwichartiger Aufbau der Belüftungspumpe 15 gut zu erkennen. Von oben nach unten schließt sich an den Anker 39 die Membran 43 mit ihrem Wulst 44 und eine Ventil-Membran-Platte 51 an.In the FIG. 10 Another example of ventilation is also shown partially in section. In this example, a sandwich-like construction of the ventilation pump 15 is clearly visible. From top to bottom connects to the armature 39, the membrane 43 with its bead 44 and a valve-diaphragm plate 51 at.

Bei diesem Beispiel ist auch gut zu erkennen, dass an dem in Figur 10 unteren Ende des Ankers 39 ein Ventilteller 53 ausgebildet ist, der mit Gummi oder einem ähnlichen elastischen Werkstoff umspritzt ist. Die Membran 43 ist aus dem gleichen Gummiwerkstoff hergestellt und ist formschlüssig mit dem Anker 39 verbunden.In this example, it is also easy to see that at the in FIG. 10 lower end of the armature 39, a valve plate 53 is formed, which is molded with rubber or a similar elastic material. The membrane 43 is made of the same rubber material and is positively connected to the armature 39.

Allerdings ist zwischen dem Ventilteller 53 und der Membran 43 in axialer Hubrichtung des Ankers 39 ein gewisser Abstand vorhanden, so dass der im Förderraum 45 herrschende Druck auch in Figur 10 "von oben" auf den Ventilteller 53 wirkt. Dadurch wirkt der im Förderraum 45 herrschende Druck gleichzeitig als hydraulische Schließkraft, welche den Ventilteller 53 gegen den Dichtsitz 49 in der Ventil-Membran-Platte 51 presst.However, there is a certain distance between the valve disk 53 and the membrane 43 in the axial stroke direction of the armature 39, so that the pressure prevailing in the pumping chamber 45 also in FIG. 10 acts "from above" on the valve plate 53. As a result, the pressure prevailing in the delivery chamber 45 simultaneously acts as a hydraulic closing force, which presses the valve disk 53 against the sealing seat 49 in the valve membrane plate 51.

Bei dem in Figur 10 dargestellten Beispiel ist die Membran 43 im Querschnitt wellenförmig ausgebildet. Dadurch wird die Membran 43 elastischer und kann somit leichter nachgeben, wenn im Förderraum 45 der Druck ansteigt. Dann weicht die Membran 43 in Figur 10 nach oben in Richtung des Ankers 39 aus, bis sie an dem Anker 39 anliegt. Dadurch ist gewährleistet, dass auch beim Auftreten extrem großer Überdrücke im Förderraum 45 die Membran 43 nicht zerreißt.At the in FIG. 10 In the example shown, the membrane 43 is wave-shaped in cross-section. As a result, the membrane 43 becomes more elastic and can thus yield more easily when the pressure in the delivery chamber 45 increases. Then the membrane 43 gives in FIG. 10 upward in the direction of the armature 39 until it abuts the armature 39. This ensures that even with the occurrence of extremely large excess pressures in the delivery chamber 45, the membrane 43 does not tear.

In der Ventil-Membran-Platte 51 sind noch weitere Anschlüsse, nämlich der Anschluss 25.1 und ein Anschluss 25.3 sichtbar. Der druckseitige Ausgang 25.2 der Belüftungspumpe 15 wird in Figur 10 von dem Ventilteller 53 verdeckt.In the valve diaphragm plate 51 are still more connections, namely the port 25.1 and a port 25.3 visible. The pressure-side outlet 25.2 of the ventilation pump 15 is in FIG. 10 obscured by the valve plate 53.

Der Anschluss 25.3 stellt die hydraulische Verbindung zu dem zweiten Rückschlagventil 31 (s. Figur 7) her, wenn die erfindungsgemäße Belüftungspumpe 15 gleichzeitig noch als Druckausgleichselement eingesetzt wird.The port 25.3 provides the hydraulic connection to the second check valve 31 (see FIG. FIG. 7 ) ago, when the inventive Ventilation pump 15 is still used at the same time as a pressure compensation element.

Figur 11 zeigt ein Detail der Figur 10 noch weiter vergrößert und um eine Ventilplatte 57 sowie eine Gummiplatte 55 ergänzt. Unterhalb der Ventil-Membran-Platte 51 sind eine Gummiplatte 55 und eine Ventilplatte 57 angeordnet. Die Ventil-Membran-Platte 51, die Gummiplatte 55 und die Ventilplatte 57 bilden unterhalb des Anschlusses 25.1 das Rückschlagventil 21, dessen Sperrrichtung in Figur 11 von oben nach unten verläuft. Die Durchlassrichtung ist durch einen Pfeil 59 angedeutet. Um zu verdeutlichen, welche Bereiche der Bauteile 51, 55 und 57 das Rückschlagventil 21 bilden, sind diese Bereiche durch eine gestrichelte Linie eingeschlossen. FIG. 11 shows a detail of FIG. 10 further enlarged and supplemented by a valve plate 57 and a rubber plate 55. Below the valve diaphragm plate 51, a rubber plate 55 and a valve plate 57 are arranged. The valve diaphragm plate 51, the rubber plate 55 and the valve plate 57 form below the port 25.1, the check valve 21, the reverse direction in FIG. 11 runs from top to bottom. The passage direction is indicated by an arrow 59. To clarify which portions of the components 51, 55 and 57 form the check valve 21, these portions are enclosed by a dashed line.

In der Ventilplatte 57 ist ein umlaufender Steg 61 ausgebildet, der mit einem entsprechenden Steg 63 der Ventil-Membran-Platte 51 so zusammenwirkt, dass er die Gummiplatte 55 dichtend einklemmt. Koaxial zu dem Steg 61 ist in der Ventilplatte 57 ein Dichtsitz 65 ausgebildet, auf dem die Gummiplatte 55 aufliegt, wenn das Rückschlagventil 21 geschlossen ist. Der Dichtsitz 65 und der Steg 61 begrenzen zusammen mit der Gummiplatte 55 einen ringförmigen Kanal 67. Oberhalb des ringförmigen Kanals 67 sind in der Gummiplatte 55 mehrere kreisbogenförmige Durchbrüche 69 ausgespart.In the valve plate 57, a circumferential ridge 61 is formed, which cooperates with a corresponding web 63 of the valve-diaphragm plate 51 so that it clamps the rubber plate 55 sealing. Coaxially with the web 61, a sealing seat 65 is formed in the valve plate 57, on which the rubber plate 55 rests when the check valve 21 is closed. The sealing seat 65 and the web 61 together with the rubber plate 55 define an annular channel 67. Above the annular channel 67, a plurality of arc-shaped openings 69 are recessed in the rubber plate 55.

Wenn nun das Rückschlagventil 21 von der Druckleitung 7 (nicht dargestellt in Figur 11) über die Belüftungsleitung 25 mit dem in der Druckleitung 7 herrschenden Druck beaufschlagt wird und dieser Druck größer als der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21 ist, dann hebt die Gummiplatte 55 von dem Dichtsitz 65 ab und es entsteht dadurch eine hydraulische Verbindung zu dem ringförmigen Kanal 67 in der Ventilplatte 57. Von dem ringförmigen Kanal 67 gelangt das reduktionsmittel durch Durchbrüche 69 in der Gummiplatte 55 in den Förderraum 45 der Belüftungspumpe strömen.
Dies bedeutet, dass Reduktionsmittel in Richtung des Pfeils 59 durch die Bohrung 69 in der Ventilplatte 57 strömen kann, wenn die Differenz zwischen dem in der Bohrung 71 und dem Förderraum 45 groß genug ist.
Now, if the check valve 21 from the pressure line 7 (not shown in FIG FIG. 11 ) is acted upon by the vent line 25 with the pressure prevailing in the pressure line 7 and this pressure is greater than the opening pressure of the check valve 21, then lifts the rubber plate 55 from the sealing seat 65 and thereby creates a hydraulic connection to the annular channel 67 in the valve plate 57. From the annular channel 67, the reducing agent passes through openings 69 in the rubber plate 55 in the delivery chamber 45 of the ventilation pump flow.
This means that reducing agent can flow in the direction of the arrow 59 through the bore 69 in the valve plate 57, when the difference between that in the bore 71 and the delivery chamber 45 is large enough.

Sobald der Druck des Reduktionsmittels in dem Abschnitt 25.1 der Belüftungsleitung 25, der mit der Druckleitung 7 in Verbindung steht, unter den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 21 absinkt, senkt sich die Gummiplatte 55 aufgrund ihrer Elastizität wieder auf den Dichtsitz 65 und verschließt somit den Förderraum 45.As soon as the pressure of the reducing agent in the section 25.1 of the ventilation line 25, which communicates with the pressure line 7, drops below the opening pressure of the check valve 21, the rubber plate 55 is lowered due to their elasticity back to the sealing seat 65 and thus closes the delivery chamber 45th

Das zweite Rückschlagventil 31 hat den gleichen Aufbau aber die entgegengesetzte Durchlassrichtung. Daher sind der ringförmige Kanal 73 und der Dichtsitz 75 in der Ventil-Membran-Platte 51 angeordnet.The second check valve 31 has the same structure but the opposite passage direction. Therefore, the annular channel 73 and the sealing seat 75 are disposed in the valve-membrane plate 51.

In der Figur 11 sind die zu dem zweite Rückschlagventil 31 gehörenden Durchbrüche 77 in der Gummiplatte 55 nur zu einem kleinen Teil sichtbar.In the FIG. 11 are the belonging to the second check valve 31 openings 77 in the rubber plate 55 visible only to a small extent.

Im Vergleich der beiden Rückschlagventile 21 und 31 wird deutlich, dass der Dichtsitz 75 des zweiten Rückschlagventils 31 kleiner ist als der Durchmesser des Dichtsitzes 65 des ersten Rückschlagventils 21. Dadurch kann bei gleicher Dicke der Gummiplatte 55 der Öffnungsdruck der beiden Rückschlagventile 21 und 31 eingestellt werden. Wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 7 erläutert wurde, ist es vorteilhaft, wenn der Öffnungsdruck des zweiten Rückschlagventils 31 höher ist als der des ersten Rückschlagventils 21, was durch den kleineren Durchmesser des Dichtsitzes 75 konstruktiv umgesetzt wird.In comparison of the two check valves 21 and 31 it is clear that the sealing seat 75 of the second check valve 31 is smaller than the diameter of the sealing seat 65 of the first check valve 21. Thus, with the same thickness of the rubber plate 55, the opening pressure of the two check valves 21 and 31 can be adjusted , As already related to the FIG. 7 has been explained, it is advantageous if the opening pressure of the second check valve 31 is higher than that of the first check valve 21, which is structurally implemented by the smaller diameter of the sealing seat 75.

Schon aus der Figur 11 wird deutlich, dass es mit minimalen Kosten möglich ist, ein oder mehrere Rückschlagventil 21, 23, 31 in die erfindungsgemäße Belüftungspumpe 15 zu integrieren. Dadurch können verschiedene Varianten der erfindungsgemäßen Belüftungspumpe 15 durch den Austausch der Ventil-Membran-Platte 51 bzw. der Ventilplatte 57 hergestellt werden.Already from the FIG. 11 It is clear that it is possible with minimal cost to integrate one or more check valve 21, 23, 31 in the ventilation pump 15 according to the invention. As a result, various variants of the ventilation pump 15 according to the invention can be produced by replacing the valve diaphragm plate 51 or the valve plate 57.

In Figur 12 ist eine Seitenansicht des Beispielsgemäß der Figur 11 dargestellt. In diesem ist das Rückschlagventil 23, welches den Förderraum 45 mit dem druckseitigen Abschnitt 25.2 der Belüftungsleitung 25 verbindet, gut zu erkennen. Die Durchlassrichtung des Rückschlagventils 23 ist durch einen Pfeil 79 angedeutet. Auch hier ist wieder der gleiche Aufbau erkennbar.In FIG. 12 FIG. 12 is a side view of the example according to FIG FIG. 11 shown. In this, the check valve 23, which connects the delivery chamber 45 with the pressure-side section 25.2 of the ventilation line 25, can be clearly seen. The passage direction of the check valve 23 is indicated by an arrow 79. Again, the same structure is recognizable.

Bei dem in Figur 12 dargestellten Beispiel sind ein äußerer Dichtsitz 49.2 und ein innerer Dichtsitz 49.1 in der Ventil-Membran-Platte 51 ausgebildet, auf denen der Ventilteller 53 aufliegt, wenn der Aktuator 35 stromlos ist, so dass eine besonders gute Abdichtung des Förderraums 45 zu der Druckseite derAt the in FIG. 12 an example, an outer sealing seat 49.2 and an inner sealing seat 49.1 are formed in the valve diaphragm plate 51, on which the valve plate 53 rests when the actuator 35 is de-energized, so that a particularly good sealing of the pumping chamber 45 to the pressure side of

Belüftungspumpe 15 erfolgt. Der innere Dichtwulst 49.1 führt dazu, dass von der Feder 41 aufgebrachten Schließkräften ein leckagefreies Abdichten möglich ist. Dies ist vor allem von Bedeutung, wenn das Fahrzeug abgestellt ist und ein Volllaufen der Druckleitung 7 und/oder des Dosiermoduls und/oder der Abgasanlage sicher verhindert werden soll, ohne dass die Feder 41 und damit der Magnet 37 größer als unbedingt notwendig sein müssen.Ventilation pump 15 takes place. The inner sealing bead 49.1 results in a leakage-free sealing possible by the spring 41 applied closing forces. This is especially important if the vehicle is turned off and full running of the pressure line 7 and / or the dosing and / or the exhaust system to be safely prevented without the spring 41 and thus the magnet 37 must be larger than absolutely necessary.

In der Ventil-Membran-Platte 51 ist ein Dichtsitz 81 und ein ringförmiger Kanal 83 ausgebildet, der zusammen mit der Gummiplatte 55 das Rückschlagventil 23 bildet. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, wie der Ventilteller 53 mit dem Dichtsitz 49 zusammenwirkt und dadurch das zweite Rückschlagventil 23 entlastet.In the valve-membrane plate 51, a sealing seat 81 and an annular channel 83 is formed, which forms the check valve 23 together with the rubber plate 55. In this illustration, it is easy to see how the valve plate 53 cooperates with the sealing seat 49 and thereby relieves the second check valve 23.

In Figur 12 ist auch gut zu erkennen, dass der Magnet 37 eine torusförmige Aussparung aufweist, welche den Hub- bzw. die elastische Verformung der Membran 43 begrenzt. Dadurch kann eine Beschädigung der Membran 43 beim Auftreten von unzulässig hohen Drücken im Förderraum 45 vermieden werden.In FIG. 12 is also good to see that the magnet 37 has a toroidal recess which limits the stroke or the elastic deformation of the membrane 43. As a result, damage to the membrane 43 in the event of inadmissibly high pressures in the delivery chamber 45 can be avoided.

Ein Absatz 85 am Anker 39 dient einerseits dazu, dass sich die Druckfeder 41 am Anker abstützen kann, andererseits kann dieser Absatz 85 zur Führung des Ankers 39 im Magnet 37 dienen.A shoulder 85 on the armature 39 on the one hand serves to support the compression spring 41 on the armature, on the other hand, this shoulder 85 can serve to guide the armature 39 in the magnet 37.

In der Figur 13 ist die Gummiplatte 55 durchsichtig und "von unten" dargestellt, so dass auch die Dichtsitze in der Ventil-Membran-Platte 51 und Teile der Membran 43 sichtbar sind. Aus dieser Darstellung werden die unterschiedliche Durchmesser der Rückschlagventile 21, 23 und 31 deutlich.In the FIG. 13 the rubber plate 55 is transparent and "from below" shown, so that the sealing seats in the valve-diaphragm plate 51 and parts of the membrane 43 are visible. From this representation, the different diameters of the check valves 21, 23 and 31 become clear.

Das Rückschlagventil 23 hat die größte Bohrung, so dass es bereits bei einem kleinen Überdruck im Förderraum öffnet, wenn nicht der Ventilteller 53 dieses Ventil verschließt. Dadurch wird beim Betrieb der Belüftungspumpe 15 der Energiebedarf minimiert. Demgegenüber hat das zweite Rückschlagventil 31 auf der Saugseite der Belüftungspumpe 15 den kleinsten Durchmesser des Dichtsitzes 75, so dass dieses Rückschlagventil erst bei relativ großem Druck öffnet.The check valve 23 has the largest bore, so that it opens at a small overpressure in the delivery chamber, if not the valve plate 53 closes this valve. As a result, the energy requirement is minimized during operation of the ventilation pump 15. In contrast, the second check valve 31 on the suction side of the aeration pump 15 has the smallest diameter of the sealing seat 75, so that this check valve opens only at a relatively high pressure.

In den Figuren 14 bis 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Belüftungspumpe 15 dargestellt.In the FIGS. 14 to 16 another embodiment of a ventilation pump 15 is shown.

Die Rückschlagventile 21 und 23 sind etwas anders in der Bauart als die zuvor beschriebenen. Allerdings ist deren Funktion unverändert. In den Figuren 14 und 15 ist gut zu erkennen, wie die Membran 43 auf dem Dichtsitz 49, welcher den Anschluss 25.1 in der Ventilplatte 51 umgibt, aufliegt.The check valves 21 and 23 are slightly different in construction than those described above. However, their function is unchanged. In the FIGS. 14 and 15 is easy to see how the membrane 43 on the sealing seat 49, which surrounds the port 25.1 in the valve plate 51, rests.

Vor allem in der Figur 15, die eine vergrößerte Detaildarstellung der Figur 14 darstellt, ist ebenfalls gut zu erkennen, dass die Membran 43 an einem weiteren Wulst 87 aufliegt. Der Förderraum 45 hat somit eine kreisringförmige Geometrie und wird radial außen von dem Wulst 87 und innen von dem Dichtsitz 49 begrenzt.Especially in the FIG. 15 , which shows an enlarged detail of the FIG. 14 is also clearly visible that the membrane 43 rests on a further bead 87. The delivery chamber 45 thus has an annular geometry and is bounded radially on the outside by the bead 87 and on the inside by the sealing seat 49.

Wenn nun beim Betrieb der Förderpumpe 5 (s. zum Beispiel die Figur 1) flüssiges Reduktionsmittel aus dem Tank angesaugt wird, sinkt der Druck in der Saugleitung 3 kurzfristig ab. Infolgedessen öffnet das Rückschlagventil 23 in dem druckseitigen Teil in der Belüftungsleitung 25 und infolgedessen sinkt auch der Druck im Förderraum 45 ab. Dieser niedrige Druck im Förderraum 45 bleibt wegen der Sperrwirkung des Rückschlagventils 23 auch dann erhalten, wenn in der Saugleitung 3 wieder Umgebungsdruck herrscht.If now during operation of the feed pump 5 (see, for example, the FIG. 1 ) liquid reducing agent is sucked from the tank, the pressure in the suction line 3 decreases briefly. As a result, the check valve 23 opens in the pressure-side part in the ventilation line 25 and as a result, the pressure in the pumping chamber 45 also decreases. This low pressure in the delivery chamber 45 is maintained because of the blocking effect of the check valve 23 even if ambient pressure prevails in the suction line 3 again.

Dieser niedrige Druck im Förderraum 45 führt dazu, dass die Membran 43 gewissermaßen gegen die Ventilplatte 51 bzw. gegen den Dichtsitz 49 und den Wulst 87 gezogen wird. Dies bedeutet, dass eine sehr große Kraft von dem Anker 39 bzw. von dem Magnet 37 aufgebracht werden muss, um den Anker 39 und mit ihm die Membran 43 von dem Dichtsitz 49 und dem Wulst 87 abzuheben. Damit wäre ein großer und teurer elektrischer Aktuator 35 erforderlich.This low pressure in the delivery chamber 45 causes the membrane 43 is pulled against the valve plate 51 and against the sealing seat 49 and the bead 87, so to speak. This means that a very large force must be applied from the armature 39 or from the magnet 37 in order to lift off the armature 39 and with it the membrane 43 from the sealing seat 49 and the bead 87. This would require a large and expensive electric actuator 35.

Es ist deshalb eine Drossel 33 in der Ventilplatte 57 ausgebildet, welche den Förderraum 45 mit der Belüftungsleitung 25.2 bzw. mittelbar mit der Saugleitung 3 verbindet (s. das Blockschaltbild in der Figur 8 und die Figur 16). Die Drossel 33 sorgt für einen Druckausgleich zwischen der Saugleitung 3 und dem Förderraum 45, so dass die Kräfte, die zum Abheben der Membran 43 vom Dichtsitz 49 bzw. dem Wulst 87 erforderlich sind, drastisch reduziert werden.Therefore, a throttle 33 is formed in the valve plate 57, which connects the delivery chamber 45 with the ventilation line 25.2 or indirectly with the suction line 3 (see the block diagram in FIG FIG. 8 and the FIG. 16 ). The throttle 33 ensures a pressure equalization between the suction line 3 and the delivery chamber 45, so that the forces that are required to lift the membrane 43 from the sealing seat 49 and the bead 87 are drastically reduced.

Dadurch kann auch ein kleinerer elektrischer Aktuator 35 eingesetzt werden, was Kosten und Bauraum einspart. Außerdem sinkt der Strombedarf der erfindungsgemäßen Belüftungspumpe 15.As a result, a smaller electrical actuator 35 can be used, which saves costs and installation space. In addition, the power requirement of the ventilation pump 15 according to the invention decreases.

Claims (16)

  1. Dosing system for urea/water solution, comprising a delivery module having a delivery pump (5), and comprising a dosing module (9) and a tank (1), wherein the delivery pump (5) and the tank (1) are connected to one another via a suction line (3), and wherein the delivery pump (5) and the dosing module (9) are connected to one another via a pressure line (7), characterized in that an aeration pump (15) is arranged parallel to the delivery pump (5), and in that the aeration pump (15) is connected on the suction side to the dosing module (9) and on the pressure side to the tank (1), wherein on the suction side and on the delivery side of the aeration pump (15), a first check valve (21, 23) is provided in each case, and wherein on the pressure side (25.2) of the aeration pump (15), a throttle (33) or an aperture is provided parallel to the first check valve (23).
  2. Dosing system according to Claim 1, characterized in that the delivery pump (5) and/or the aeration pump (15) is designed as a diaphragm pump.
  3. Dosing system according to Claim 1 or 2, characterized in that the delivery pump (5) and/or the aeration pump (15) is driven by an electromagnetic actuator (35).
  4. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that a throttle (27, 33) or an aperture is provided on the suction side of the delivery pump (5) and/or of the aeration pump (15).
  5. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that, on the suction side of the aeration pump (15), a second check valve (31) is provided parallel to the first check valve (21), in that the blocking direction of the second check valve (31) is opposite to the blocking direction of the first check valve (21), and in that the opening pressure of the second check valve (31) is higher than the opening pressure of the first check valve (21).
  6. Dosing system according to Claim 3, characterized in that when the actuator (35) of the delivery pump (5) and/or of the aeration pump (15) is not supplied with current, a diaphragm (43) closes off the pressure line (7), the suction line (3) or the aeration line (25).
  7. Dosing system according to Claim 6, characterized in that that end of the pressure line (7), of the suction line (3) or of the aeration line (25) which is closed off by the diaphragm (43) when the actuator (35) is not supplied with current is surrounded by a sealing seat (49, 65, 81).
  8. Dosing system according to Claim 6 or 7, characterized in that when the actuator (35) of the delivery pump (5) and/or of the aeration pump (15) is not supplied with current, the diaphragm (43) directly or indirectly exerts a closing force on a valve member of a check valve (17, 19, 21, 23).
  9. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that the aeration pump (15) is integrated in the delivery pump (5).
  10. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one capacitor is present, and in that the electric charge of the capacitor stored in the capacitor is usable for supplying the electric actuator (35) of the aeration pump (15) with current.
  11. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that the delivery pump (5) and/or the aeration pump (15) comprises an electric actuator (35) having a magnet (37) and an armature (39), and comprises a diaphragm (43), a valve-diaphragm plate (51) and a valve plate (57), and in that a rubber plate (55) is present, as a valve element and sealing element, between the valve-diaphragm plate (51) and the valve plate (57).
  12. Dosing system according to Claim 11, characterized in that the valve-diaphragm plate (51) and the diaphragm (45) of the aeration pump (15) form a controllable directional valve or check valve (26).
  13. Dosing system according to Claim 11 or 12, characterized in that the valve-diaphragm plate (51), the rubber plate (55) and the valve plate (57) form a first suction-side check valve (21), a second suction-side check valve (31), a pressureside check valve (23) and/or a throttle (27, 29, 33).
  14. Dosing system according to one of claims 11 to 13, characterized in that a valve disc (53) is formed on the armature (39), and in that the valve disc (53) is encapsulated with the material of the diaphragm (43), and in that the diaphragm (43) is arranged on the armature (39) so as to be offset with respect to the valve disc (53) in the stroke direction.
  15. Dosing system according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm (43) is of undulating form in cross section.
  16. Dosing system according to one of Claims 11 to 15, characterized in that the armature (37) restricts the path of the diaphragm (43) in the stroke direction.
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