EP3710697A1 - Einrichtung zur bereitstellung von unter einem vorgebbaren druck stehenden fluiden - Google Patents

Einrichtung zur bereitstellung von unter einem vorgebbaren druck stehenden fluiden

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EP3710697A1
EP3710697A1 EP19704786.3A EP19704786A EP3710697A1 EP 3710697 A1 EP3710697 A1 EP 3710697A1 EP 19704786 A EP19704786 A EP 19704786A EP 3710697 A1 EP3710697 A1 EP 3710697A1
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EP
European Patent Office
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fluid
pump
valve
switching position
pressure
Prior art date
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Application number
EP19704786.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3710697B1 (de
Inventor
Frank Herold
Christian Groh
Jerome KORN
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Hydac Electronic GmbH
Original Assignee
Hydac Electronic GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Electronic GmbH filed Critical Hydac Electronic GmbH
Publication of EP3710697A1 publication Critical patent/EP3710697A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3710697B1 publication Critical patent/EP3710697B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/06—Venting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing

Definitions

  • Means for providing below a predetermined pressure are the fluids
  • the invention relates to a device for providing under a predetermined pressure fluids for the pressure supply Ab Abdozens, such as a working unit of an SCR (Selective Catalytic reduction system for exhaust gas treatment of internal combustion engines, with at least one pump, which in between a fluid reservoir and the Customer formed fluid circuit takes the fluid in question from the fluid supply ent and supplies the customer.
  • a device for providing under a predetermined pressure fluids for the pressure supply Ab Abdozens such as a working unit of an SCR (Selective Catalytic reduction system for exhaust gas treatment of internal combustion engines, with at least one pump, which in between a fluid reservoir and the Customer formed fluid circuit takes the fluid in question from the fluid supply ent and supplies the customer.
  • SCR Selective Catalytic reduction system for exhaust gas treatment of internal combustion engines
  • Devices of this type are prior art, for example, the document DE 10 2012 01 6 631 A1 discloses a device of this type.
  • devices of this type When devices of this type are used for the supply of working units which supply a urea aqueous solution under a given supply pressure to the injection valve of an SCR system, the freezing of the fluid causes problems.
  • Water containing urea (Adblue) solution expands by 8% when frozen, so action must be taken to protect the device from damage or destruction caused by freezing.
  • Be known measures, such as the provision of elastic compensation volumes require a corresponding design effort and are therefore costly.
  • the invention has the object to provide a device of the type mentioned available that is simple and inexpensive to produce and safe to operate under freezing conditions.
  • a significant feature of the invention is that a Dros selstelle containing line branch and a valve assembly are provided in the fluid circuit, which is operable in a fluid supply to the pump switching position, in which formed a flow path is, which contains the throttle line having line branch, and in a second, the United supply of the consumer interrupting switching position is actuated, wherein a pump connecting to the environment flow path is formed.
  • the problem of freezing befindettess in the pump fluid is avoided in that when interrupting the supply of the customer, for example, in time coordination with the shutdown of the pump, this via a means of Ventilanord tion formed, leading to the environment flow completely or fully ventilated so that no or little freezable fluid in the pump is at standstill periods under freezing conditions. If the pump is put into operation after aeration, it is self-venting at the first switching position of the valve assembly via the branch containing the throttle point and operates during the supply of the customer as a pure liquid pump.
  • the line branch containing the throttle point can be arranged between the fluid reservoir and the pressure side of the pump.
  • the suction side is in the second switching position of the valve assembly via this with the environment in combination.
  • the non-return valve forming the throttle point may be part of a standing with the pressure side of the pump in United pressure relief valve.
  • the fluid circuit is characterized in an advantageous manner with a small number of functional components realized.
  • the arrangement can also be made so that is connected at the two th switching position of the valve assembly on this environment with the suction side of the pump.
  • the inflow side of the filter with the valve assembly and the environment via a return check valve may be connected, so that in the second switching position of the Fil ter is not included in the flow path through which the ventilation of the pump.
  • the arrangement may be such that the valve arrangement has, in addition to a first directional control valve connected to the pump, a second directional valve which is arranged between the discharge side of the filter connected to the consumer and the fluid supply and at the second switching position of the first directional control valve Switching position is actuated, in which the environment is connected via the filter and the second directional control valve to the suction side of the pump.
  • the valve assembly may advantageously 3/2-way valves and 4/2-way valves, each in the form of electromagnetically actuated slide valves have.
  • the respective, the throttle body containing check valve having a valve body with each other at right angles duri fenden fluid connections, in which a closing body is provided to one of the fluid connections coaxially displaceable, spring-loaded valve piston with a coaxial through-hole, from which a throttle bore branches off at right angles leading to the second fluid port.
  • FIG. 1 partially in schematically simplified sectional view and partly in symbol representation of an embodiment of he inventive device
  • Fig. 2 in symbolic representation, the hydraulic circuit of the fluid circuit of the embodiment, wherein the drive unit of the pump is omitted;
  • Fig. 3 is a view similar to Figure 2 depicting a modified embodiment.
  • Fig. 4 is a Figures 2 and 3 corresponding representation of a wide ren embodiment.
  • Fig. 5 shows a comparison with a practical embodiment greatly enlarged longitudinal section of a throttle body forming a check valve as part of the hydraulic circuit of the embodiments of the device according to the invention.
  • the device has a pressure-actuated pump 3, the circulation in a fluid 4, the aqueous urea solution from a fluid reservoir contained border tank 5 via a suction line 7 and returns via a scrublauflei device 9 to the tank 5 returns.
  • the fluid circuit 4 is located in the on the pressure side 1 1 of the pump 3 connected to the pressure line 1 3 one of the working unit 1 upstream fluid filter 1 5 to ensure the supply of the working unit 1 with clean contaminants.
  • the working unit 1 has in the usual manner in SCR systems to an electronic control device (not shown) in accordance with the respective loading operating state of an internal combustion engine supply pressure fluid in metered injection amounts of an injection device supplying the fluid in the exhaust gas flow initiates.
  • the suction line 7 is located in front of the suction side 21 of the pump 3, a valve assembly with a 3/2-way valve 23rd
  • the pump 3 is a positive displacement pump, wherein the displacer element is formed by a metal bellows 25 which is in the form of a bellows be, which includes a fluid space 29 within the pump housing 27 to.
  • the pressure line opens 1 3 on the pressure side 1 1 via a pressure valve 31 into the fluid chamber 29, while on the suction side 21, a mammoth valve 33 is located.
  • the pump 3 is druckmitteibetätigbar means of a drive unit 35, via the working spaces in a drive cylinder 37 with a pressure medium, such as pressure oil or air, can be supplied.
  • a pressure medium such as pressure oil or air
  • An in the working cylinder 37 befindl i cher piston 39 is connected via a piston rod 41 to the metal bellows 35 a related party, so that movements of the piston 39, the volume of the fluid chamber 29 change.
  • the use of a metal bellows 25 as a displacement is particularly advantageous for fluids such as aqueous urea solution, which are creep and aggressive, because without sealing problems a clean Tren tion of the fluid circuit 4 from the drive side pressure medium, such as
  • Pressure oil can be reached over long operating periods.
  • the piston 39 is biased by means of a compression spring 43 for a displacement movement which reduces the volume of the fluid space 29.
  • the drive unit 35 has a switching valve in the form of a 3/2-way valve 45, via which the spring 43 opposite the working chamber 47 in drive cylinder 34 to alternately with pressure medium, which is supplied from a Druckan circuit P, supplied or with a return line or Tanklei 49 is connected, in which a through a check valve 51 till- secured return filter 53 is located. Between the pressure port P and the tank line 49 is a desired drive pressure before issuing pressure control valve 55.
  • an operating state is shown, in which the directional control valve 23 in a pressure supply to the working unit 1 interrupting switching position, referred to here as the second switching position, is located. If in this case the pump 3, before it is switched off for the termination of the operation, still continues to suck it via the directional control valve 23 from the environment 57 air, while remaining urea solution from the fluid idraum 29 pushed out and over the filter 1 5 and the Throttle 18 in the check valve 1 9 of the pressure relief valve 1 7 to give to the tank 5, so that the pump 3 is vented after stopping and contains little or no freezable fluid.
  • the pump 3 Upon resumption of operation and switching the directional control valve 23 in the other, first switching position, the pump 3 vented automatically by suction of the fluid through the Sauglei device 7 and expelling the air in the space 29 containing air via line 1 3 and the throttle body 18 in the Return line 9. In the normal operation, the pump 3 thus operates as a liquid pump.
  • Fig. 3 shows a variant of the fluid circuit 4, wherein the Ventilanord voltage has a 4/2-way valve 59, wherein this is in the operation of the Nor Nor corresponding first switching position.
  • the directional control valve 59 connects the suction side 21 of the pump 3 via a check valve 62 with the surrounding 57, while the suction side 21 of the pump 3 verbun via the versor in the supply operation, the suction line forming line 7 to the tank 5 is the.
  • the pump 3 In the second switching position of the directional control valve 59, the pump 3 therefore vented via the check valve 62 from the environment 57 ago, while remaining fluid is pushed out of the pump 3 via the line 7 out.
  • the pump 3 When switching the directional control valve 59 in the first switching Stel ment, the pump 3 vented again automatically via the suction line 7 and the throttle point 18 of the check valve 1 9, which is part of the located in the return line 9 pressure relief valve 1 7.
  • valve assembly except the directly connected to the pump 3 3/2-way valve 61, a second way valve in the form of a 4/2-way valve 63, which at the return line 9 forming the line branch, the the throttle body 18 having return check valve contains 1 9, and is connected to the suction line 7.
  • a second way valve in the form of a 4/2-way valve 63 which at the return line 9 forming the line branch, the the throttle body 18 having return check valve contains 1 9, and is connected to the suction line 7.
  • the operation corresponds to the normaléessbe.
  • return check valve 62 is connected to the inflow side of the filter 1 5, whose outflow side is in communication with the working unit 1.
  • the directional control valve 61 When switching the valve assembly to the second switching position of the directional control valves 61, 63 for the ventilation of the pump 3, the directional control valve 61 connects the pressure side 1 1 of the pump 3 with the serving as a suction line during normal operation line 7. At the same time, the second directional valve 63 connects the Abströmsei te of Filter 1 5 with the suction side 21 of the pump 3. With the pump 3, this therefore vented from the environment 57 forth on the check valve 62 and the filter 1 5 to the suction side 21, while remaining fluid is discharged to the tank 5.
  • the pump 3 When switching to the first Druckstellun conditions of the directional control valves 61, 63, as shown in Fig. 4, the pump 3 vented through the suction line 7, wherein the air via the throttle point 18th is ejected, so that the pump 3 again works as a pure liquid pump.
  • valve housing 57 As can be seen, are located on the valve housing 57, an inflow-side fluid port 69 and a downstream fluid port 71, which branches off at right angles from the fluid port 69.
  • a valve piston 73 is mounted in the valve housing 67 coaxial with the inflow-side fluid port 69 and biased by a Sch workedfe of 75 in the closed position.
  • the valve piston 73 has a through-bore 77, from which a throttle bore 79 forming the throttle point 18 branches off at right angles, which leads to the downstream fluid connection 71.
  • the check valve 1 9 is adjustable as a pressure relief valve to a predetermined pressure, while at the same time by dimensioning the Drosselboh tion 79, the throttle body 18 is formed with the desired throttle effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Eine Einrichtung zur Bereitstellung von unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluiden für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit (1) eines SCR (Selective Catalytic Reduktion)-Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Pumpe (3), die in einem zwischen einem Fluidvorrat (5) und dem Abnehmer (1) gebildeten Fluidkreislauf (4) das betreffende Fluid aus dem Fluidvorrat (5) entnimmt und dem Abnehmer (1) zuführt, ist dadurch gekennzeichnet,dass im Fluidkreislauf (4) ein eine Drosselstelle (18) enthaltender Leitungszweig (9) und eine Ventilanordnung (23, 59, 61, 63) vorgesehen sind, die in eine den Fluidvorrat (5) mit der Pumpe (3) verbindende Schaltstellung betätigbar ist, bei der ein Strömungsweg gebildet ist, der den die Drosselstelle (18) aufweisenden Leitungszweig (9) enthält, und die in eine zweite, die Versorgung des Abnehmers unterbrechende Schaltstellung betätigbar ist, bei der ein die Pumpe (3) mit der Umgebung (57) verbindender Strömungsweg gebildet ist.

Description

Einrichtung zur Bereitstellung von unter einem vorgebbaren Druck stehen den Fluiden
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bereitstellung von unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluiden für die Druckversorgung eines Ab nehmers, wie einer Arbeitseinheit eines SCR (Selective Catalytic Reduktion- Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Pumpe, die in einem zwischen einem Fluidvorrat und dem Abnehmer gebildeten Fluidkreislauf das betreffende Fluid aus dem Fluidvorrat ent nimmt und dem Abnehmer zuführt.
Einrichtungen dieser Art sind Stand der Technik, beispielsweise offenbart das Dokument DE 10 2012 01 6 631 A1 eine Einrichtung dieser Gattung. Wenn Einrichtungen dieser Art für die Versorgung von Arbeitseinheiten benutzt werden, die eine wässrige Harnstofflösung unter einem gegebenen Versorgungsdruck dem Einspritzventil eines SCR-Systems zuführen, verur sacht das Gefrieren des Fluids Probleme. Das bei wässrigen Harnstofflösun- gen (Adblue) enthaltende Wasser dehnt sich bei Gefrieren um 8 % aus, so dass Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Einrichtung vor durch das Gefrieren verursachter Beschädigung oder Zerstörung zu schützen. Be kannte Maßnahmen, wie das Bereitstellen elastischer Ausgleichsvolumina, erfordern einen entsprechenden konstruktiven Aufwand und sind daher kostenintensiv. Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herstellbar und auch unter Frostbedingungen sicher betreibbar ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Einrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentl i che Besonderheit der Erfindung darin, dass im Fluidkreislauf ein eine Dros selstelle enthaltender Leitungszweig und eine Ventilanordnung vorgesehen sind, die in eine den Fluidvorrat mit der Pumpe verbindende Schaltstellung betätigbar ist, bei der ein Strömungsweg gebildet ist, der den die Drossel stelle aufweisenden Leitungszweig enthält, und die in eine zweite, die Ver sorgung des Abnehmers unterbrechende Schaltstellung betätigbar ist, bei der ein die Pumpe mit der Umgebung verbindender Strömungsweg gebildet ist. Auf vorteilhafte Weise ist dadurch das Problem des Gefrierens von in der Pumpe befindlichem Fluid dadurch vermieden, dass bei Unterbrechung der Versorgung des Abnehmers, beispielsweise in zeitlicher Koordination mit dem Abschalten der Pumpe, diese über einen mittels der Ventilanord nung gebildeten, zur Umgebung führenden Strömungsweg ganz oder voll ständig belüftet werden kann, so dass sich bei Stillstandsperioden unter Frostbedingungen kein oder wenig gefrierbares Fluid in der Pumpe befin det. Wird die Pumpe nach Belüftung in Betrieb gesetzt, ist sie bei der ersten Schaltstellung der Ventilanordnung über den die Drosselstelle enthaltenden Leitungszweig selbstentlüftbar und arbeitet während der Versorgung des Abnehmers als reine Flüssigkeitspumpe.
In vorteilhafter Weise kann der die Drosselstelle enthaltende Leitungszweig zwischen dem Fluidvorrat und der Druckseite der Pumpe angeordnet sein, deren Saugseite bei der zweiten Schaltstellung der Ventilanordnung über diese mit der Umgebung in Verbindung ist.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann das die Drosselstelle bildende Rückschlagventil Bestandteil eines mit der Druckseite der Pumpe in Ver bindung stehenden Druckbegrenzungsventils sein. Der Fluidkreislauf ist dadurch in vorteilhafter Weise mit einer geringen Anzahl von Funktions komponenten realisierbar.
Mit Vorteil kann die Anordnung auch so getroffen sein, dass bei der zwei ten Schaltstellung der Ventilanordnung über diese die Umgebung mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist.
Um eine sichere Versorgung des Abnehmers mit von Verschmutzungen freiem Fluid zu gewährleisten, ist bei sämtlichen Schaltungsvarianten des Fluidkreislaufs in diesem ein dem Abnehmer vorgeschaltetes Fluidfilter an geordnet.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann die Zuströmseite des Filters mit der Ventilanordnung und mit der Umgebung über ein Rück schlagventil verbunden sein, so dass bei der zweiten Schaltstellung der Fil ter nicht in den Strömungsweg einbezogen ist, über den die Belüftung der Pumpe erfolgt.
Alternativ kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Ventilanordnung außer einem ersten, an der Pumpe angeschlossenen Wegeventil ein zweites Wegeventil aufweist, das zwischen der am Abnehmer angeschlossenen Ab- strömseite des Filters und dem Fluidvorrat angeordnet und bei der zweiten Schaltstellung des ersten Wegeventils in eine Schaltstellung betätigbar ist, bei der die Umgebung über den Filter und über das zweite Wegeventil mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist. Dem durch die Hinzunahme eines zweiten Wegeventils bedingten zusätzlichen Aufwand steht der überwie gende Vorteil entgegen, dass beim Belüften der Pumpe auch der Filter mit belüftet wird und dadurch auch für den Filter ein Gefrierschutz zur Verfü gung steht.
Die Ventilanordnung kann in vorteilhafter Weise 3/2-Wegeventile sowie 4/2-Wegeventile, jeweils in Form von elektromagnetisch betätigbaren Schieberventilen, aufweisen. Mit besonderem Vorteil kann das jeweilige, die Drosselstelle enthaltende Rückschlagventil einen Ventilkörper mit zueinander rechtwinklig verlau fenden Fluidanschlüssen aufweisen, in dem als Schließkörper ein zu einem der Fluidanschlüsse koaxial verschiebbarer, federbelasteter Ventilkolben mit einer koaxialen Durchgangsbohrung vorgesehen ist, von der eine Drossel- bohrung rechtwinklig abzweigt, die zum zweiten Fluidanschluss führt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 teilweise in schematisch vereinfachter Schnittdarstellung und teilweise in Symboldarstellung ein Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 in Symboldarstellung die hydraulische Schaltung des Fluid kreislaufs des Ausführungsbeispiels, wobei die Antriebseinheit der Pumpe weggelassen ist;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines abgewandel ten Ausführungsbeispiels; Fig. 4 eine den Fig. 2 und 3 entsprechende Darstellung eines weite ren Ausführungsbeispiels; und
Fig. 5 einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform stark vergrößert dargestellten Längsschnitt eines eine Drosselstelle bildenden Rückschlagventils als Bestandteil der Hydraulik schaltung der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Bei spielen erläutert, bei denen die Einrichtung zur Versorgung einer Arbeits einheit 1 eines SCR-Systems (das im Übrigen nicht dargestellt ist) mit unter einem Versorgungsdruck stehender, wässriger Harnstofflösung (Adblue) vorgesehen ist. Es versteht sich, dass die Einrichtung für eine Druckversor gung andersartiger Abnehmer mit anderen Fluiden vorteilhaft benutzbar ist.
Die Einrichtung weist eine druckbetätigte Pumpe 3 auf, die in einem Fluid kreislauf 4 die wässrige Harnstofflösung aus einem einen Fluidvorrat enthal tenden Tank 5 über eine Saugleitung 7 entnimmt und über eine Rücklauflei tung 9 zum Tank 5 zurückführt. In dem Fluidkreislauf 4 befindet sich in der an der Druckseite 1 1 der Pumpe 3 angeschlossenen Druckleitung 1 3 ein der Arbeitseinheit 1 vorgeschalteter Fluidfilter 1 5, um die Versorgung der Arbeitseinheit 1 mit von Verschmutzungen reinem Fluid zu gewährleisten. Die Arbeitseinheit 1 weist in der bei SCR-Systemen üblichen Weise eine elektronische Steuereinrichtung auf, die nach Maßgabe des jeweiligen Be triebszustands eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) das unter Ver sorgungsdruck stehende Fluid in dosierten Einspritzmengen einer Einspritz einrichtung zuführt, die das Fluid in den Abgasstrom einleitet. Ein auf den vorgegebenen Versorgungsdruck der Arbeitseinheit 1 eingestelltes Druck- begrenzungsventil 1 7 weist in dem die Rücklaufleitung 9 bildenden Lei tungszweig ein federbelastetes Rückschlagventil 1 9 auf, das eine Drossel stelle 18, die in Symboldarstellung angedeutet ist, bildet, worauf unten un ter Bezug auf Fig. 5 näher eingegangen ist. In der Saugleitung 7 befindet sich vor der Saugseite 21 der Pumpe 3 eine Ventilanordnung mit einem 3/2- Wegeventil 23.
Die Pumpe 3 ist eine Verdrängerpumpe, wobei das Verdrängerelement durch einen Metallbalg 25 gebildet ist, der die Form eines Faltenbalges be sitzt, der innerhalb des Pumpengehäuses 27 einen Fluidraum 29 um schließt. In der bei Verdrängerpumpen üblichen Weise mündet die Druck leitung 1 3 an der Druckseite 1 1 über ein Druckventil 31 in den Fluidraum 29, während sich an der Saugseite 21 ein Säugventil 33 befindet.
Die Pumpe 3 ist mittels einer Antriebseinheit 35 druckmitteibetätigbar, über die Arbeitsräume in einem Antriebszylinder 37 mit einem Druckmedium, wie Drucköl oder Luft, versorgbar sind. Ein im Arbeitszylinder 37 befindl i cher Kolben 39 ist über eine Kolbenstange 41 mit dem Metallbalg 35 ver bunden, so dass Bewegungen des Kolbens 39 das Volumen des Fluidraums 29 verändern. Die Benutzung eines Metallbalgs 25 als Verdrängerelement ist bei Fluiden, wie wässrige Harnstofflösung, die kriechfähig und aggressiv sind, besonders vorteilhaft, weil ohne Abdichtprobleme eine saubere Tren nung des Fluidkreislaufs 4 vom antriebsseitigen Druckmedium, wie
Drucköl, über lange Betriebszeiträume hinweg erreichbar ist. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Kolben 39 mittels einer Druckfeder 43 für eine das Volumen des Fluidraums 29 verringernde Verschiebebewegung vorgespannt. Die Antriebseinheit 35 weist ein Schaltventil in Form eines 3/2-Wegeventils 45 auf, über das der der Feder 43 gegenüberliegende Arbeitsraum 47 im An triebszylinder 34 abwechselnd mit Druckmedium, das von einem Druckan schluss P geliefert ist, versorgbar oder mit einer Rückleitung oder Tanklei tung 49 verbindbar ist, in der sich ein durch ein Rückschlagventil 51 abge- sichertes Rücklauffilter 53 befindet. Zwischen dem Druckanschluss P und der Tankleitung 49 befindet sich ein einen gewünschten Antriebsdruck vor gebendes Druckregelventil 55. Für die Versorgung des Antriebszylinders 37 mit einem Druckmittel stehen bei mit SCR-Systemen ausgerüsteten Einrich tungen üblicherweise Druckmedien, wie Druckluft oder Drucköl, zur Ver fügung. Beispielsweise haben Großdiesel ein eigenes hydraulisches System zur Schmierölversorgung. Es ist aber auch möglich, ein Kompaktaggregat zu installieren, welches eine hydraulische Versorgung des Arbeitszylinders 37 sicherstellt.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Betriebszustand dargestellt, bei dem sich das Wegeventil 23 in einer die Druckversorgung der Arbeitseinheit 1 unterbre chenden Schaltstellung, hier als zweite Schaltstellung bezeichnet, befindet. Wenn hierbei die Pumpe 3, bevor sie für die Beendigung des Betriebs ab geschaltet ist, noch weiterläuft, saugt sie über das Wegeventil 23 aus der Umgebung 57 Luft an, während verbliebene Harnstofflösung aus dem Flu idraum 29 ausgeschoben und über den Filter 1 5 und die Drosselstelle 18 im Rückschlagventil 1 9 des Druckbegrenzungsventils 1 7 zum Tank 5 abge geben wird, so dass die Pumpe 3 nach Stillsetzen belüftet ist und wenig oder kein gefrierbares Fluid enthält. Bei Wiederaufnahme des Betriebs und Umschalten des Wegeventils 23 in die andere, erste Schaltstellung, entlüftet sich die Pumpe 3 selbsttätig durch Ansaugen des Fluids über die Sauglei tung 7 und Ausschieben der im Fluidraum 29 enthaltenden Luft über die Leitung 1 3 und die Drosselstelle 18 in der Rücklaufleitung 9. Im Normalbe trieb arbeitet die Pumpe 3 somit als eine Flüssigkeitspumpe.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante des Fluidkreislaufs 4, bei der die Ventilanord nung ein 4/2-Wegeventil 59 aufweist, wobei sich dieses in der dem Nor malbetrieb der Einrichtung entsprechenden ersten Schaltstellung befindet. Beim Umschalten in die zweite Schaltstellung verbindet das Wegeventil 59 die Saugseite 21 der Pumpe 3 über ein Rückschlagventil 62 mit der Umge- bung 57, während die Saugseite 21 der Pumpe 3 über die beim Versor gungsbetrieb die Saugleitung bildende Leitung 7 mit dem Tank 5 verbun den ist. Bei der zweiten Schaltstellung des Wegeventils 59 belüftet sich die Pumpe 3 daher über das Rückschlagventil 62 von der Umgebung 57 her, während verbliebenes Fluid aus der Pumpe 3 über die Leitung 7 ausge schoben wird. Bei Umschalten des Wegeventils 59 in die erste Schaltstel lung entlüftet sich die Pumpe 3 wiederum selbsttätig über die Saugleitung 7 und über die Drosselstelle 18 des Rückschlagventils 1 9, das Bestandteil des in der Rücklaufleitung 9 befindlichen Druckbegrenzungsventils 1 7 ist.
Bei der Variante von Fig. 4 weist die Ventilanordnung außer dem mit der Pumpe 3 unmittelbar verbundenen 3/2-Wegeventil 61 ein zweites Wege ventil in Form eines 4/2-Wegeventils 63 auf, das an den die Rücklaufleitung 9 bildenden Leitungszweig, der das die Drosselstelle 18 aufweisende Rück schlagventil 1 9 enthält, sowie an der Saugleitung 7 angeschlossen ist. Bei der Darstellung der Fig. 4 befinden sich beide Wegeventile 61 , 63 der Ven tilanordnung in der ersten Schaltstellung, die dem normalen Versorgungsbe trieb entspricht. Wie bei Fig. 4 ist das zur Umgebung 57 führende Rück schlagventil 62 an der Zuströmseite des Filters 1 5 angeschlossen, dessen Abströmseite mit der Arbeitseinheit 1 in Verbindung ist. Bei Umschalten der Ventilanordnung in die zweite Schaltstellung der Wegeventile 61 , 63 für die Belüftung der Pumpe 3 verbindet das Wegeventil 61 die Druckseite 1 1 der Pumpe 3 mit der beim Normalbetrieb als Saugleitung dienenden Leitung 7. Gleichzeitig verbindet das zweite Wegeventil 63 die Abströmsei te des Filters 1 5 mit der Saugseite 21 der Pumpe 3. Bei laufender Pumpe 3 belüftet sich diese daher von der Umgebung 57 her über das Rückschlag ventil 62 sowie den Filter 1 5 zur Saugseite 21 , während verbliebenes Fluid zum Tank 5 ausgestoßen wird. Bei Umschalten in die ersten Schaltstellun gen der Wegeventile 61 , 63, wie in Fig. 4 dargestellt, entlüftet sich die Pumpe 3 über die Saugleitung 7, wobei die Luft über die Drosselstelle 18 ausgeschoben wird, so dass die Pumpe 3 wiederum als reine Flüssigkeits pumpe arbeitet.
Die Fig. 5 verdeutlicht eine vorteilhafte Bauweise des die Drosselstelle 18 enthaltenden Rückschlagventils 1 9. Wie ersichtlich ist, befinden sich am Ventilgehäuse 57 ein zuströmseitiger Fluidanschluss 69 und ein abströmsei- tiger Fluidanschluss 71 , der vom Fluidanschluss 69 rechtwinklig abzweigt. Für Verschluss oder Freigabe der Abzweigstelle zwischen den Fluidan schlüssen 69 und 71 ist ein Ventilkolben 73 im Ventilgehäuse 67 koaxial zum zuströmseitigen Fluidanschluss 69 gelagert und durch eine Schließfe der 75 in die Schließstellung vorgespannt. Zur Bildung der Drosselstelle 18 weist der Ventilkolben 73 eine Durchgangsbohrung 77 auf, von der eine die Drosselstelle 18 bildende Drosselbohrung 79 rechtwinklig abzweigt, die zum abströmseitigen Fluidanschluss 71 führt. Entsprechend der mittels einer Stellschraube 81 eingestellten Federhärte der Schließfeder 75 ist das Rückschlagventil 1 9 als Druckbegrenzungsventil auf einen vorgebbaren Druck einstellbar, während gleichzeitig durch Bemessung der Drosselboh rung 79 die Drosselstelle 18 mit gewünschter Drosselwirkung gebildet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Einrichtung zur Bereitstellung von unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluiden für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit (1 ) eines SCR(Selective Catalytic Reduktion)- Systems zur Abgasbehandlung von Verbrennungsmotoren, mit min destens einer Pumpe (3), die in einem zwischen einem Fluidvorrat (5) und dem Abnehmer (1 ) gebildeten Fluidkreislauf (4) das betref fende Fluid aus dem Fluidvorrat (5) entnimmt und dem Abnehmer (1 ) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass im Fluidkreislauf (4) ein eine Drosselstelle (18) enthaltender Leitungszweig (9) und eine Ven tilanordnung (23, 59, 61 , 63) vorgesehen sind, die in eine den Fluid vorrat (5) mit der Pumpe (3) verbindende Schaltstellung betätigbar ist, bei der ein Strömungsweg gebildet ist, der den die Drosselstelle (18) aufweisenden Leitungszweig (9) enthält, und die in eine zweite, die Versorgung des Abnehmers unterbrechende Schaltstellung betä tigbar ist, bei der ein die Pumpe (3) mit der Umgebung (57) verbin dender Strömungsweg gebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der die Drosselstelle (18) enthaltende Leitungszweig (9) zwischen dem Flu idvorrat (5) und der Druckseite (1 1 ) der Pumpe (3) angeordnet ist, deren Saugseite (21 ) bei der zweiten Schaltstellung der Ventilanord nung über diese mit der Umgebung (57) in Verbindung ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (18) durch eine im Schließkörper (73) eines Rück schlagventils (19) befindliche Drosselbohrung (79) gebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das die Drosselstelle (18) bildende Rückschlag- ventil (19) Bestandteil eines mit der Druckseite (1 1 ) der Pumpe (3) in Verbindung stehenden Druckbegrenzungsventils (1 7) ist.
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass bei der zweiten Schaltstellung der Ventilanord nung (23, 59, 61 , 63) über diese die Umgebung (57) mit der Saugsei te (21 ) der Pumpe (3) verbunden ist.
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass im Fluidkreislauf (4), dem Abnehmer (1 ) vorge schaltet, ein Fluidfilter (15) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zuströmseite des Filters (1 5) mit der Ventilan ordnung (59, 61 ) und mit der Umgebung (57) über ein Rückschlag ventil (62) verbunden ist.
8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ventilanordnung außer einem ersten, an der Pumpe (3) angeschlossenen Wegeventil (23, 59, 61 ) ein zweites Wegeventil (63) aufweist, das zwischen der am Abnehmer (1 ) ange schlossenen Abströmseite des Filters (1 5) und dem Fluidvorrat (5) angeordnet und bei der zweiten Schaltstellung des ersten Wegeven tils (61 ) in eine Schaltstellung betätigbar ist, bei der die Umgebung (57) über den Filter (15) und über das zweite Wegeventil (63) mit der Saugseite (21 ) der Pumpe (3) verbunden ist.
9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ventilanordnung 3/2-Wegeventile (23, 61 ) sowie 4/2-Wegeventile (59, 63), jeweils in Form von elektromagne tisch betätigbaren Schieberventilen, aufweist.
10. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das jeweilige, die Drosselstelle (18) enthaltende Rückschlagventil (19) einen Ventilkörper (67) mit zueinander recht winklig verlaufenden Fluidanschlüssen (69, 71 ) aufweist, in dem als Schließkörper ein zu einem (69) der Fluidanschlüsse (69, 71 ) koaxial verschiebbarer, federbelasteter Ventilkolben (73) mit einer koaxialen Durchgangsbohrung (77) vorgesehen ist, von der eine Drosselboh rung (79) rechtwinklig abzweigt, die zum anderen Fluidanschluss (71 ) führt.
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