本發明涉及一種用于輸送液體的泵,所述泵特別是適合于將液態的排氣凈化添加劑(例如尿素-水溶液)輸送到用于凈化內燃機的排氣的排氣處理裝置中。
背景技術:
使用液態添加劑凈化排氣的排氣處理裝置例如在機動車領域中廣泛流行。液態添加劑在排氣處理裝置中特別是用于從排氣中除去氮氧化合物。在這種類型的排氣處理裝置中執行所謂的SCR方法(SCR=選擇性催化還原)。在SCR方法中,利用還原劑(通常氨)還原排氣中的氮氧化合物。在機動車中,氨通常不以純的形式儲備,而是以液態的(排氣)添加劑的形式儲備,所述(排氣)添加劑在排氣外部(在為此設置的外部反應器中)和/或在排氣內部(在排氣處理裝置中)轉化成氨。在此意義下,作為液態添加劑,優選使用尿素-水溶液。在商標下可購得具有32.5%尿素含量的尿素-水溶液。
液態添加劑在機動車中通常儲存在儲備箱中并且借助于輸送單元添加到排氣處理裝置中。輸送單元通常也具有至少一個泵。此外,輸送單元尤其也可具有以下部件:過濾器、傳感器、閥和/或配量單元。
在用于液態添加劑的輸送單元中問題在于,所述液態添加劑在低溫時可凍結。例如,32.5%的尿素-水溶液在-11℃時凍結。在機動車中,特別是在冬天長期停車階段期間出現這種低溫。在添加劑凍結時,出現體積增大,所述體積增大可損壞或甚至破壞輸送模塊的管路、通道和/或部件。特別是對于泵來說,凍結是一個問題,因為泵與液態添加劑強烈接觸。例如可通過以下方式避免泵的破壞,即,在不工作時排空輸送單元,從而在停車階段期間在輸送模塊中不保留液態添加劑。用于保護泵的另一處理方式是,在泵中提供用于凍結保護的措施。例如,泵或其部件可如此設計成柔性的,使得不出現由于在凍結時液態添加劑的體積膨脹造成的損壞。
特別是在泵之內,保證用于凍結保護的措施在技術上非常復雜,因為泵必須與液態添加劑強烈接觸,以便能夠輸送液態添加劑。此外,完全排空泵常常是有問題的,因為由此顯著增加了在運行停止之后重新開始輸送的難度。
此外,用于輸送液態添加劑的泵應盡可能成本低廉并且具有高的可保持性。這特別是包括高的可靠性或低的失效可能性以及低的老化。在此,概念“老化”特別是指泵由于磨損引起的在配量精度和輸送功率方面的退化。
此外,如有必要,在泵中精確的輸送量提供能力也是重要的。精準的輸送量提供能力或類似概念“配量精度”在此特別是指,實際上由泵輸送的液體量剛好可由可明確確定的輸入參量預給定,其中,概念“輸入參量”在此特別是描述泵的驅動裝置的電控制(用于驅動泵的電壓剖面和/或電流剖面,用于驅動泵的電流序列的頻率,等)。特別重要的是,對輸送量與輸入參量的關系產生影響的橫向影響的數量和/或重要性保持低。例如,這種類型的橫向影響可為泵的溫度、在泵中的壓力等。如果不可避免顯著的橫向影響,則所述橫向影響對輸送量的作用應可盡可能精確地計算或調控。例如,泵的配量精度可通過在預計的期望的輸送量和實際輸送的輸送量之間的統計學偏差來描述。例如,當該偏差平均取值小于10%時,泵具有高的配量精度。當該偏差平均取值大于20%時,配量精度(在SCR方法中對于HWL輸送量)例如可被視為低。所述百分比值分別應僅僅理解成舉例。
從文獻US 2,544,628、US 3,408,947、DE 285 39 16 A1和DE 381 52 52 A1中已知也被稱為軌道泵的泵類型。這種泵類型一方面相對更能耐受在凍結時液體的體積膨脹,另一方面,該泵類型也可以以相反的輸送方向運行,從而可容易地排空具有這種泵的輸送單元。也存在需求:使這種泵類型與在SCR方法范圍中的要求相匹配,特別是在配量精度和/或老化性能方面以及在相對于尿素-水溶液和冰壓力的耐受性方面。
技術實現要素:
由此出發,本發明的目的是,提供一種特別有利的用于輸送液體的泵,所述泵至少部分地解決以上問題并且特別是適合于輸送用于排氣凈化的液態添加劑(如尿素-水溶液)。
該目的通過根據權利要求1所述的特征的泵實現。在從屬權利要求中給出泵的其它有利的設計方案。應指出的是,在各個權利要求中解釋的特征可以以任意在技術上合理的方式相互組合并且可通過說明書中解釋的事實補充,其中,描述了泵的其它實施變型方案。
描述了一種泵,用于輸送液體,所述泵具有至少一個泵殼體,所述泵殼體具有至少一個入口和至少一個出口、內周緣面和幾何軸線,其中,在泵殼體內部布置有偏心輪,并且偏心輪可繞幾何軸線相對于泵殼體偏心地運動,其中,在泵殼體的內周緣面和偏心輪的外表面之間的泵間隙中布置有可變形元件,并且其中,利用可變形元件和泵殼體的內周緣面構造從所述至少一個入口到所述至少一個出口的輸送通道,并且其中,此外,可變形元件被偏心輪的外表面沿著輸送通道的至少一個區段如此壓在泵殼體上,使得在輸送通道中構造出輸送通道的至少一個可移動的密封裝置和至少一個封閉的泵體積,為了輸送液體,所述密封裝置和所述封閉的泵體積可通過偏心輪的運動沿著輸送通道從入口移動到出口,其中,泵具有在可變形元件處的加強環,并且其中,加強環的第一熱膨脹系數小于泵殼體的第三熱膨脹系數。
具有該結構的泵也可被稱為軌道泵。
泵具有(中央的)幾何軸線,偏心輪可圍繞該幾何軸線轉動。為此,使偏心輪與(可電運行的)驅動裝置相連接的驅動軸優選沿著驅動軸線伸展。驅動裝置優選沿著軸線布置在泵殼體之上和/或之下。為了在空間上描述泵及其部件,以下假設,徑向方向垂直于泵的幾何軸線并且從泵的幾何軸線開始在徑向方向上向外延伸。同樣,垂直于幾何軸線并且垂直于徑向方向并且與泵殼體的內周緣面相切應確定為周緣方向。輸送通道從泵的入口到出口至少區段地沿著所述周緣方向伸展穿過泵殼體或者說沿著泵殼體的內周緣面伸展。為了進一步描述泵,也確定泵的中間平面。該中間平面垂直于幾何軸線布置。泵殼體、偏心輪、可變形元件和輸送通道位于該中間平面中。
泵的泵殼體優選像環或圓柱腔那樣來構造,偏心輪在內部布置在其中(在該環之內或在圓柱腔中)。泵殼體也可被視為泵的(外)定子,其中,偏心輪被稱為(內)轉子。在運動學上顛倒的意義上,本發明也應包括這樣的結構,在這種結構中,具有入口和出口的泵殼體位于內部并且偏心輪在外部環繞,其中,泵間隙位于處于內部的泵殼體的外周緣面和偏心輪的內面之間。根據泵的該實施形式可實現,泵殼體形成內定子,所述內定子被偏心輪包圍。于是,偏心輪形成外轉子。入口和出口布置在泵殼體上并且實現液體流入泵殼體或輸送通道中以及流出。
泵殼體優選由塑料制成。在泵殼體中可集成加強結構。在優選的實施變型方案中,在由塑料制成的泵殼體中集成環形的金屬嵌入件,所述金屬嵌入件加強泵殼體。
在此,概念“偏心輪”特別是指圓形的結構,其相對于幾何軸線偏心地(在中心之外)布置并且通過圍繞幾何軸線的轉動進行偏心運動。在泵殼體和偏心輪之間形成環形的或環繞的泵間隙,可變形元件布置在該泵間隙中。輸送通道(在間隙之內)布置在可變形元件和泵殼體之間,并且被泵殼體和可變形元件限定邊界。泵間隙具有至少一個狹窄部位,所述狹窄部位通過偏心輪的轉動沿著泵殼體或者說沿著輸送通道移動。在狹窄部位處,可變形元件壓在殼體上,從而在這里形成可移動的密封裝置。在泵殼體和可變形元件之間,輸送通道具有對于液體可穿流的通道橫截面,所述通道橫截面例如(視泵的尺寸而定)在最大的部位處可取值在1mm2[平方毫米]至50mm2之間。
輸送通道優選構造成環形或者說繞軸線環繞的。在泵的輸送方向上,入口和出口優選布置成彼此相對具有大于270°的角距離(在中間平面中測得)。由此,逆著輸送方向,入口和出口彼此相對具有小于90°的角距離。
偏心輪優選實施成多件式的。偏心輪優選具有內偏心輪區域,所述內偏心輪區域實施偏心的轉動運動。附加地,可設置有包圍內區域的外軸承環。在內區域和外軸承環之間優選存在至少一個軸承。該軸承可為球軸承或滾子軸承。偏心輪的內偏心輪區域在運行中繞軸線實施轉動運動。由于偏心的布置方案,得到偏心運動。該偏心運動傳遞給外軸承環。通過在內偏心輪區域和軸承環之間的軸承,內偏心輪區域的偏心的轉動運動可轉換成軸承環的偏心的擺動運動,而不會同時傳遞內區域的運動的轉動運動分量。軸承環的運動不具有轉動運動分量的事實實現:減小在可變形元件中的剪切應力和在泵中的內摩擦力。可變形元件通過偏心輪的運動碾壓。優選僅僅壓力并且基本上沒有摩擦力作用在偏心輪和可變形元件的接觸面上。當偏心輪是圍繞(內)泵殼體布置的外轉子時,偏心輪也可相應地分成內偏心輪區域和外軸承環。也可行的是,省去外軸承環,并且軸承的滾子直接在可變形元件上或處滾壓。
如以上已經描述的那樣,為了構造可移動的密封裝置,使可變形元件局部地或區段地壓在泵殼體的內周緣面上。在密封裝置處在可變形元件和泵殼體的內周緣面之間存在(線形的或面形的)接觸部,該接觸部不可被液體穿流。換句話說,可變形元件完全貼靠在泵殼體上,從而通道橫截面在所述可移動的密封裝置的區域中不具有橫截面積。據此,輸送通道在可移動的密封裝置的區域中被中斷。由此,在輸送通道之內也形成至少一個封閉的泵體積。封閉的泵體積是指,存在輸送通道的至少在單側(沿著輸送通道在上游或下游)封閉的區段。通過可移動的密封裝置的移動,也使所述至少一個封閉的泵體積移動,從而輸送位于封閉的泵體積中的液體。優選在泵運行時使多個封閉的泵體積從泵的入口移動到泵的出口,以輸送液體。由此,封閉的泵體積在入口附近形成(確定地至少在單側封閉)并且之后在出口處解除(確定地至少在單側再次打開)。在入口處,封閉的泵體積(僅僅)在單側在下游通過可移動的密封裝置封閉并且在上游與入口相連接,從而液體可通過入口流入封閉的泵體積中。在出口處,封閉的泵體積(僅僅還是)在單側、然而在上游通過密封裝置封閉并且在下游與出口相連接,從而液體可通過出口從封閉的泵體積中流出。在此之間(在從入口到出口的封閉的泵體積的路徑上)存在這樣的階段,即,在該階段中,封閉的泵體積在上游和下游都通過所述至少一個可移動的密封裝置封閉。
可變形元件也可被稱為可變形的膜片。概念“膜片”在此不必一定表明可變形元件是否具有面形的延展。概念“膜片”應理解成這樣的提示,即,可變形元件為柔性的結構,其可變形以輸送液體。優選使用彈性體材料(例如橡膠或膠乳)作為用于可變形元件或可變形的膜片的材料。為了提高可保持性和/或為了建立并維持柔性,可變形元件的材料可包含添加物。優選可變形元件在所有方向上(在軸向方向上、在徑向方向上和在周緣方向上)都是柔性的。然而也可行的是,可變形元件具有部分指向的柔性。例如,所述可變形元件在徑向方向上比在周緣方向上和在軸向方向上可具有更高的柔性。典型地,可變形元件在一個方向上的變形也引起在其它方向上的變形。例如,當可變形元件在徑向方向上被壓縮時,所述可變形元件在軸向方向上和/或在周緣方向上延展/膨脹。
在泵上優選也設置有靜止的密封裝置,所述靜止的密封裝置防止液體不期望地(逆著輸送方向)從出口回流到入口。靜止的密封裝置可位置固定地通過泵殼體提供。靜止的密封裝置通常定位在出口和入口之間。可變形元件可在靜止的密封裝置的區域中卡緊或粘接在泵殼體上,以持久地保證在泵殼體和可變形元件之間的對流體密封的密封。靜止的密封裝置與偏心輪的位置無關地是對流體密封的并且不可移動。
優選利用泵可將液體在輸送方向上從入口輸送到出口。如有必要,通過偏心輪的轉動方向的換向,也可實現輸送方向的換向(不是從入口到出口,而是顛倒地從出口返回到入口)。
加強環加工在可變形元件中和/或所述加強環直接貼靠在可變形元件的內周緣面上。
熱膨脹系數描述由于溫度提高引起的熱膨脹并且通常具有單位μm/mK[微米/米*開爾文]。在20μm/mK的熱膨脹系數時,這例如意味著,當溫度高于參考溫度100開爾文時,在該參考溫度時具有1m的長度的構件伸長到1.002m的長度,并且當溫度低于參考溫度100開爾文時,縮短到0.998m的長度。實際的延展性能常常不是線性的。因此,熱膨脹系數的數據常常是在參考溫度附近的環境中構件的延展性能的線性近似值。為了后面的解釋,對于加強環定義第一熱膨脹系數,對于可變形元件或者說對于可變形元件的密封元件定義第二熱膨脹系數,并且對于泵殼體定義第三熱膨脹系數。
加強環的第一熱膨脹系數小于泵殼體的第三熱膨脹系數,由此,在溫度提高的情況中在加強環和泵殼體之間的間隙增大。由此可實現,在泵間隙中可變形元件的與溫度相關的延展得到補償。這實現,在不同的溫度時提高泵的配量精度。
這樣的泵是優選的,即,加強環的(第一)熱膨脹系數取值小于泵殼體的(第三)熱膨脹系數的66%,特別是取值在泵殼體的熱膨脹系數的20%至50%之間。
已表明,加強環的這種更小的熱膨脹系數適合于補償可變形元件的熱延展。在此意義下可考慮,可變形元件的熱延展或者說熱膨脹系數通常大于泵殼體的熱膨脹系數。其原因是這樣的事實,即,對于可變形元件使用柔性的材料。這種材料通常比用于殼體的堅硬材料具有更高的熱膨脹系數。可變形元件的材料的(第二)熱膨脹系數通常大于100μm/mK。用于泵殼體的材料的熱膨脹系數通常小于50μm/mK。
這樣的泵是特別優選的,即,泵殼體由塑料材料制成并且加強環由金屬材料制成。
如以上已經闡述的那樣,加強環相對于泵殼體更小的熱膨脹系數用于,平衡可變形元件或者說密封元件的高的熱膨脹系數。金屬的材料通常比塑料材料具有更小的熱膨脹系數。因此有利的是,加強環由金屬的材料制成。同時有利的是,泵殼體由塑料材料制成。這減小了用于制造泵殼體的成本。加強環例如可由鋼制成。加強環優選具有小于30μm/mK的(第一)熱膨脹系數。
此外這樣的泵是有利的,即,加強環集成在可變形元件中,并且其中,可變形元件在加強環外部具有環形的柔性的密封元件并且在加強環內部具有環形的彈性的補償元件。
柔性的密封元件和加強環于是形成可變形元件的至少局部地與加強環分開的區段。環形的柔性的密封元件與泵殼體一起負責形成從入口到出口的輸送路徑。環形的彈性的補償元件提供可變形元件在偏心輪上的柔性連接。特別是加強環不直接貼靠在偏心輪上,從而加強環和偏心輪可相對于彼此運動。彈性的補償元件用于將力從偏心輪傳遞給加強環和柔性的密封元件。由此,例如也可平衡在泵之內的制造誤差或壓力波動。
此外,由加強環、柔性的密封元件和彈性的補償元件組成的可變形元件形成這樣的構件,該構件將所有對于泵的配量精度而言決定性的屬性集于一身并且例如也可作為可換構件在泵的維護時被更換。
環形的柔性的密封元件和環形的彈性的補償元件優選注射或澆注在可變形元件的加強環上。在另一實施變型方案中,加強環被注入在可變形元件中并且將可變形元件分成密封元件和柔性的補償元件。此外可行的是,加強環完全被柔性的密封元件和彈性的補償元件的材料包圍。
彈性的補償元件特別是在加強環和偏心輪之間也產生熱延展平衡。特別是在偏心輪比加強環具有更高的熱膨脹系數的情況中,當泵經受較高的溫度時,在加強環和偏心輪之間的間隙變小。那么,彈性的補償元件實現加強環基本上自由的熱延展。特別是不產生使加強環從內部開始延展并且由此使加強環和泵殼體之間的間隙又減小的力。
以上已經描述了可變形元件的材料作為橡膠材料或類似橡膠的材料,其例如具有大于100μm/mK的熱膨脹系數。該材料數據始終僅僅涉及沒有集成加強環的可變形元件。如果加強環集成在可變形元件中,則由加強環和可變形元件的其它區段組成的復合體通常具有顯著低的熱膨脹系數,因為加強環阻礙可變形元件的熱延展。
在另一實施變型方案中,可變形元件形成可變形的密封元件,加強環在內部貼靠在該可變形的密封元件上,其中,在加強環和偏心輪之間布置有彈性的補償元件。
在此描述一個備選的實施變型方案,其中,密封元件、加強環和補償元件不形成集成的構件。但是,盡管如此,可行的是,加強環與補償元件和/或加強環與密封元件相連接。
此外這樣的泵是有利的,即,密封元件具有第一彈性模量并且補償元件具有第二彈性模量,其中,第二彈性模量至少為第一彈性模量的兩倍。
彈性模量描述材料的剛度并且具有單位kN/mm2[千牛每平方毫米]。具有高彈性模量或具有高剛度的構件也可被稱為“堅硬的”、“硬的”或“剛性的”。具有低彈性模量或具有低剛度的構件也被稱為“柔性的”或“彈性的”。構件具有低彈性模量或低剛度的屬性也被稱為“彈性”。密封元件優選具有在0.005kN/mm2至0.2kN/mm2之間的第一彈性模量。彈性的補償元件優選具有0.1kN/mm2至5kN/mm2的第二彈性模量。由此,雖然彈性的補償元件的第二彈性模量顯著大于密封元件的第一彈性模量,盡管如此,第二彈性模量絕對地考察仍相對低,從而補償元件可被稱為“彈性的”。
通過彈性的補償元件的彈性,特別是補償泵的加工誤差。越精確地制造泵,第二彈性模量可越大。通過高的第二彈性模量,減小在彈性的補償元件內部的內摩擦,因為高的彈性模量減小了在彈性的補償元件中出現的變形。因此有利的是,設置具有較高第二彈性模量(所述第二彈性模量大于密封元件的第一彈性模量)的較硬的補償元件。由此,一方面給出泵相對于加工精度的誤差,另一方面在泵運行時內摩擦顯著小于當使用具有較小彈性模量的補償元件時。
此外,這樣的泵是有利的,即,加強環具有第三彈性模量,所述第三彈性模量至少為在加強環和偏心輪之間的補償元件的第二彈性模量的兩倍。
如以上描述的那樣,補償元件的第二彈性模量優選在0.1kN/mm2至5kN/mm2的范圍中。第三彈性模量優選大于50kN/mm2,優選甚至大于100kN/mm2,并且完全特別優選甚至大于200kN/mm2。例如,可通過使用金屬的材料(特別是鋼)用于加強環來實現高的彈性模量。
彈性的補償元件的與加強環的第三彈性模量相比顯著低的第二彈性模量實現,使加強環在熱延展性能方面與偏心輪脫耦。加強環自身具有低的熱膨脹系數并且因此自身僅僅很少地熱延展。然而,當布置在加強環之內的構件(彈性的補償元件、偏心輪等)自身具有高的熱延展時,這些構件可使加強環從內部延展。為了防止這種情況,具有低(第三)彈性模量的彈性的補償元件是有利的,因為該補償元件和偏心輪的熱延展于是僅僅產生相對小的從內部作用到加強環上的力。由此,可利用加強環有效地控制泵(特別是偏心輪)的所有(內部的)構件的延展性能。
此外這樣的泵是有利的,即,泵如此設計,使得可變形元件在可移動的密封裝置的區域中的壓縮量相應于可變形元件的元件厚度的最大5%。
在此,元件厚度描述在未變形的狀態中可變形元件在徑向方向上的厚度。可變形元件的壓縮量描述可變形元件在徑向方向上的變形量。在5%的壓縮量時,可變形元件的厚度減小到(在未變形的狀態中)元件厚度的95%。
在可變形元件的區域中的壓縮量與在可移動的密封裝置處在可變形元件和泵殼體的內周緣面之間的接觸部處出現的機械力相關。通過所述機械力,在輸送路徑中在各個泵體積之間在可移動的密封裝置處產生密封作用。可變形元件越硬,為了保證對于密封作用來說足夠的機械力而在可移動的密封裝置的區域中所需的變形越小。同時,隨著密封元件壓縮量變小,在泵運行時內摩擦也下降。已表明,特別有利的是,如此設計泵,使得實現5%或小于5%的最大密封元件壓縮量。那么,一方面存在足夠的密封,另一方面,在泵運行時內摩擦小并且泵高效地工作。
此外,這樣的泵是有利的,即,可移動的密封裝置在繞幾何軸線的密封角度中貼靠在泵殼體的內周緣面上,其中,密封角度取值至少90°。
密封角度描述密封裝置在周緣方向上的延伸。在密封角度的范圍中,可變形元件貼靠在泵殼體的內周緣面上。
通過這樣大的密封角度,特別是實現,在泵運行時在偏心輪每轉一圈時,可移動的密封裝置至少暫時地不僅封閉泵的入口而且封閉泵的出口。這特別是防止液體不期望地從出口回流返回到入口,并且此外實現利用泵特別均勻地輸送液體。
此外這樣的泵是有利的,即,加強環具有第一熱膨脹系數λ1和第一外直徑D1,可變形元件具有第二熱膨脹系數λ2和第二外直徑D2,并且泵殼體具有殼體直徑D3和第三熱膨脹系數λ3,其中,根據以下公式設計加強環的第一外直徑D1:
如果該公式用于設計加強環的直徑,則通過加強環可實現可變形元件的熱延展的完全補償,從而保證了泵的與溫度無關的設計方案。在此意義下,特別有利的是,在偏心輪和加強環之間布置有彈性的補償元件,所述彈性的補償元件具有比加強環的第二彈性模量顯著小的第三彈性模量。這種補償元件實現,使加強環在熱延展性能方面與偏心輪脫耦。特別是防止偏心輪的熱延展使加強環從內部(間接)延展。在另一變型方案中,也可根據以上給出的公式設計加強環的熱膨脹系數λ1,為此,可使所述公式相應地變形。
此外這樣的泵是有利的,即,可變形元件在軸向方向上在偏心輪兩側分別由對中環支撐在泵殼體的內周緣面上并且如此壓在泵殼體上,使得分別形成環形的密封接觸部。
優選對中環在軸向方向上在加強環兩側固定在可變形元件上或者甚至(相應于加強環)集成在可變形元件中。對中環將可變形元件沿著輸送通道在整個周緣上擠壓到泵殼體上,并且由此在輸送通道兩側形成輸送通道的徑向密封。對中環的直徑優選稍微大于加強環的直徑。特別優選對中環相對于泵殼體基本上固定,從而在泵殼體和對中環之間不出現或出現僅僅非常小的相對運動。
在此也要描述一種機動車,所述機動車具有內燃機、用于凈化內燃機的排氣的排氣處理裝置,所述排氣處理裝置具有SCR催化器,利用所述SCR催化器可執行SCR方法,其中,可利用所描述的泵將液體(特別是用于排氣凈化的液態添加劑,例如尿素-水溶液)供應給SCR催化器。
附圖說明
下面根據附圖詳細解釋本發明以及技術領域。應指出的是,附圖僅僅是示意性的并且分別僅僅示出了本發明的優選的實施例。特別是,在附圖中示出的尺寸比例僅僅理解成示意性的。其中:
圖1示出了所描述的泵的等軸測視圖,
圖2示出了穿過所描述的泵的截面,
圖3示出了沿著圖2中示出的剖切方向B-B穿過所描述的泵的另一截面,
圖4示出了沿著圖2中示出的剖切方向A-A穿過所描述的泵的另一截面,
圖5與偏心輪一起示出了所描述的泵的可變形元件的示意圖,
圖6示出了所描述的泵的可變形元件的等軸測圖,
圖7示出了穿過圖6中的可變形元件的等軸測截面視圖,以及
圖8示出了帶有所描述的泵的機動車。
具體實施方式
在圖1中從外部以等軸測視圖示出了所描述的泵1。可看出帶有入口3和出口4的泵殼體2。此外可看出驅動軸45,通過所述驅動軸可驅動在泵殼體2中的在此未示出的偏心輪。沿著驅動軸45確定泵1的軸向方向24和幾何軸線23。此外,確定了垂直于軸向方向24和幾何軸線23的徑向方向25以及垂直于軸向方向24和幾何軸線23的切向的周緣方向26。以下使用由軸向方向24、徑向方向25和周緣方向26組成的坐標系用于泵的空間描述。此外,圖1指出了泵1的中間平面54。
圖2示出了在泵1的中間平面54中垂直于圖1的徑向方向24穿過在圖1中示出的泵1的截面。可看出,中間平面54與泵殼體2在也存在入口3和出口4的平面中相交。為了定向,在此示出了彼此垂直的兩個不同的徑向方向25,其中,所述徑向方向25根據泵1的入口3和出口4取向。偏心輪5位于泵殼體2中。偏心輪5具有帶有偏心度30的內偏心輪區域46、偏心輪軸承47和外環48。在偏心輪5的外表面6和泵殼體2的內周緣面13之間存在泵間隙11,可變形元件7布置在該泵間隙中。可變形元件7具有加強環28、在外部貼靠在加強環28上的密封元件27以及位于內部的彈性補償元件29。在可變形元件7和泵殼體2之間或者說在可變形元件7的密封元件27和泵殼體2之間存在輸送通道8,所述輸送通道使入口3與出口4相連接,并且可通過偏心輪5的運動通過所述輸送通道沿著輸送方向53輸送液體。為此,可變形元件7在可移動的密封裝置9上貼靠在泵殼體2的內周緣面13上并且將輸送通道8分成可移動的泵體積10。
在入口3和出口4之間構造有靜止的密封裝置49,所述密封裝置與偏心輪5的位置無關地保證在泵殼體2和可變形元件7之間的對流體密封的貼靠,并且由此防止液體與輸送方向53相反地從出口4回流到入口3。通過以下方式構造靜止的密封裝置49,使得可變形元件7在靜止的密封裝置49的區域中利用銷50固定地相對于泵殼體2被夾緊。
圖3示出了沿著圖2中示出的剖切方向B-B穿過泵1的截面。為了定向,在此示出了泵的徑向方向25、軸向方向24、中間平面54和幾何軸線23。泵1的驅動軸45也沿著軸向方向伸展。可看出帶有布置在其中的偏心輪5的泵殼體2,所述偏心輪具有內偏心輪區域46、外環48和布置在所述內偏心輪區域和所述外環之間的偏心輪軸承47。此外,可看出可變形元件7的密封元件27、加強環28和補償元件29。驅動軸45在軸向方向24上在可變形元件7的兩側分別利用軸承51支承著。此外,在軸向方向24上,可變形元件7在兩側由對中環22支撐,所述對中環使可變形元件7分別利用環形的密封接觸部21壓靠在泵殼體2上。由此,在泵殼體2和可變形元件7之間或者說在泵殼體2和可變形元件7的密封元件27之間構造有輸送通道8,所述輸送通道(在軸向方向24上)在兩側由環形的密封接觸部21限制。
圖4示出了沿著圖2中示出的剖切方向A-A穿過泵1的截面,其中,該截面基本上相應于在圖2中示出的截面。然而,如此確定剖切方向A-A,使得在上部區域中剖切靜止的密封裝置49。在靜止的密封裝置處可看出可變形元件7或者說可變形元件7的密封元件27,其中,銷50使可變形元件7或者說密封元件27壓在泵殼體2上。
圖5示出了泵的可變形元件7和偏心輪5的示意圖。為了更好地理解偏心輪5和可變形元件7的各個部件的尺寸,在此示出了泵的半部。為了定向,在圖5中繪制了徑向方向25和周緣方向26。
可看出具有加強環28、外部的密封元件27和內部的補償元件29的可變形元件7。此外,可看出具有內偏心輪區域46、偏心輪軸承47和外環48以及外表面6的偏心輪5。偏心輪5具有偏心度30。此外,偏心輪5的外表面6優選是圓形的并且具有偏心輪直徑39。在此,也示意性地示出了泵殼體2,所述泵殼體具有內周緣面13。在外表面6和內周緣面13之間構造有泵間隙11,可變形元件7和輸送通道8位于所述泵間隙中。
輸送通道8在可移動的密封裝置9處分成至少一個可移動的泵體積10,其中,通過以下方式構造可移動的密封裝置9,使得可變形元件7直接貼靠在泵殼體2的內周緣面13上。在圖5的上部區域中,可移動的密封裝置9在中間被剖切,而在圖5的下部區域中,可移動的泵體積10被剖切。可移動的密封裝置9在密封角度31上延伸。為了在此處選擇的示意圖中充分示出可移動的密封裝置9的延展,在此示出了密封位置33、半個密封角度32以及整個密封角度31。密封位置33(在周緣方向26上)精確地確定了可移動的密封裝置9的中心。從此處開始,可移動的密封裝置9在周緣方向上在兩側分別在半個密封角度32上延伸并且由此整體展開密封角度31。
可變形元件7具有元件厚度40,所述元件厚度由加強環28的環厚度42、密封元件27的密封元件厚度35以及補償元件29的補償元件厚度37、38組成。通過在密封裝置9處作用在可變形元件7上的壓力,加強環28相對于偏心輪5移動。所述相對的移動主要在補償元件中起作用,從而在密封裝置9處出現最小的補償元件厚度37并且與密封裝置9對置地出現最大的補償元件厚度38。附加地,在可移動的密封裝置9處出現可變形元件7的壓縮量36,所述壓縮量優選相應于可變形元件的元件厚度40的最大5%。
加強環28具有第一外直徑41。可變形元件7具有第二外直徑52。泵殼體2或者說泵殼體2的內周緣面13具有第三直徑34。通過合適地協調泵殼體2、加強環28和可變形元件7或者說可變形元件7的密封元件27的熱膨脹系數以及通過合適地協調相應的直徑34、52和41,可實現泵可在很大程度上與當前溫度無關地輸送預定量的液體。
圖6示出了用于所描述的泵的可變形元件7的等軸測視圖。為了定向,在此示出了幾何軸線23、軸向方向24、徑向方向25和周緣方向26。可變形元件7具有外部的密封元件27以及加強環28。在此未示出補償元件29,所述補償元件可位于加強環28之內。在可變形元件7的密封元件27上構造有密封唇20,可變形元件7利用所述密封唇以對流體密封的方式貼靠在泵的泵殼體上,從而在泵殼體和可變形元件7之間形成環形的密封接觸部21,以界定輸送通道。為了構造靜止的密封裝置并且為了容納用于構造靜止的密封裝置的銷,可變形元件7具有隆起部19,用于構造靜止的密封裝置的銷可被插入所述隆起部中。在軸向方向24上在加強環28兩側,也可在可變形元件上構造有對中環22,可變形元件7的密封唇20可利用所述對中環壓在泵的泵殼體上,以構造環形的密封接觸部21。
為了更好的理解,在圖7中再次以截面示出了在圖6中示出的可變形元件7。為了定向,在此也繪制了幾何軸線23、軸向方向24、徑向方向25和周緣方向26。可看出可變形元件7的外部的密封元件27和加強環28以及在軸向方向24上布置在加強環28兩側的對中環22。分別指出了可變形元件的密封唇20,并且以虛線指出了環形的密封接觸部21,密封唇20利用所述環形的密封接觸部以對流體密封的方式貼靠在泵殼體2上。
圖8示出了機動車12,所述機動車具有內燃機15以及用于凈化內燃機15的排氣的排氣處理裝置16。在排氣處理裝置16中布置有SCR催化器17,可利用該SCR催化器執行選擇性催化還原的方法。為此,利用噴射器44將用于排氣凈化的液態添加劑供應給排氣處理裝置16。液態添加劑由以上描述的泵1通過管路43從儲備箱18中輸送給噴射器44。
通過所描述的本發明,用于提供用于排氣凈化的液態添加劑的軌道泵,對于作為對配量精度的橫向影響的溫度變得特別不敏感。
附圖標記列表:
1 泵
2 泵殼體
3 入口
4 出口
5 偏心輪
6 外表面
7 可變形元件
8 輸送通道
9 可移動的密封裝置
10 泵體積
11 泵間隙
12 機動車
13 內周緣面
14 區段
15 內燃機
16 排氣處理裝置
17 SCR催化器
18 儲備箱
19 隆起部
20 密封唇
21 環形的密封接觸部
22 對中環
23 幾何軸線
24 軸向方向
25 徑向方向
26 周緣方向
27 密封元件
28 加強環
29 補償元件
30 偏心度
31 密封角度
32 半個密封角度
33 密封位置
34 第三直徑
35 密封元件厚度
36 壓縮量
37 最小的補償元件厚度
38 最大的補償元件厚度
39 偏心輪直徑
40 元件厚度
41 第一外直徑
42 環厚度
43 管路
44 噴射器
45 驅動軸
46 內偏心輪區域
47 偏心輪軸承
48 外環
49 靜止的密封裝置
50 銷
51 軸承
52 第二外直徑
53 輸送方向
54 中間平面