EP2225466A1 - Fluidfördereinrichtung und ventileinrichtung sowie verfahren zum betreiben einer fluidfördereinrichtung - Google Patents

Fluidfördereinrichtung und ventileinrichtung sowie verfahren zum betreiben einer fluidfördereinrichtung

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EP2225466A1
EP2225466A1 EP08855348A EP08855348A EP2225466A1 EP 2225466 A1 EP2225466 A1 EP 2225466A1 EP 08855348 A EP08855348 A EP 08855348A EP 08855348 A EP08855348 A EP 08855348A EP 2225466 A1 EP2225466 A1 EP 2225466A1
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EP
European Patent Office
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fluid
valve
compression space
fluid port
check valve
Prior art date
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EP08855348A
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English (en)
French (fr)
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EP2225466B1 (de
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Christoph Waletzek
Ossama Dreibati
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP2225466B1 publication Critical patent/EP2225466B1/de
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    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B2201/06—Valve parameters
    • 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
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/09—Flow through the pump

Definitions

  • fluid conveying devices for feeding a fluid, for example a urea-water solution, into the exhaust gas of an internal combustion engine. With the injected solution pollutants in the exhaust gas of the internal combustion engine to be reduced in a subsequent catalyst.
  • the pump of the fluid delivery device sucks the fluid from a fluid reservoir and pumps it to the injection valve via which the fluid is injected into the exhaust line of the internal combustion engine. Because the fluid, for example the urea-water solution, solidifies below a freezing temperature, if there is a risk that this temperature may be exceeded, the fluid must be sucked out of the line leading to the injection valve.
  • an additional 4/2-way switching valve can be provided, so that when the directional control valve is switched, the fluid is sucked out of the line leading to the injection valve and transported back into the fluid reservoir.
  • the additional switching valve requires a significant additional construction costs.
  • the pump of the fluid delivery device for example, a diaphragm pump, as shown in German Utility Model DE 296 20 094 Ul.
  • the fluid delivery device according to the invention with a pump and the valve device according to the invention for a pump and the method according to the invention for operating a fluid delivery device have the advantage that it is only a small, easily executable modification of the pumping chamber with an oscillating enlarging and decreasing compression space on the inlet side and outlet side in any case Needed check valves needed to operate the pump both in a conveying direction and in a direction opposite to the conveying direction return direction.
  • the proposed embodiment has the advantage that an otherwise required for a return pumping changeover valve can be saved. Because no additional switching valve is required, there is a reduced construction cost, a smaller volume and a smaller weight compared with previously known designs.
  • non-return valves have a closing body which controls the inlet and outlet to the compression space both in the conveying direction and in the return conveying direction, this has the advantage of an additional reduction of the building outlay.
  • FIGS. 1A and 1B show a fluid conveying device in different switching positions
  • FIG. 2 shows an exploded view of the valve device
  • FIG. 3 shows a plan view of the valve device
  • FIGS. 4A and 4B a section through the valve device in different
  • FIGS. 1A and 1B symbolically show a preferably selected, particularly advantageous embodiment of a fluid delivery device 2.
  • the fluid delivery device 2 serves to convey a fluid, wherein the fluid can be a liquid or a gas or a gas mixture.
  • the fluid delivery device 2 serves, for example, for feeding a fluid into an exhaust gas line 18 of an internal combustion engine, not shown.
  • the fluid is, for example, a urea-water solution, in particular a 32% urea-water solution. With the injected solution pollutants are to be reduced in the exhaust gas of the internal combustion engine in a subsequent catalyst, not shown.
  • the fluid delivery device 2 comprises a fluid reservoir 4, a pump 6 and an injection valve 8.
  • a fluid line 10 leads from the fluid reservoir 4 through the pump 6 to the injection valve 8.
  • the portion of the fluid line 10 between the fluid reservoir 4 and the pump 6 is hereinafter referred to as the first line piece eleventh designated.
  • the part of the fluid line 10 between the pump 6 and the injection valve 8 is hereinafter referred to as the second line piece 12.
  • From the second line section 12 of the fluid line 10 branches off a discharge line 14, which leads to the fluid reservoir 4.
  • a pressure limiting valve 16 and a throttle valve 16 is provided in the discharge line 14.
  • the injection valve 8 is located on the exhaust pipe 18 of the not shown
  • the fluid line 10 leads through the injection valve 8 in the exhaust pipe 18th
  • a fluid delivery device 2 is disclosed in which, despite the smallest possible construction cost, such a possibility is achieved.
  • the pump 6 has a pump housing 6g.
  • the pump housing 6g is symbolically indicated in the figures IA and IB with dash-dotted lines.
  • the pump 6 has a compression space 20 in the pump housing 6g and a first fluid port 21 and a second fluid port 22 on its pump housing 6g.
  • the first conduit 11 of the fluid conduit 10 connects the first fluid port 21 to the fluid reservoir 4.
  • the second conduit 12 of the fluid conduit 10 connects the second fluid port 22 to the injection valve 8.
  • the pump 6 has a compression chamber 20 limiting working wall 24 and an oscillating pump drive 26.
  • the pump drive 26 is for example an eccentric or a clocked energized electromagnet. When working pump drive 26 makes the working wall 24 reciprocating strokes. This leads to an alternately increasing and decreasing compression space 20.
  • the working wall 24 is, for example, a reciprocating or an upwardly and downwardly moving piston or the working wall 24 is, for example, a rubber-elastic membrane which can be moved by means of the pump drive 26.
  • the working wall 24 is, for example, such a membrane as that of the published by the German utility model DE 296 20 094 Ul drawing can be removed.
  • valve device 30 Integrated into the pump housing 6g or attached to the pump housing 6g is a valve device 30.
  • the valve device 30 has a valve housing 30g symbolized symbolically in FIGS. 1A and 1B by dash-dotted lines.
  • the valve housing 30g may be flanged to the pump housing 6g.
  • Valve device 30 can also be installed directly in the pump housing 6g.
  • the valve device 30 comprises a first check valve 31, a second check valve 32 and a controller 34.
  • the actuator 34 can be controlled by a switch or by a control device.
  • the actuator 34 is used to switch the valve device 30.
  • the actuator 34 is, for example, pneumatic or electric controllable. In the preferred embodiment selected, the actuator 34 is an electromagnet and will be referred to as a magnet 34 in the description for simplicity's sake.
  • the first check valve 31 has a first valve seat 31a, a second valve seat 31b and a closing body 31c.
  • the second check valve 32 has a first valve seat 32a, a second valve seat 32b, and a closing body 32c.
  • the first valve seat 31a of the first check valve 31 is hydraulically in communication with the fluid reservoir 4 via the first fluid port 21.
  • the second valve seat 31b of the first check valve 31 is hydraulically in communication with the compression space 20.
  • the first valve seat 31a of the first check valve 31 communicates with the first fluid port 21, and in turn communicates with the fluid reservoir 4.
  • the second valve seat 31b of the first check valve 31 communicates with the compression space 20.
  • the first valve seat 32a of the second check valve 32 is hydraulically in communication with the compression space 20.
  • the second valve seat 32b of the second check valve 32 is hydraulically in communication with the second fluid port 22, to which the injection valve 8 is connected via the second line section 12 of the fluid line 10 ,
  • the first valve seat 32 a of the second check valve 32 communicates with the compression space 20.
  • the second valve seat 32 b of the second check valve 32 communicates with the injection valve 8 via the second fluid connection 22 and the second line section 12.
  • the fluid contained in the fluid reservoir 4 is sucked through the first line section 11 of the fluid line 10 through the first fluid port 21 and through the first check valve 31 into the compression space 20. Due to the negative pressure in the compression space 20, the closing body 31c lifts off from the first valve seat 31a, so that the fluid can flow into the compression space 20 via the first fluid connection 21.
  • the closing body 31c closes the first valve seat 31a of the first check valve 31, so that no fluid can flow from the compression space 20 to the first fluid port 21 during a pressure stroke.
  • the closing body 32c of the second check valve 32 lifts off from the first valve seat 32a, so that the fluid from the compression space 20 through the second check valve 32, through the second fluid port 22 into the second line piece 12 of the fluid line 10 to inject valve 8 are conveyed can.
  • the first check valve 31 permits a flow direction 41A from the first fluid port 21 through the first check valve 31 into the compression space 20, and the second check valve 32 permits a second flow direction 42A from the first
  • the check valves 31, 32 of the valve device 30 When energized solenoid 34, the check valves 31, 32 of the valve device 30 are in the switching position shown in the figure IB.
  • the elasticity 31d biases the closing body 31c of the first check valve 31 elastically against the second valve seat 31b, and the elasticity 32d urges the closing body 32c of the second check valve 32 against the second valve seat 32b.
  • the first check valve 31 ensures that the first flow direction 41 B is directed from the compression space 20 through the first check valve 31 to the first fluid port 21, and the second check valve 32 ensures that the second flow direction 42 B from the direction of the second fluid port 22 is directed through the second check valve 32 in the compression chamber 20.
  • the pump 6 When energized magnet 34, the pump 6 sucks the fluid from the direction of the injection valve 8 from the second line piece 12 in the flow direction 41 B and 42 B and promotes the fluid through the first line piece 11 in the fluid reservoir 4. When doing the injection valve 8 is fully or partially open, Air or exhaust gas passes through the injection valve 8 in the fluid line 10.
  • the pump 6 can be operated in the switching position of the valve device 30 shown in FIG IB until the gas flowing through the injector 8, the liquid from the pipe sections 11, 12 and from the pump 6 has completely pushed back into the fluid reservoir 4.
  • FIG. 2 shows an exploded view of the valve device 30.
  • FIG. 3 shows a sectional view along the sectional plane marked IV-IV in FIG FIG. 4B shows the same sectional plane when the valve device 30 is in the second switching position.
  • FIG. 5A shows a section along the sectional plane marked V - V in FIG. 3, in the first switching position
  • FIG. 5B shows the same sectional plane when the valve device 30 is in the second switching position.
  • Figures IA, 4A and 5A show the valve device 30 in its first switching position.
  • the resulting symbolized by the arrows 41A and 42A flow direction can be referred to as normal conveying direction.
  • Figures IB, 4B and 5B show the valve device 30 in its second switching position.
  • the resulting by the arrows 41 B and 42 B symbolized opposite flow direction can be referred to as a return direction.
  • the closing body 31c of the first check valve 31 is formed on a plate 31p. In the plate 31p, it has a U-shaped cutout, so that a kind of tongue 31z stops.
  • the integrally formed closing body 31c is located at the end of the elastically bendable tongue 31z.
  • the second check valve 32 is similarly constructed.
  • the closing body 32c of the second check valve 32 is located on a plate 32p, on which a tongue 32z is formed by punching. At the end of the elastically bendable tongue 32z is the closing body 32c.
  • the plate 31p is installed in the valve housing 30g and is held in the valve housing 30g by an intermediate plate 44 and a cover plate 46.
  • the plate 32p of the second check valve 32 is fixed by a closure plate 48 in the housing 30g.
  • valve seat 31a is located on the intermediate plate 44, the valve seat 31b on the valve housing 30g, the valve seat 32a on the closure plate 48, and the valve seat 32b on the valve housing 30g.
  • the plate 31p of the first check valve 31 is installed and fixed in the valve housing 30g so that, when the magnet 34 is not actuated, the closing body 31c is biased against the valve seat 31a due to the elasticity of the tongue 31z with elastic bias.
  • the plate 32p of the second check valve 32 is installed in the valve housing 30g such that when the magnet 34 is not actuated, the closing body 32c due to the elasticity of the tongue 32z is biased with elastic bias against the valve seat 32a. See Figs. 4A and 5A.
  • the magnet 34 has a magnetic core 34a and a magnetic coil 34b (Figs. 5A and 5B).
  • FIGS. 4A and 5A show the valve device 30 in the switching position when the magnet 34 is not energized
  • FIGS. 4B and 5B show the switching position when the magnet 34 is energized.
  • Compression space 20 are reversed.
  • the second flow direction 42A or 42B can also be reversed between the compression space 20 and the second fluid connection 20.
  • Valve device 30 designed so that when not energized magnet 34 at working Working wall 24, the fluid is pumped from the fluid reservoir 4 to the injection valve 8 and that when energized magnet 34, the pump 6 transports the fluid from the fluid line 10 back into the fluid reservoir 4. It should be noted, however, that the valve device 30 can also be embodied in such a way that, when the magnet 34 is energized, the pump 6 pumps out of the fluid reservoir 4 to the injection valve 8 and if the magnet is not energized the pump 6 conveys the fluid out of the fluid line 10 back into the fluid reservoir 4.

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Description

Beschreibung
Titel
Fluidfördereinrichtung und Ventileinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Fluidfördereinrichtung
Stand der Technik
Es gibt Fluidfördereinrichtungen zum Einspeisen eines Fluids, beispielsweise einer Harnstoff- Wasser- Lösung, in das Abgas einer Brennkraftmaschine. Mit der eingespritzten Lösung sollen in einem nachfolgenden Katalysator Schadstoffe in dem Abgas der Brennkraftmaschine reduziert werden. Die Pumpe der Fluidfördereinrichtung saugt das Fluid aus einem Fluidvorratsbehälter und pumpt es zu dem Einspritzventil, über das das Fluid in die Abgasleitung der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Weil das Fluid, beispielsweise die Harnstoff- Wasser- Lösung, unterhalb einer Gefriertemperatur fest wird, muss, wenn Gefahr besteht, dass diese Temperatur unterschritten werden kann, das Fluid aus der zum Einspritzventil führenden Leitung abgesaugt werden. Dazu kann ein zusätzliches 4/2-Wege-Umschaltventil vorgesehen werden, so dass bei umgeschaltetem Wegeventil das Fluid aus der zum Einspritzventil führenden Leitung gesaugt und in den Fluidvorratsbehälter zurücktransportiert wird. Allerdings erfordert das zusätzliche Umschaltventil einen erheblichen zusätzlichen Bauaufwand.
Die Pumpe der Fluidfördereinrichtung ist beispielsweise eine Membranpumpe, wie sie in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 296 20 094 Ul dargestellt ist.
Pumpen mit oszillierend sich vergrößerndem und verkleinerndem Kompressionsraum benötigen, um pumpen zu können, mindestens ein Einlassrückschlagventil und mindestens ein Auslassrückschlagventil. Diese Rückschlagventile sehen beispielsweise aus wie in der DE 296 20 094 Ul bzw. wie in der DE 10 2004 002 078 Al dargestellt. Damit die Pumpe auch entgegensetzt zur normalen Förderrichtung pumpen kann, muss bei den bekannten Fluidfördereinrichtungen zusätzlich zu dem Einlassrückschlagventil und dem Auslassrückschlagventil ein Umschaltventil vorgesehen werden. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Fluidfördereinrichtung mit einer Pumpe und die erfindungsgemäße Ventileinrichtung für eine Pumpe und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Fluidfördereinrichtung haben den Vorteil, dass es nur einer kleinen, leicht ausführbaren Abwandlung der bei Pumpen mit oszillierend sich vergrößerndem und verkleinerndem Kompressionsraum einlassseitig und auslassseitig auf jeden Fall benötigten Rückschlagventile bedarf, um die Pumpe sowohl in einer Förderrichtung als auch in einer entgegengesetzt zur Förderrichtung gerichteten Rückförderrichtung arbeiten zu lassen. Die vorgeschlagene Ausführung bietet den Vorteil, dass ein ansonsten für eine Rückförderung erforderliches Umschaltventil eingespart werden kann. Weil kein zusätzliches Umschaltventil erforderlich ist, ergibt sich ein verringerter Bauaufwand, ein kleineres Volumen und ein kleineres Gewicht im Vergleich mit bisher bekannten Ausführungen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Fluidfördereinrichtung und der Ventileinrichtung, sowie des Verfahrens zum Betreiben einer Fluidfördereinrichtung möglich.
Durch das Zusammenfassen der beiden die beiden Anschlüsse des Kompressionsraums steuernden Rückschlagventile in der Weise, dass beide Rückschlagventile mit einem gemeinsamen Steller steuerbar sind, wobei der Steller vorzugsweise ein elektrischer Magnet ist, ergibt sich eine weitere Reduzierung des Bauaufwands.
Haben die Rückschlagventile einen Schließkörper, der sowohl in Förderrichtung, als auch in Rückförderrichtung den Ein- und Auslass zum Kompressionsraum steuert, so hat dies den Vorteil einer zusätzlichen Reduzierung des Bauaufwands.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugt ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die
Figur IA und IB eine Fluidfördereinrichtung in unterschiedlichen Schaltstellungen, Figur 2 eine Explosionsdarstellung der Ventileinrichtung,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Ventileinrichtung,
Figur 4A und 4B einen Schnitt durch die Ventileinrichtung in unterschiedlichen
Schaltstellungen und Figur 5A und 5B einen anderen Schnitt durch die Ventileinrichtung in unterschiedlichen
Schaltstellungen.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figuren IA und IB zeigen symbolhaft ein bevorzugt ausgewähltes, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Fluidfördereinrichtung 2. Die Fluidfördereinrichtung 2 dient zum Fördern eines Fluids, wobei das Fluid eine Flüssigkeit oder ein Gas oder ein Gasgemisch sein kann. Die Fluidfördereinrichtung 2 dient beispielsweise zum Einspeisen eines Fluids in eine Abgasleitung 18 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um eine Harnstoff- Wasser- Lösung, insbesondere um eine 32 %ige Harnstoff- Wasser- Lösung. Mit der eingespritzten Lösung sollen in einem nicht dargestellten nachfolgenden Katalysator Schadstoffe in dem Abgas der Brennkraftmaschine reduziert werden.
Die Fluidfördereinrichtung 2 umfasst einen Fluidvorratsbehälter 4, eine Pumpe 6 und ein Einspritzventil 8. Eine Fluidleitung 10 führt vom Fluidvorratsbehälter 4 durch die Pumpe 6 zum Einspritzventil 8. Der Teil der Fluidleitung 10 zwischen dem Fluidvorratsbehälter 4 und der Pumpe 6 wird nachfolgend als erstes Leitungsstück 11 bezeichnet. Der Teil der Fluidleitung 10 zwischen der Pumpe 6 und dem Einspritzventil 8 wird nachfolgend als zweites Leitungsstück 12 bezeichnet. Aus dem zweiten Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 zweigt eine Entlastungsleitung 14 ab, die zum Fluidvorratsbehälter 4 führt. In der Entlastungsleitung 14 ist ein Druckbegrenzungsventil 16 bzw. ein Drosselventil 16 vorgesehen.
Das Einspritzventil 8 befindet sich an der Abgasleitung 18 der nicht dargestellten
Brennkraftmaschine. Somit führt die Fluidleitung 10 durch das Einspritzventil 8 in die Abgasleitung 18.
Um ein Fluid verwenden zu können, das unterhalb einer bestimmten Erstarrungstemperatur fest ist, wie es beispielsweise bei einer Harnstoff- Wasser- Lösung der Fall ist, wird die Möglichkeit benötigt, dass bei einer Gefahr, dass diese Erstarrungstemperatur - A -
unterschritten werden könnte, die Fluidleitung 10 und die Pumpe 6 auf einfache Weise entleeren zu können. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidfördereinrichtung 2 offenbart, bei der trotz kleinstmöglichem Bauaufwand eine derartige Möglichkeit erreicht wird.
Die Pumpe 6 hat ein Pumpengehäuse 6g. Das Pumpengehäuse 6g ist in den Figuren IA und IB mit strichpunktierten Linien symbolhaft angedeutet.
Die Pumpe 6 hat in dem Pumpengehäuse 6g einen Kompressionsraum 20 sowie an ihrem Pumpengehäuse 6g einen ersten Fluidanschluss 21 und einen zweiten Fluidanschluss 22. Das erste Leitungsstück 11 der Fluidleitung 10 verbindet den ersten Fluidanschluss 21 mit dem Fluidvorratsbehälter 4. Das zweite Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 verbindet den zweiten Fluidanschluss 22 mit dem Einspritzventil 8.
Die Pumpe 6 hat eine den Kompressionsraum 20 begrenzende Arbeitswand 24 und einen oszillierend arbeitenden Pumpenantrieb 26. Der Pumpenantrieb 26 ist beispielsweise ein Exzenterantrieb oder ein getaktet bestromter Elektromagnet. Bei arbeitendem Pumpenantrieb 26 macht die Arbeitswand 24 hin- und hergehende Hubbewegungen. Dies führt zu einem sich abwechselnd vergrößernden und verkleinernden Kompressionsraum 20.
Die Arbeitswand 24 ist beispielsweise ein hin- und hergehender bzw. ein sich aufwärts und abwärts bewegender Kolben oder die Arbeitswand 24 ist beispielsweise eine gummielastische Membrane, die mit Hilfe des Pumpenantriebs 26 bewegt werden kann. Die Arbeitswand 24 ist beispielsweise eine solche Membrane, wie sie der durch das deutsche Gebrauchsmuster DE 296 20 094 Ul veröffentlichten Zeichnung entnehmbar ist.
In das Pumpengehäuse 6g integriert oder an das Pumpengehäuse 6g angebaut ist eine Ventileinrichtung 30. Die Ventileinrichtung 30 hat ein in den Figuren IA und IB durch strichpunktierte Linien symbolhaft dargestelltes Ventilgehäuse 30g. Das Ventilgehäuse 30g kann an das Pumpengehäuse 6g angeflanscht sein. Die einzelnen Bauteile der
Ventileinrichtung 30 können auch direkt in dem Pumpengehäuse 6g eingebaut sein.
Die Ventileinrichtung 30 umfasst ein erstes Rückschlagventil 31, ein zweites Rückschlagventil 32 und einen Steller 34. Der Steller 34 ist von einem Schalter oder von einer Steuereinrichtung aus ansteuerbar. Der Steller 34 dient zum Umschalten der Ventileinrichtung 30. Der Steller 34 ist beispielsweise pneumatisch oder elektrisch ansteuerbar. Beim bevorzugt ausgewählten, dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steller 34 ein Elektromagnet und wird der Einfachheit halber in der Beschreibung nachfolgend als Magnet 34 bezeichnet.
Das erste Rückschlagventil 31 hat einen ersten Ventilsitz 31a, einen zweiten Ventilsitz 31b und einen Schließkörper 31c.
Das zweite Rückschlagventil 32 hat einen ersten Ventilsitz 32a, einen zweiten Ventilsitz 32b und einen Schließkörper 32c.
Bei nicht bestromtem Magnet 34 und damit bei nicht arbeitendem Magnet 34 ist der Schließkörper 31c des ersten Rückschlagventils 31 durch eine Feder und/oder beispielsweise durch eine direkt in dem Schließkörper 31c vorgesehene Elastizität elastisch gegen den ersten Ventilsitz 31a vorgespannt. Ebenso ist es beim zweiten Rückschlagventil 32. Dort ist der Schließkörper 32c beispielsweise durch eine eingebaute Feder und/oder beispielsweise durch einen direkt im Schließkörper 32c vorgesehenen elastischen Bereich gegen den ersten Ventilsitz 32a elastisch vorgespannt. Diese elastische Vorspannung der Schließkörper 31c und 32c ist in den Zeichnungen durch die Elastizitäten 31e, 32e, 31d und 32d symbolhaft angedeutet.
Der erste Ventilsitz 31a des ersten Rückschlagventils 31 steht über den ersten Fluidanschluss 21 hydraulisch in Verbindung mit dem Fluidvorratsbehälter 4. Der zweite Ventilsitz 31b des ersten Rückschlagventils 31 steht hydraulisch in Verbindung mit dem Kompressionsraum 20. Mit anderen Worten: Der erste Ventilsitz 31a des ersten Rückschlagventils 31 kommuniziert mit dem ersten Fluidanschluss 21, und dieser seinerseits kommuniziert mit dem Fluidvorratsbehälter 4. Der zweite Ventilsitz 31b des ersten Rückschlagventils 31 kommuniziert mit dem Kompressionsraum 20.
Der erste Ventilsitz 32a des zweiten Rückschlagventils 32 steht hydraulisch in Verbindung mit dem Kompressionsraum 20. Der zweite Ventilsitz 32b des zweiten Rückschlagventils 32 steht hydraulisch in Verbindung mit dem zweiten Fluidanschluss 22, an dem das Einspritzventil 8 über das zweite Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 angeschlossen ist. Mit anderen Worten: Der erste Ventilsitz 32a des zweiten Rückschlagventils 32 kommuniziert mit dem Kompressionsraum 20. Der zweite Ventilsitz 32b des zweiten Rückschlagventils 32 kommuniziert über den zweiten Fluidanschluss 22 und das zweite Leitungsstück 12 mit dem Einspritzventil 8. Bei arbeitendem Pumpenantrieb 26 bewegt sich die Arbeitswand 24, so dass sich der Kompressionsraum 20 ständig verkleinert und vergrößert. Bei sich vergrößerndem Kompressionsraum 20 wird das in dem Fluidvorratsbehälter 4 enthaltene Fluid durch das erste Leitungsstück 11 der Fluidleitung 10 durch den ersten Fluidanschluss 21 und durch das erste Rückschlagventil 31 in den Kompressionsraum 20 angesaugt. Aufgrund des Unterdrucks im Kompressionsraum 20 hebt der Schließkörper 31c vom ersten Ventilsitz 31a ab, so dass das Fluid über den ersten Fluidanschluss 21 in den Kompressionsraum 20 strömen kann.
Während sich der Kompressionsraum 20 vergrößert, d. h. während eines Saughubs, wenn der Magnet 34 unbestromt ist, verschließt der Schließkörper 32c des zweiten Rückschlagventils 32 den ersten Ventilsitz 32a, so dass während eines Saughubs kein Fluid über den zweiten Fluidanschluss 22 in den Kompressionsraum 20 strömen kann.
Während eines Druckhubs, d. h. wenn sich der Kompressionsraum 20 verkleinert, wenn der Magnet 34 nicht bestromt ist, verschließt der Schließkörper 31c den ersten Ventilsitz 31a des ersten Rückschlagventils 31, so dass während eines Druckhubs kein Fluid aus dem Kompressionsraum 20 zum ersten Fluidanschluss 21 strömen kann. Während eines Druckhubs hebt jedoch der Schließkörper 32c des zweiten Rückschlagventils 32 vom ersten Ventilsitz 32a ab, so dass das Fluid aus dem Kompressionsraum 20 durch das zweite Rückschlagventil 32, durch den zweiten Fluidanschluss 22 in das zweite Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 um Einspritzventil 8 befördert werden kann.
Durch das Fördern von Fluid aus dem Kompressionsraum 20 in das zweite Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 entsteht ein Druck in dem zweiten Leitungsstück 12. Dabei gelangt, abhängig von der Ansteuerung des Magneten des Einspritzventils 8, Fluid aus der Fluidleitung 10 in die Abgasleitung 18. Das Druckbegrenzungsventil bzw. das Drosselventil 16 in der Entlastungsleitung 14 sorgt dafür, dass der Druck in dem zweiten Leitungsstück 12 der Fluidleitung 10 einen zulässigen Wert nicht überschreiten kann.
Wenn sich die Ventileinrichtung 30 in der in der Figur IA dargestellten Schaltstellung befindet, gestattet das erste Rückschlagventil 31 eine Strömungsrichtung 41A vom ersten Fluidanschluss 21 durch das erste Rückschlagventil 31 in den Kompressionsraum 20, und das zweite Rückschlagventil 32 gestattet eine zweite Strömungsrichtung 42A aus dem
Kompressionsraum 20 durch das zweite Rückschlagventil 32 zum zweiten Fluidanschluss 22. In der dargestellten Schaltstellung werden umgekehrte Strömungsrichtungen durch die Rückschlagventile 31, 32 verhindert. Die beiden Strömungsrichtungen 41A, 42A sind in den Figuren IA und 4A und 5A durch Pfeile 41A und 42A symbolhaft dargestellt.
Bei der in der Figur IA dargestellten Schaltstellung ergibt sich die erste Strömungsrichtung 41A und die zweite Strömungsrichtung 42A gemäß den eingezeichneten Pfeilen, so dass die Pumpe 6 das Fluid aus dem Fluidvorratsbehälter 4 saugt und zum Einspritzventil 8 fördert, von wo aus das Fluid bedarfsgerecht in die Abgasleitung 18 eindosiert wird. Eine entgegengesetzte Strömungsrichtung ist in dieser Schaltstellung nicht möglich.
Bei bestromtem Magnet 34 stehen die Rückschlagventile 31, 32 der Ventileinrichtung 30 in der in der Figur IB dargestellten Schaltstellung. Die Elastizität 31d beaufschlagt den Schließkörper 31c ersten Rückschlagventils 31 elastisch gegen den zweiten Ventilsitz 31b, und die Elastizität 32d beaufschlagt den Schließkörper 32c des zweiten Rückschlagventils 32 gegen den zweiten Ventilsitz 32b. In dieser Schaltstellung sorgt das erste Rückschlagventil 31 dafür, dass die erste Strömungsrichtung 41B aus dem Kompressionsraum 20 durch das erste Rückschlagventil 31 zum ersten Fluidanschluss 21 gerichtet ist, und das zweite Rückschlagventil 32 sorgt dafür, dass die zweite Strömungsrichtung 42B aus Richtung des zweiten Fluidanschluss 22 durch das zweite Rückschlagventil 32 in den Kompressionsraum 20 gerichtet ist.
Bei bestromtem Magnet 34 saugt die Pumpe 6 das Fluid aus Richtung des Einspritzventils 8 aus dem zweiten Leitungsstück 12 in Strömungsrichtung 41B und 42B und fördert das Fluid durch das erste Leitungsstück 11 in den Fluidvorratsbehälter 4. Wenn dabei das Einspritzventil 8 ganz oder teilweise geöffnet ist, gelangt durch das Einspritzventil 8 Luft oder Abgas in die Fluidleitung 10. Die Pumpe 6 kann in der in der Figur IB dargestellten Schaltstellung der Ventileinrichtung 30 so lange betrieben werden, bis das durch das Einspritzventil 8 einstömende Gas die Flüssigkeit aus den Leitungsstücken 11, 12 und aus der Pumpe 6 vollständig in den Fluidvorratsbehälter 4 zurückgedrängt hat.
Die Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Ventileinrichtung 30. Die Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Ventileinrichtung 30. Die Figur 4A zeigt einen Schnitt entlang der in der Figur 3 mit IV - IV markierten Schnittebene bei sich in der ersten Schaltstellung befindender Ventileinrichtung 30, und die Figur 4B zeigt dieselbe Schnittebene bei sich in der zweiten Schaltstellung befindender Ventileinrichtung 30. Die Figur 5A zeigt einen Schnitt entlang der in der Figur 3 mit V - V markierten Schnittebene bei sich in der ersten Schaltstellung befindender Ventileinrichtung 30, und die Figur 5B zeigt dieselbe Schnittebene bei sich in der zweiten Schaltstellung befindender Ventileinrichtung 30.
In allen Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand einer der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Figuren.
Die Figuren IA, 4A und 5A zeigen die Ventileinrichtung 30 in ihrer ersten Schaltstellung. Die sich dabei ergebende durch die Pfeile 41A und 42A symbolisierte Strömungsrichtung kann als normale Förderrichtung bezeichnet werden. Die Figuren IB, 4B und 5B zeigen die Ventileinrichtung 30 in ihrer zweiten Schaltstellung. Die sich dabei ergebende durch die Pfeile 41B und 42 B symbolisierte entgegengesetzte Strömungsrichtung kann als Rückförderrichtung bezeichnet werden.
Der Schließkörper 31c des ersten Rückschlagventils 31 ist an eine Platte 31p angeformt. In der Platte 31p hat es eine U-förmige Ausstanzung, so dass eine Art Zunge 31z stehen bleibt. Der angeformte Schließkörper 31c befindet sich am Ende der elastisch biegbaren Zunge 31z. Entsprechend aufgebaut ist auch das zweite Rückschlagventil 32. Der Schließkörper 32c des zweiten Rückschlagventils 32 befindet sich an einer Platte 32p, an der eine Zunge 32z durch Stanzen angeformt ist. Am Ende der elastisch biegbaren Zunge 32z befindet sich der Schließkörper 32c.
Die Platte 31p ist in das Ventilgehäuse 30g eingebaut und wird von einer Zwischenplatte 44 und einer Deckplatte 46 in dem Ventilgehäuse 30g festgehalten. Die Platte 32p des zweiten Rückschlagventils 32 ist durch eine Verschlussplatte 48 im Gehäuse 30g fixiert.
Beim dargestellten bevorzugt ausgewählten Ausführungsbeispiel befinden sich der Ventilsitz 31a an der Zwischenplatte 44, der Ventilsitz 31b am Ventilgehäuse 30g, der Ventilsitz 32a an der Verschlussplatte 48 und der Ventilsitz 32b am Ventilgehäuse 30g.
Die Platte 31p des ersten Rückschlagventils 31 ist in dem Ventilgehäuse 30g so eingebaut und fixiert, dass bei nicht betätigtem Magnet 34 der Schließkörper 31c aufgrund der Elastizität der Zunge 31z mit elastischer Vorspannung gegen den Ventilsitz 31a vorgespannt wird. Die Platte 32p des zweiten Rückschlagventils 32 ist so in das Ventilgehäuse 30g eingebaut, dass bei nicht betätigtem Magnet 34 der Schließkörper 32c aufgrund der Elastizität der Zunge 32z mit elastischer Vorspannung gegen den Ventilsitz 32a vorgespannt ist. Vgl. Fig. 4A und 5A.
Der Magnet 34 hat einen Magnetkern 34a und eine Magnetspule 34b (Fig. 5A und 5B).
Wenn die Magnetspule 34b bestromt wird, zieht der Magnetkern 34a den Schließkörper 31c des ersten Rückschlagventils 31 gegen den Ventilsitz 31b. Bei bestromter Magnetspule 34b wird der Schließkörper 31c aufgrund der Magnetkraft mit elastischer Vorspannung gegen den zweiten Ventilsitz 31b beaufschlagt. Entsprechend wird bei bestromter Magnetspule 34b der Schließkörper 32c des zweiten Rückschlagventils 32 gegen den zweiten Ventilsitz 32b mit elastischer Vorspannung beaufschlagt.
Die Figuren 4A und 5A zeigen die Ventileinrichtung 30 in der Schaltstellung bei nicht bestromtem Magnet 34, und die Figuren 4B und 5B zeigen die Schaltstellung bei bestromtem Magnet 34.
Bei nicht bestromtem Magnet 34 während eines Saughubs, d. h. während sich der Kompressionsraum 20 vergrößert, ergibt sich die erste Strömungsrichtung 41A, wie in den Figuren IA und 4A und 5A dargestellt. Während eines Kompressionshubs, d. h. wenn sich der Kompressionsraum 20 verkleinert, ergibt sich die zweite Strömungsrichtung 42A, wie in den Figuren IA, 4A und 5A dargestellt.
Bei bestromtem Magnet 34 sind die Strömungsrichtungen gerade umgekehrt. Durch Bestromen des Magneten 34 erhält man entgegengesetzte Strömungsrichtungen. Bei bestromtem Magnet 34 erhält man bei arbeitender Arbeitswand 24 die in den Figuren IB, 4B und 5B durch Pfeile 41B und 42B symbolhaft dargestellte entgegengesetzte Strömungsrichtung.
Mit anderen Worten, durch entsprechendes Ansteuern des Magneten 34 kann die erste Strömungsrichtung 41A bzw. 41B zwischen dem ersten Fluidanschluss 21 und dem
Kompressionsraum 20 umgekehrt werden. Ebenso kann durch entsprechendes Ansteuern des Magneten 34 auch die zweite Strömungsrichtung 42A bzw. 42B zwischen dem Kompressionsraum 20 und dem zweiten Fluidanschluss 20 umgekehrt werden.
Bei dem bevorzugt ausgewählten, beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die
Ventileinrichtung 30 so ausgeführt, dass bei nicht bestromtem Magnet 34 bei arbeitender Arbeitswand 24 das Fluid aus dem Fluidvorratsbehälter 4 zum Einspritzventil 8 gepumpt wird und dass bei bestromtem Magnet 34 die Pumpe 6 das Fluid aus der Fluidleitung 10 zurück in den Fluidvorratsbehälter 4 transportiert. Es sei aber erwähnt, dass die Ventileinrichtung 30 auch in der Weise ausgeführt werden kann, dass bei bestromtem Magnet 34 die Pumpe 6 aus dem Fluidvorratsbehälter 4 zum Einspritzventil 8 pumpt und bei nicht bestromtem Magnet fördert die Pumpe 6 das Fluid aus der Fluidleitung 10 zurück in den Fluidvorratsbehälter 4.

Claims

Ansprüche
1. Fluidfördereinrichtung mit einer Pumpe (6) mit einem sich abwechselnd vergrößernden und verkleinernden Kompressionsraum (20) zum Fördern eines Fluids, mit einem ersten Fluidanschluss (21), mit einem zweiten Fluidanschluss (22) und mit einer eine erste Strömungsrichtung (41A, 41B) zwischen dem ersten Fluidanschluss (21) und dem Kompressionsraum (20) und eine zweite Strömungsrichtung (42 A, 42B) zwischen dem zweiten Fluidanschluss (22) und dem Kompressionsraum (20) steuernde Ventileinrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (30) mindestens einen ansteuerbaren Steller (34) aufweist und über den mindestens einen Steller (34) die erste Strömungsrichtung (41A, 41B) und die zweite Strömungsrichtung (42A, 42B) umkehrbar sind.
2. Fluidfördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidanschluss (21) mit einem Fluidvorratsbehälter (4) kommuniziert und dass an dem zweiten Fluidanschluss (22) ein Einspritzventil ©angeschlossen ist.
3. Fluidfördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine temperaturabhängig fest werdende Flüssigkeit ist.
4. Ventileinrichtung für eine Pumpe mit einem sich abwechselnd vergrößernden und verkleinernden Kompressionsraum (20), zum Steuern einer ersten Strömungsrichtung (41A, 41B) zwischen dem Kompressionsraum (20) und einem ersten Fluidanschluss (21) und einer zweiten Strömungsrichtung (42A, 42B) zwischen dem Kompressionsraum (20) und einem zweiten Fluidanschluss (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (30) mindestens einen ansteuerbaren Steller (34) aufweist und über den mindestens einen Steller (34) die erste Strömungsrichtung (41A, 41B) und die zweite Strömungsrichtung (42A, 42B) umkehrbar sind.
5. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (30) ein die erste Strömungsrichtung (41A, 41B) zwischen dem Kompressionsraum (20) und dem ersten Fluidanschluss (21) steuerndes, betätigbares, erstes Rückschlagventil (31) und ein die zweite Strömungsrichtung (42A, 42B) zwischen dem Kompressionsraum (20) und dem zweiten Fluidanschluss (22) steuerndes, betätigbares, zweites Rückschlagventil (32) umfasst.
6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (31) in eine erste Schaltstellung und in eine zweite Schaltstellung betätigbar ist, wobei in der ersten Schaltstellung des ersten Rückschlagventils (31) das erste Rückschlagventil (31) ein Strömen des Fluids vom ersten Fluidanschluss (21) in den Kompressionsraum (20) erlaubt und ein Strömen des Fluids vom Kompressionsraum (20) zum ersten Fluidanschluss (21) verhindert, und in der zweiten Schaltstellung des ersten Rückschlagventils (31) das erste Rückschlagventil (31) ein Strömen des Fluids aus dem Kompressionsraum (20) zum ersten Fluidanschluss (21) erlaubt und ein Strömen des Fluids vom ersten Fluidanschluss (21) in den Kompressionsraum (20) verhindert.
7. Ventileinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (31) einen Schließkörper (31c), einen mit dem ersten Fluidanschluss (21) verbundenen ersten Ventilsitz (31a) und einen mit dem Kompressionsraum (20) verbundenen zweiten Ventilsitz (31b) aufweist, wobei der Schließkörper (31c) in der ersten Schaltstellung gegen den ersten Ventilsitz (31a) und in der zweiten Schaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz (31b) elastisch vorgespannt ist.
8. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rückschlagventil (32) in eine erste Schaltstellung und in eine zweite Schaltstellung betätigbar ist, wobei in der ersten Schaltstellung des zweiten
Rückschlagventils (32) das zweite Rückschlagventil (32) ein Strömen des Fluids aus dem Kompressionsraum (20) zum zweiten Fluidanschluss (22) erlaubt und ein Strömen des Fluids vom zweiten Fluidanschluss (22) in den Kompressionsraum (20) verhindert und in der zweiten Schaltstellung des zweiten Rückschlagventils (32) das zweite Rückschlagventil (32) ein Strömen des Fluids vom zweiten Fluidanschluss (22) in den Kompressionsraum (20) erlaubt und ein Strömen des Fluids aus dem Kompressionsraum (20) zum zweiten Fluidanschluss (22) verhindert.
9. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rückschlagventil (32) einen Schließkörper (32c), einen mit dem
Kompressionsraum (20) verbundenen ersten Ventilsitz (32a) und einen mit dem zweiten Fluidanschluss (22) verbundenen zweiten Ventilsitz (32b) aufweist, wobei der Schließkörper (32c) in der ersten Schaltstellung gegen den ersten Ventilsitz (32a) und in der zweiten Schaltstellung gegen den zweiten Ventilsitz (32b) elastisch vorgespannt ist.
10. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steller (34) die beiden Rückschlagventile (31, 32) im wesentlichen zeitgleich umsteuert.
11. Verfahren zum Betreiben einer Fluidfördereinrichtung (2) mit einer Pumpe (6) mit einem sich abwechselnd vergrößernden und verkleinernden Kompressionsraum (20) zum Fördern eines Fluids, mit einem ersten Fluidanschluss (21), mit einem zweiten Fluidanschluss (22) und mit einer Ventileinrichtung (30), die während einer Förderphase eine Strömung des Fluids vom ersten Fluidanschluss (21) durch die Ventileinrichtung (30) in den Kompressionsraum (20) und aus dem Kompressionsraum (20) durch die Ventileinrichtung (30) zum zweiten Fluidanschluss (22) gestattet, dadurch gekennzeichnet, dass im zeitlichen Anschluss an die Förderphase ein Steller (34) der Ventileinrichtung (30) angesteuert wird, wodurch die Ventileinrichtung (30) in einer Rückförderphase eine Strömung des Fluids vom zweiten Fluidanschluss (22) durch die Ventileinrichtung (30) in den Kompressionsraum (20) und aus dem Kompressionsraum (20) durch die Ventileinrichtung (30) zum ersten Fluidanschluss (21) gestattet.
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