用于傳輸介質(zhì)的薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于容積傳輸介質(zhì)的工作薄膜（14）。在安裝狀態(tài)（28）下，所述工作薄膜（14）被接收在部件（30、38）之間。所述工作薄膜（14）被連接到致動器（10、12）上以進行傳輸行程。所述工作薄膜（14）通過支持元件（18、54）穩(wěn)定在彈性區(qū)域（26）中。
【專利說明】用于傳輸介質(zhì)的薄膜
【背景技術(shù)】
[0001]在傳輸設(shè)備中，例如在用于傳輸工作介質(zhì)的薄膜泵中，工作薄膜是主要使用彈性材料制成的。利用所述傳輸設(shè)備，尤其是薄膜泵，能夠傳輸例如工作材料/輔助材料或者工作介質(zhì)，例如如水狀尿素溶液的還原劑，所述水狀尿素溶液在廢氣后處理系統(tǒng)中用于還原廢氣中的NOx成分。
[0002]然而，主要用彈性材料制成的工作薄膜被限制在用于至多約6bar的低壓范圍中。原則上，這種工作薄膜的目的是通過聯(lián)接與致動器相連接的機械構(gòu)件能夠振蕩地且持續(xù)地產(chǎn)生用于吸取的低壓或用于傳輸體積的壓力的交變。
[0003]為此使用的工作薄膜一般通過墊板和殼體鎖定并且對外密封。
[0004]從DE41 19 228C2已知這種工作薄膜及其工作原理。為了避免在壓力交變條件下進行校正，根據(jù)DE41 19 228C2的技術(shù)方案提出，所述工作薄膜的彈性、運動的(即可樞轉(zhuǎn)的)區(qū)域通過加墊附加元件施加預(yù)應(yīng)力。特別地，使用由泡沫材料制成的支持元件，以緩沖所述工作薄膜形成噪聲的固有振動。
[0005]為了執(zhí)行傳輸運動，所述工作薄膜必須具有在執(zhí)行傳輸運動時變形的彈性區(qū)域。然而，這對所述工作薄膜的彈性區(qū)域提出了非常高的機械要求，并且只具有受限的使用壽命。此外，在存在壓力差時，所述工作薄膜的彈性區(qū)域像氣球似地鼓起，從而使所述傳輸體積依賴于壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出，在用于容積傳輸流體介質(zhì)的工作薄膜上存在用支持元件穩(wěn)定的區(qū)域，所述區(qū)域使所述薄膜彈性變形且在傳輸行程時出現(xiàn)最高機械載荷，所述工作薄膜被構(gòu)造為大致盤形的。
[0007]利用所述支持元件能夠局部強化已經(jīng)使用的工作薄膜，并且因而使它適用于更高的工作壓力。通過所述強化避免特別是在更高的運行壓力時所述工作薄膜出現(xiàn)氣球狀變形。這種變形使由所述工作薄膜限界的元件空間的體積改變，并因而影響傳輸量。此外，所述工作薄膜的使用壽命通過使用支持元件而明顯延長。
[0008]所述工作薄膜的穩(wěn)定性能夠進一步改善，其中，所述工作薄膜的穩(wěn)定性附加地通過金屬表面硬化、纖維和/或織物表面硬化進行強化。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的支持元件在一實施例中實施為支持盤。
[0010]在本發(fā)明的另一實施變型中，所述支持元件實施為蘑菇狀的或者郁金香狀的支持結(jié)構(gòu)。
[0011]以有利的方式，通過所述支持盤或者通過使用支持軸環(huán)，對工作薄膜，尤其是在所述薄膜的彈性區(qū)域下面使用被用于穩(wěn)定的強化零件。所述支持盤或者支持軸環(huán)的制造材料可以是金屬材料，例如板，稀有金屬合金鋼或塑料，例如熱塑性塑料。在所述工作薄膜的往復(fù)運動中，在壓力增大時，元件空間不變大，并且所述元件空間的體積保持相等，因為所述支持盤阻止了軟的彈性零件的變形。[0012]根據(jù)本發(fā)明提出的薄膜通過支持元件，例如支持盤或者支持軸環(huán)，支承而夾緊在兩個部件，殼體部件和中間板之間。所述工作薄膜的密封能夠通過在所述工作薄膜的邊緣區(qū)域構(gòu)成的徑向密封凸起實現(xiàn)。為了在溫度提高時使所述彈性材料膨脹，在本發(fā)明中利用支持元件支持的工作薄膜具有膨脹空間。這個膨脹空間以有利的方式設(shè)置在密封凸起和分隔肋之間并且能夠使所述彈性材料在溫度升高和接收介質(zhì)時膨脹。此外，在所述薄膜的元件空間上部，即在它的上側(cè)以有利的方式設(shè)置一附加容積，以在這里保證所述工作薄膜的材料的膨脹空間。
[0013]所述支持元件，例如支持盤或者支持軸環(huán)，可被擠壓、螺紋擰緊、焊接或者也可被粘結(jié)。所述支持元件被從下面擠壓到銜鐵或者活塞上，在它的上側(cè)是所述薄膜，并且因此不必被噴射到橡膠材料中或者布置在元件空間中。由此排除了在通常設(shè)置于元件空間中的布置中出現(xiàn)密封中斷，所述密封中斷導(dǎo)致強制泄漏或者損壞。所述銜鐵或者活塞所述致動器的一部分，往復(fù)運動利用所述致動器產(chǎn)生并且傳遞到所述工作薄膜上。
[0014]優(yōu)選地，所述支持盤的邊緣被圓整，其中，所述圓形的半徑選擇為使所述工作薄膜在往復(fù)運動時通過所述銜鐵或者活塞在半徑上展開。[0015]在一個有利的實施變型中，在下側(cè)上支持所述薄膜的支持元件允許被構(gòu)造為支持軸環(huán)。這個部件能夠用金屬材料，例如以沖彎技術(shù)制造。所述支持軸環(huán)的優(yōu)點是主要改善了安裝，因為柔韌的壁擴張是可能的。在所述支持軸環(huán)的壁區(qū)域中設(shè)置有附加的縫隙，所述安裝力可變化。另外，這形成了在所述郁金香狀支持元件的內(nèi)側(cè)設(shè)置位于半徑區(qū)域中的附加壓花，并且因此得到吸收壓力的面的附加強化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提出的工作薄膜的特征尤其在于，它可在壓力≥6bar的情形下使用，并且尤其在用于汽車領(lǐng)域時具有長的使用壽命。它能夠進行容積傳輸，從而能夠省去壓力傳感器。通過由支持元件，例如支持盤或者支持軸環(huán)支持的工作薄膜允許得到不依賴于溫度的傳輸性能，不存在上述氣球效應(yīng)，尤其在高溫和高壓時。
[0017]通過在支持盤上設(shè)置的滾動半徑，所述薄膜在整個往復(fù)運動中通過所述銜鐵緊貼到所述支持盤上。因而在所述運動的每個階段獲得所述穩(wěn)定作用。
[0018]附加地，所述工作薄膜允許通過引入金屬表面硬化、纖維和/或織物表面硬化進行強化。這進一步改善了所述薄膜的耐壓性，并且顯著延長所述工作薄膜的使用壽命。
[0019]利用根據(jù)本發(fā)明提出的工作薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸體積保持相等，即不依賴于所述薄膜材料的膨脹和溫度影響。同樣，所述傳輸體積對壓力的依賴性減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，其中:
[0021]圖1示出通過接收銜鐵的支持元件(這里以盤形式)支持的工作薄膜；
[0022]圖2示出在安裝于殼體和中間板之間的狀態(tài)下由支持元件支持的工作薄膜；
[0023]圖3示出通過支持軸環(huán)支持的工作薄膜；
[0024]圖4示出所述設(shè)有壓花和縫隙的支持軸環(huán)從下側(cè)觀察的透視圖；
[0025]圖5示出所述設(shè)有壓花的支持軸環(huán)從下側(cè)觀察的再現(xiàn)視圖；和
[0026]圖6示出普通薄膜或容積傳輸薄膜的流量特性曲線。【具體實施方式】
[0027]在圖1中示出受到被接收在銜鐵上的盤狀支持元件支持的工作薄膜。
[0028]圖1示出利用側(cè)凹16牢固地接收在銜鐵10的銜鐵頭部12上的工作薄膜14。工作薄膜14和銜鐵10的銜鐵頭部12之間的連接能夠例如通過硫化進行。銜鐵10將往復(fù)運動傳遞到工作薄膜14上，工作薄膜14通過往復(fù)運動而在彈性區(qū)域26中變形。為了穩(wěn)定工作薄膜14，支持盤18接收在銜鐵10上。銜鐵10和支持盤18之間的連接通過擠壓連接、焊接連接、粘結(jié)連接和/或螺紋連接20實現(xiàn)。支持盤18的邊緣設(shè)有滾動半徑48。通過支持盤18上的滾動半徑48，薄膜14在整個往復(fù)運動過程中通過銜鐵10緊貼在支持盤18上。因而在所述運動的每個階段中獲得所述穩(wěn)定作用。工作薄膜14的邊緣22被強化并且包圍凹部24。
[0029]在這個以及另外的實施例中，工作薄膜14允許附加地通過引入金屬表面硬化、纖維和/或織物表面硬化進行強化。這進一步改進了工作薄膜14的耐壓性并且顯著延長了工作薄膜14的使用壽命。
[0030]圖2示出了在安裝狀態(tài)下由盤形支持元件支持的工作薄膜。
[0031]圖2示出工作薄膜14裝配在殼體部分31和中間板30之間的狀態(tài)28，工作薄膜14通過側(cè)凹16牢固地接收在銜鐵10的銜鐵頭部12上。支持盤18接收在銜鐵10上。銜鐵10通過開口 51導(dǎo)入殼體部分31中。殼體部分31還具有池槽形凹部52，用于接收支持盤18的充足空間和空腔50。工作薄膜14的下側(cè)36貼靠在殼體部分31的支持面38上。中間板30布置在工作薄膜14上方。工作薄膜14的加厚邊緣22用作密封凸起44，并且與布置在中間板30上的分隔肋46、中間板30和凹部24限界膨脹空間40。工作薄膜14由于接收了所傳輸?shù)慕橘|(zhì)而膨脹起來或者由于溫度升高而伸展，附加容積通過膨脹空間40接收。分隔肋46、工作薄膜14的上側(cè)34和中間板30在工作薄膜14的上部構(gòu)成元件空間或者行程體積32。元件空間32和空腔50的大小適應(yīng)銜鐵10所需要的行程或者所需要的傳輸體積。所述傳輸體積在溫度和/或壓力變化時幾乎保持不變。工作薄膜14的熱膨脹通過利用支持盤18穩(wěn)定而使接收膨脹空間40的、壓力引起的變形減小。
[0032]圖3中示出本發(fā)明的又一實施例，其中，所述工作薄膜通過支持軸環(huán)支持。
[0033]圖3示出利用側(cè)凹16牢固地接收在銜鐵10的銜鐵頭部12上的工作薄膜14。在銜鐵10往復(fù)運動時，工作薄膜14在彈性區(qū)域26中變形。為了穩(wěn)定工作薄膜14，支持軸環(huán)54布置在銜鐵10上。支持軸環(huán)54優(yōu)選通過壓連接進行固定，在壓連接時，支持軸環(huán)54的凸緣62擠壓銜鐵10。支持軸環(huán)54的位置選擇為使工作薄膜14的彈性區(qū)域26下側(cè)36貼靠在支持軸環(huán)54的支持側(cè)64上。工作薄膜14的邊緣22被強化，包圍凹部24，如上述實施例變型那樣。
[0034]圖4中示出設(shè)有壓花和縫隙的支持軸環(huán)從下側(cè)觀察的透視圖。
[0035]圖4以從下側(cè)觀察的透視圖示出支持軸環(huán)54。支持面64在邊緣66的區(qū)域中向下側(cè)彎曲。在支持軸環(huán)54中部，支持面64以大的彎曲過渡到凸緣62中。彎曲半徑的大小位于所述材料的厚度范圍內(nèi)。凸緣62被構(gòu)造成使具有凸緣62的支持軸環(huán)54通過擠壓而可與銜鐵10連接。支持軸環(huán)54在這里被定位成使它從下面推銜鐵頭部12并且支持工作薄膜14的下側(cè)37。
[0036]所述支持軸環(huán)優(yōu)選通過沖彎技術(shù)構(gòu)成。這允許所述支持軸環(huán)柔性地調(diào)整凸緣62的壁擴張。壓入力優(yōu)選通過使卸載縫隙58布置在從凸緣62到支持面64和/或凸緣62的過渡區(qū)域中而進一步被改變。在圖4所示的實施例變型中布置了三個卸載縫隙58，兩個卸載縫隙58構(gòu)成120°角度。根據(jù)所需要的壓入力也可設(shè)置更多或更少的卸載縫隙58。為了使壓力從支持面64更好地傳遞到凸緣62上和因而傳遞到銜鐵10上，強化壓花56優(yōu)選布置在位于凸緣62和支持面64之間的過渡區(qū)域中。在適當(dāng)?shù)膶嵤├?，支持軸環(huán)54具有三個強化壓花56，在這里被實施為橢圓形溝槽。三個強化壓花56圍繞凸緣62布置，其中，兩個強化凸緣之間成120°角度。強化壓花56也可實施為其它型式，例如實施為通過支持面64和凸緣62之間的彎曲構(gòu)成直的溝槽。同樣也可安裝更大或更小數(shù)量的強化壓花56。
[0037]圖5示出設(shè)有壓花的支持軸環(huán)從下側(cè)觀察的透視圖。
[0038]圖5以從下側(cè)觀察的透視圖示出支持軸環(huán)54的又一實施例。支持軸環(huán)54具有支持面64，支持面64在邊緣66的區(qū)域中向下側(cè)彎曲。凸緣62在支持面64中部通過材料大的彎曲進行變形。為了改善壓力從支持面64傳遞到凸緣62，在這里所示的實施例變型中布置三個被實施為橢圓形溝槽的強化壓花56。例如上述實施例變型已說明，按照對構(gòu)件強度的要求也可設(shè)置其它數(shù)量和/或形狀的強化壓花56。
[0039]圖6中示出使用具有常規(guī)薄膜的泵和使用具有容積傳輸薄膜的泵時流量的特性曲線。
[0040]圖6示出使用兩種薄膜泵時流體介質(zhì)的流量Q關(guān)于壓力ρ的對比實例。線70表示具有常規(guī)工作薄膜的泵的特性曲線。流量Q隨著壓力P的升高而明顯下降。線68表示具有根據(jù)本發(fā)明的容積傳輸工作薄膜的泵的特性曲線。流量Q隨壓力增加而減小的不希望的減小量明顯降低。
[0041]裝備有根據(jù)本發(fā)明的工作薄膜的薄膜泵尤其適合用作工作材料/輔助材料或者工作介質(zhì)的傳輸設(shè)備。通過流量幾乎不依賴于壓力和溫度省去了昂貴地測量流量和/或壓力。這種傳輸設(shè)備通過穩(wěn)定的流量也適用于醫(yī)學(xué)技術(shù)用途。
【權(quán)利要求】
1.一種用于容積傳輸流體的工作薄膜(14)，所述工作薄膜(14)在安裝狀態(tài)(28)下接收在部件(30、38)之間并且與致動器(10、12)相連接，所述致動器用于執(zhí)行傳輸行程，其特征在于， 所述工作薄膜(14)在彈性區(qū)域(26)中由支持元件(18、54)穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述工作薄膜(14)使用金屬表面硬化、纖維和/或織物表面硬化進行強化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工作薄膜(14)，其特征在于，膨脹空間(40)布置在所述工作薄膜(14)和中間板(30)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的工作薄膜(14)，其特征在于，附加容積設(shè)置在所述工作薄膜(14)上部的元件空間(32)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述工作薄膜(14)具有密封凸起(44)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的工作薄膜(44)，其特征在于，所述支持元件(18.54)通過擠壓、焊接、粘結(jié)和/或螺紋連接而接收在致動器銜鐵(10)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持元件(18.54)被實施為支持盤(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持盤(18)在邊緣上具有滾動半徑(48)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持元件(18、54)被實施為支持軸環(huán)(54)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持軸環(huán)(54)具有至少一個強化壓花(56)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持軸環(huán)(54)具有至少一個卸載縫隙(58)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的工作薄膜(14)，其特征在于，所述支持軸環(huán)(54)用彈簧板或熱塑性塑料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的工作薄膜(14)在用于容積傳輸流體的薄膜泵中的應(yīng)用。
【文檔編號】F04B43/02GK103688055SQ201280032790
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】W·克尼斯, O·普里斯尼茨, C·瓦萊策克, G·嫩特維希 申請人:羅伯特·博世有限公司