DE102009027713A1 - Exhaust gas after-treatment device for internal-combustion engine, has seal provided between dosing module and exhaust pipe, where seal is made of small heat conductivity material - Google Patents

Exhaust gas after-treatment device for internal-combustion engine, has seal provided between dosing module and exhaust pipe, where seal is made of small heat conductivity material Download PDF

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Jochen Doehring
Wolfgang Ripper
Markus Buerglin
Tobias Hoeffken
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

The device (1) has two protection plates (6, 20) and a dosing module (3) arranged an opening (7) of an exhaust pipe (2) in a locking manner for injecting an exhaust gas after-treatment unit into the exhaust pipe. A seal (8) made of a material with small heat conductivity lies between the dosing module and the exhaust pipe, where the seal surrounds the opening. The seal is manufactured from glass or mica. The seal includes a cone (22), which extends through by the opening.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Nachbehandeln von durch ein Abgasrohr strömenden Abgas einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem eine Öffnung des Abgasrohrs verschließend angeordneten Dosiermodul zum Einspritzen von Abgasnachbehandlungsmittel in das Abgasrohr.The The invention relates to an exhaust aftertreatment device for aftertreatment from flowing through an exhaust pipe Exhaust gas of an internal combustion engine, with at least one opening of the Closing the exhaust pipe arranged metering module for injecting exhaust aftertreatment agent in the exhaust pipe.

Stand der TechnikState of the art

Abgasnachbehandlungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere bei der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren hat sich die sogenannte SCR-Technik (SCR = Selektive Catalytic Reduction; Selektive katalytische Reduktion) bewährt. Dabei wird dem Abgas vor seinem Eintritt in einen sogenannten SCR-Katalysator ein Abgasnachbehandlungsmittel beigemischt, welches in dem SCR-Katalysator zusammen mit dem Abgas reagiert. Zum Einbringen des Abgasnachbehandlungsmittels in das Abgas ist ein Dosiermodul vorgesehen, welches das Abgasnachbehandlungsmittel in das Abgasrohr einspritzt. Dazu weist das Abgasrohr zweckmäßigerweise eine Öffnung auf, welche von dem an dem Abgasrohr angeordneten Dosiermodul verschlossen wird, sodass kein Abgas aus dem Abgasrohr in die Umgebung gelangen kann. Das Dosiermodul wird dabei in der Regel zurückgesetzt zu dem Abgasrohr an einem Flansch angebracht, um es vor einer zu großen Wärmeeinbringung durch das Abgas zu schützen. Durch eine derartige zurückgesetzte Anordnung können jedoch feine Tropfen durch eine Sekundärströmung abgelenkt und an den kühlen Wänden des das Dosiermodul haltenden Flansches abgeschieden werden. Daraus kann sich im späteren Verlauf kristalliner Harnstoff bilden, und bei heißeren Betriebspunkten auch noch weitere Folgeprodukte.exhaust aftertreatment devices of the type mentioned are known from the prior art. In particular, in the exhaust aftertreatment of diesel engines has the so-called SCR technique (SCR = Selective Catalytic Reduction; Selective catalytic reduction) proven. This is the exhaust before its entry into a so-called SCR catalyst an exhaust aftertreatment agent admixed in the SCR catalyst together with the exhaust gas responding. For introducing the exhaust gas aftertreatment agent into the exhaust gas a metering module is provided, which the exhaust aftertreatment agent injected into the exhaust pipe. For this purpose, the exhaust pipe expediently an opening which is closed by the dosing module arranged on the exhaust pipe so that no exhaust gas from the exhaust pipe into the environment can. As a rule, the dosing module is reset attached to the exhaust pipe to a flange to it in front of a huge heat input to protect by the exhaust gas. By such a reset Arrangement can however, fine drops are deflected by a secondary flow and on the cool walls of the the dosing module holding flange are deposited. from that may be in the later Form course crystalline urea, and at hotter operating points too even more derived products.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr eine die Öffnung umgebende Dichtung aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit liegt. Zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr ist also eine Dichtung vorgesehen, die die Öffnung umgibt und aus einem Material gefertigt ist, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit, insbesondere eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Stahl aufweist. Die Dichtung verhindert zum Einen, dass Abgas aus dem Abgasrohr in die Umgebung entweichen kann. Bisher wurde dies durch eine entsprechende Dimensionierung des Dosiermoduls und der Öffnung oder eines die Öffnung aufweisenden Bereiches des Abgasrohrs gewährleistet. Dadurch, dass die Dichtung zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr liegt, hält die Dichtung des Weiteren das Dosiermodul und das Abgasrohr beabstandet zueinander und wirkt aufgrund seiner Ausbildung mit geringer Wärmeleitfähigkeit als Wärmeisolator. Durch die Fertigung der Dichtung aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit wird insbesondere die von dem Abgas auf das Abgasrohr abgegebene Wärme nicht oder nur geringfügig auf das Dosiermodul weitergeleitet. Das Dosiermodul unterliegt somit letztendlich einer geringeren Wärmezufuhr im Betrieb, sodass es näher zu dem Abgas angeordnet werden kann. Dadurch ergeben sich Vorteile sowohl bezüglich des Bauraums als auch bezüglich der Einspritzmöglichkeiten in das Abgas. Die Dichtung aus Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gewährleistet, dass im Dosierbetrieb die Siedetemperatur des dosierten Abgasnachbehandlungsmittels sowie im Nicht-Dosier-Betrieb die maximal zulässige Einsatztemperatur des Dosiermoduls nicht überschritten wird. Dadurch, dass das Dosiermodul nunmehr auch näher zu dem Abgas an dem Abgasrohr angeordnet werden kann, wird auch die Gefahr der Bildung von kristallinem Harnstoff an kühlen Bereichen des Abgasrohrs verringert.The Exhaust after treatment device according to the invention is characterized in that between the dosing and the Exhaust pipe an the opening surrounding gasket made of a material with low thermal conductivity lies. So between the dosing and the exhaust pipe is a Seal provided the opening surrounds and is made of a material that has a low thermal conductivity, in particular a lower thermal conductivity as steel. The seal prevents the one hand, that exhaust can escape from the exhaust pipe into the environment. So far this by an appropriate dimensioning of the dosing and the opening or one having the opening Ensured area of the exhaust pipe. Characterized in that the seal between the dosing and the exhaust pipe lies, stops the seal further spaced the metering module and the exhaust pipe to each other and acts due to its training with low thermal conductivity as a heat insulator. By making the seal from a material with less thermal conductivity In particular, the emitted from the exhaust gas to the exhaust pipe Heat not or only slightly forwarded to the metering module. The dosing module is thus subject ultimately a lower heat input in operation, making it closer can be arranged to the exhaust gas. This results in benefits both regarding of the installation space as well as re the injection possibilities in the exhaust. The seal made of material with low thermal conductivity guaranteed that in the metering operation, the boiling temperature of the metered exhaust aftertreatment agent and in non-dosing operation, the maximum permissible operating temperature of the Dosing module not exceeded becomes. Due to the fact that the dosing module now also closer to the Exhaust gas can be arranged on the exhaust pipe, also the danger of Formation of crystalline urea at cool areas of the exhaust pipe reduced.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dichtung eine kleine Auflagefläche, insbesondere kleiner als 350 mm2, bevorzugt kleiner als 150 mm2 aufweist. Darüber hinaus weist die Dichtung bevorzugt eine große Höhe, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 2 mm, auf. Durch die Dimensionierung der Dichtung und insbesondere durch die damit verbundene Größe der Kontaktfläche mit dem Abgasrohr beziehungsweise mit dem Dosiermodul wird der Wärmedurchgangswiderstand der Dichtung weiter erhöht, sodass das Dosiermodul noch näher zu dem Abgas angeordnet werden kann. Besonders bevorzugt ist die Dichtung in unmittelbarer Nähe zu einer Einspritzdüse des Dosiermoduls angeordnet. Dadurch kann zum Einen die Dimension der Dichtung klein gehalten und zum Anderen auf eine weitergehende gasdichte Befestigung des Dosiermoduls verzichtet werden, was eine bessere thermische Entkopplung ermöglicht.According to an advantageous development, it is provided that the seal has a small bearing surface, in particular smaller than 350 mm 2 , preferably smaller than 150 mm 2 . In addition, the seal preferably has a high height, in particular greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm. By dimensioning the seal and in particular by the associated size of the contact surface with the exhaust pipe or with the dosing of the heat transfer resistance of the seal is further increased, so that the dosing can be arranged even closer to the exhaust gas. Particularly preferably, the seal is arranged in the immediate vicinity of an injection nozzle of the metering module. As a result, on the one hand, the dimension of the seal can be kept small and, on the other hand, a further gas-tight attachment of the dosing module can be dispensed with, which enables better thermal decoupling.

Vorteilhafterweise ist die Dichtung zumindest im Wesentlichen aus Glas gefertigt. Da der Wärmeleitkoeffizient von Glas bei 0,76 W/m2K liegt, und damit deutlich unterhalb des Wärmeleitkoeffizienten von Stahl, werden die Temperaturen des Dosiermoduls im Betrieb deutlich verringert, ohne dass dabei die Temperaturen im Abgasstrang beziehungsweise in dem Abgasrohr, insbesondere auf der Innenseite des Abgasrohrs, beeinflusst werden, sodass insbesondere eine Ablagerung von Tröpfchen des Abgasnachbehandlungsmittels unterbleibt. in einer alternativen Ausführungsform ist die Dichtung zumindest im Wesentlichen aus Glimmer gefertigt. Als Glimmer beziehungsweise Glimmergruppe wird eine Gruppe von Schichtsilikaten bezeichnet, die einen hohen Wärmeleitwiderstand beziehungsweise eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Gleichzeitig gewährleistet Glimmer einen hohen Dichtungsgrad, sodass mit einer entsprechend geformten Dichtung aus Glimmer sämtliche oben beschriebenen Erfordernisse erfüllt werden können.Advantageously, the seal is at least substantially made of glass. Since the coefficient of thermal conductivity of glass at 0.76 W / m 2 K, and thus significantly below the coefficient of thermal conductivity of steel, the temperatures of the dosing are significantly reduced during operation, without affecting the temperatures in the exhaust system or in the exhaust pipe, in particular on the Inside the exhaust pipe, are influenced, so that in particular a deposition of droplets of the exhaust aftertreatment agent is omitted. In an alternative embodiment, the seal is at least substantially made of mica. The term mica or mica group refers to a group of phyllosilicates that have high levels of heat have resistance or a low thermal conductivity. At the same time mica ensures a high degree of sealing, so that all the requirements described above can be met with a correspondingly shaped seal made of mica.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Dichtung einen Konus auf, der sich durch die Öffnung hindurch erstreckt. Der Konus dient zum Einen zur Strahlführung des von dem Dosiermodul abgegebenen Abgasnachbehandlungsmittels und zum Anderen zum Überdecken beziehungsweise Verdecken von möglichen Ablagerungsstellen. Insbesondere, wenn das Dosiermodul an dem Flansch des Abgasrohres zurückgesetzt befestigt wird, beziehungsweise an einem zurückgesetzten Stutzen, können Spalte gebildet werden, in denen sich leicht die feinen Tropfen des Abgasnachbehandlungsmittels festsetzen können. Durch den Konus können derartige Spalte überdeckt und somit ein Ablagern von Abgasnachbehandlungsmittel vermieden werden. Die Wärme aus dem Abgas führt zu einer derartigen Erhitzung des Konus, dass daran befindliche Ablagerungen wieder verbrannt beziehungsweise abgebaut werden können.To a preferred embodiment of Invention, the seal has a cone extending through the opening extends. The cone serves on the one hand for the beam guidance of the dosing module discharged exhaust aftertreatment agent and on the other to cover or obscuring possible Sites of deposit. In particular, when the metering module on the flange the exhaust pipe reset can be fixed, or at a recessed neck, column be formed, in which easily the fine drops of the exhaust aftertreatment agent can fix. Through the cone can such column covers and thus avoiding deposition of exhaust aftertreatment agent become. The heat out of the exhaust gas to such a heating of the cone, that thereon Deposits can be burned or dismantled again.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr ein die Öffnung bildendes erstes Schutzblech angeordnet. Das Schutzblech wird beispielsweise an einem Flansch des Abgasrohres eingetaucht angeordnet, und weist eine Öffnung zur Eindosierung des Abgasnachbehandlungsmittels auf. Wobei die Einspritzdüse des Dosiermoduls zweckmäßigerweise der Öffnung zugeordnet ist und die Öffnung letztendlich die Öffnung des Abgasrohres bildet. Wobei vorzugsweise die Dichtung direkt zwischen dem Schutzblech und dem Dosiermodul liegt. Vorteilhafterweise ist das Schutzblech derart ausgebildet, dass Verwirbelungen des Abgases minimiert werden, insbesondere durch Vermeidung von Abrisskanten. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Schutzblech derart steif ausgebildet ist, dass auch bei der Aufbringung einer Kraft von bis zu 5 kN in der Nähe der Öffnung keine oder nur eine geringe Auslenkung, beispielsweise kleiner als 0,5 mm, erfolgt, sodass die Dichtung zwischen dem Schutzblech und dem Dosiermodul sicher gehalten und bevorzugt verpresst werden kann.advantageously, is a first opening forming between the dosing and the exhaust pipe Fender arranged. The fender is, for example, on a Immersed flange of the exhaust pipe, and has an opening to the Metering the exhaust aftertreatment agent on. Whereby the injection nozzle of the dosing module expediently the opening is assigned and the opening finally the opening of the exhaust pipe forms. Whereby preferably the seal directly between the fender and the metering module is located. Advantageously the fender formed such that turbulence of the exhaust gas be minimized, in particular by avoiding demolition edges. Furthermore, it is advantageous if the mudguard so stiff is formed that even when applying a force of up to close to 5 kN the opening no or only a small deflection, for example less than 0.5 mm, so that the seal between the fender and the Dosing module securely held and preferably can be pressed.

Besonders bevorzugt ist an dem ersten Schutzblech abgasseitig ein zweites Schutzblech im Wesentlichen beabstandet zu dem ersten Schutzblech angeordnet. Es ist also vorgesehen, dass das zweite Schutzblech im Wesentlichen beabstandet zu dem ersten Schutzblech auf der dem Abgas zugewandten Seite des ersten Schutzblechs angeordnet ist. Lediglich an den Befestigungspunkten stehen die beiden Schutzbleche miteinander in Kontakt. Bevorzugt werden das erste Schutzblech und das zweite Schutzblech mittels eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Mitteln aneinander befestigt. So werden bevorzugt Schweißpunkte zwischen dem ersten und dem zweiten Schutzblech vorgesehen. Durch eine entsprechende Formgebung des ersten und des zweiten Schutzblechs können dabei die übrigen Bereiche der beiden Schutzbleche beabstandet zueinander liegen, sodass ein Spalt, insbesondere Luftspalt, zwischen ihnen vorliegt. Die Temperatur des zweiten, abgasseitigen Schutzblechs nähert sich im Betrieb weitgehend der Abgastemperatur an, wodurch die oben beschriebenen Ablagerungen vermieden werden. Gleichzeitig wird ein Wärmeeintrag aus dem Abgas in das erste Schutzblech verringert. Mittels des zweiten Schutzblechs wird somit die Temperatur der Dichtung und insbesondere der Wärmeeintrag in das Dosiermodul weiter verringert. Zweckmäßigerweise weist auch das zweite Schutzblech eine Aussparung auf, um die Öffnung zum Einspritzen von Abgasnachbehandlungsmittel zu bilden. Wobei vorteilhafterweise zwischen dem ersten Schutzblech und dem zweiten Schutzblech eine weitere Dichtung liegt, die bevorzugt der bisher beschriebenen Dichtung entspricht und ebenfalls die Öffnung umgibt.Especially Preferably, on the first fender exhaust side, a second Fender substantially spaced from the first fender arranged. So it's envisaged that the second fender substantially spaced from the first guard on the Exhaust facing side of the first guard plate is arranged. Only at the attachment points are the two fenders in contact with each other. Preference is given to the first fender and the second fender by means of a low thermal conductivity agents attached to each other. Thus, welding points are preferred between the first and provided the second fender. By a corresponding shaping the first and the second fender can thereby the other areas the two fenders are spaced from each other, so that a Gap, in particular air gap, exists between them. The temperature of the second, exhaust side fender approaches in operation largely the exhaust gas temperature, causing the deposits described above be avoided. At the same time a heat input from the exhaust gas in reduced the first fender. By means of the second mudguard Thus, the temperature of the seal and in particular the heat input further reduced in the dosing. Appropriately, also the second Mudguard a recess on to the opening for injecting exhaust aftertreatment agent to build. Which advantageously between the first fender and the second fender is another seal, which is preferred corresponds to the previously described seal and also surrounds the opening.

Ferner ist vorgesehen, dass dem Dosiermodul wenigstens ein Kühlkörper zugeordnet ist, der im Wesentlichen nur mit einem freien Ende der Einspritzdüse des Dosiermoduls in Berührungskontakt steht. Die Aufgabe des Kühlkörpers ist es, die Temperatur an der Einspritzdüse, insbesondere an ihrem freien Ende beziehungsweise an der Einspritzdüsenspitze, abzusenken, insbesondere wenn nicht dosiert wird und damit keine innere Kühlung der Einspritzdüse bewirkt wird. Bei heißen Umgebungsbedingungen kann die Umgebungstemperatur (und damit auch die Temperatur des Kühlkörpers) höher als die zulässige Temperatur des dosierten Abgasnachbehandlungsmittels sein. Daher ist die Kontaktierung zwischen dem Kühlkörper und dem Dosiermodul in der Nähe der Düsenspitze sinnvoll, im oberen Bereich kann ein Kontakt schädlich sein. Vorteilhafterweise weist das Dosiermodul beziehungsweise die Einspritzdüse auf ihrer Innenseite eine Isolation, beispielsweise durch Beschichtung der inneren Oberflächen mit Teflon oder Teflonleitungen für das Abgasnachbehandlungsmittel auf, um den Wärmeeintrag in das Abgasnachbehandlungsmittel zu minimieren. Zweckmäßigerweise sind der Kühlkörper und/oder das Dosiermodul derart ausgebildet, dass im Bereich des freien Endes der Einspritzdüse eine Pressverbindung oder zumindest ein geringes Spaltmaß erreicht wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass im oberen Bereich des Dosiermoduls der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Dosiermodul und dem Kühlkörper hoch ist. Dazu können insbesondere an den Befestigungsstellen Isolierscheiben, zum Beispiel aus Teflon oder Keramik, vorgesehen sein. Im Übrigen ist vorteilhafterweise zwischen dem Kühlkörper und dem Dosiermodul ein Luftspalt vorgesehen.Further it is provided that the metering module assigned at least one heat sink is essentially only with a free end of the injection nozzle of the dosing is in touch. The task of the heat sink is it, the temperature at the injector, especially at its free At the end of the injector tip, lower, in particular if not metered and thus causes no internal cooling of the injector becomes. In hot Ambient conditions can be the ambient temperature (and therefore also the temperature of the heat sink) higher than the permissible temperature be the metered exhaust aftertreatment agent. Therefore, the contact is between the heat sink and the dosing module near the nozzle tip makes sense, in the upper part of a contact can be harmful. advantageously, has the dosing module or the injection nozzle on her Inside an insulation, for example by coating the inner surfaces with Teflon or Teflon pipes for the exhaust aftertreatment agent on to the heat input to minimize in the exhaust aftertreatment agent. Conveniently, are the heat sink and / or the dosing module is designed such that in the region of the free end the injector achieved a press connection or at least a small gap becomes. It is further provided that in the upper region of the dosing the heat transfer resistance between the metering module and the heat sink is high. This can in particular at the attachment points insulating discs, for example made of Teflon or ceramic, be provided. Incidentally, is advantageous between the heat sink and the metering module provided an air gap.

Schließlich ist vorgesehen, dass das Dosiermodul an dem Abgasrohr mittels mindestens einem sich durch den Kühlkörper erstreckenden Schrauben- und/oder Bolzenelement befestigt ist. Vorteilhafterweise ist das Schrauben- und/oder Bolzenelement möglichst lang ausgebildet, damit der Wärmedurchgangswiderstand maximal wird. Dazu werden das Schrauben- und/oder Bolzenelement durch zumindest einen Bereich des Kühlkörpers geführt. Bevorzugt stellen die Dichtung und die Befestigung über das mindestens eine Schrauben- und/oder Bolzenelement die einzigen Kontaktstellen zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr (gegebenenfalls inklusive Schutzblech) dar.Finally is provided that the dosing on the exhaust pipe by means of at least one extending through the heat sink Screw and / or Bolt element is attached. Advantageously, the screw and / or bolt element is possible long trained, so that the heat transfer resistance becomes maximum. These are the screw and / or bolt element passed through at least a portion of the heat sink. Preferably, the Seal and attachment over the at least one screw and / or Bolt element the only contact points between the metering module and the exhaust pipe (possibly including fender) is.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu zeigenin the The invention is based on two embodiments be explained in more detail. To demonstrate

1 ein Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung und 1 an embodiment of an advantageous exhaust aftertreatment device in a sectional view and

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorteilhaften Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung. 2 a further embodiment of the advantageous exhaust aftertreatment device in a sectional view.

Die 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 umfasst ein Abgasrohr 2, durch welches von einer Brennkraftmaschine kommendes Abgas strömt, sowie ein an dem Abgasrohr 2 angeordnetes Dosiermodul 3. Das Abgasrohr 2 weist eine Aussparung 4 auf, die in einen Flansch 5 des Abgasrohrs 2 mündet. In dem Flansch 5 liegt ein im Querschnitt gesehen im Wesentlichen U-förmiges Schutzblech 6 ein. Die dem durch das Abgasrohr 2 strömenden Abgas zugewandte Seite des Schutzblechs 6 liegt im Wesentlichen zurückgesetzt zu dem eigentlichen Verlauf des Abgasrohrs 2 beziehungsweise der eigentlichen Strömung des Abgases. In dem Schutzblech 6 ist eine Öffnung 7 ausgebildet, durch welche Abgasnachbehandlungsmittel mittels des Dosiermoduls 3 in das strömende Abgas eingespritzt werden kann. Die Öffnung 7 ist letztendlich Bestandteil des Abgasrohrs 2. Auf der dem Abgas abgewandten Seite des Schutzblechs 6 ist eine Dichtung 8 aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit in Form eines Dichtrings 9 angeordnet, der die Öffnung 7 umgibt. Auf der dem Schutzblech 6 abgewandten Seite der Dichtung 8 liegt das Dosiermodul 3 auf. Von dem Dosiermodul 3 sind nur für die Erfindung wesentliche Bestandteile dargestellt, sodass beispielsweise eine Ventilnadel und ein die Ventilnadel steuernder Mechanismus in der vorliegenden Darstellung fehlen. Zweckmäßigerweise ist die Dichtung 8 zwischen dem Schutzblech 6 und dem Dosiermodul 3 verspannt, um die Dichtwirkung zu erhöhen. Vorteilhafterweise ist die Dichtung 8 im Wesentlichen aus Glas oder im Wesentlichen aus Glimmer gefertigt, sodass ein hoher Wärmeleitwiderstand in der Dichtung 8 beziehungsweise in dem Dichtungsring 9 vorliegt.The 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of an advantageous exhaust aftertreatment device 1 , The exhaust aftertreatment device 1 includes an exhaust pipe 2 through which exhaust gas coming from an internal combustion engine flows, as well as at the exhaust pipe 2 arranged metering module 3 , The exhaust pipe 2 has a recess 4 on that in a flange 5 of the exhaust pipe 2 empties. In the flange 5 is a seen in cross-section substantially U-shaped fender 6 one. The through the exhaust pipe 2 flowing exhaust gas facing side of the mudguard 6 is essentially reset to the actual course of the exhaust pipe 2 or the actual flow of the exhaust gas. In the apron 6 is an opening 7 formed by which exhaust aftertreatment agent by means of the dosing 3 can be injected into the flowing exhaust gas. The opening 7 is ultimately part of the exhaust pipe 2 , On the side facing away from the exhaust of the mudguard 6 is a seal 8th made of a material with low thermal conductivity in the form of a sealing ring 9 arranged the opening 7 surrounds. On the the fender 6 opposite side of the seal 8th is the dosing module 3 on. From the dosing module 3 are shown essential components only for the invention, so that, for example, a valve needle and a valve needle controlling mechanism in the present illustration are missing. Conveniently, the seal 8th between the fender 6 and the dosing module 3 clamped to increase the sealing effect. Advantageously, the seal 8th essentially made of glass or essentially of mica, so that a high thermal resistance in the seal 8th or in the sealing ring 9 is present.

Das Dosiermodul 3 weist eine Einspritzdüse 10 auf, welche an einem freien, dem Abgas zugewandten Ende eine Einspritzöffnung 11 aufweist. Wie dargestellt, liegt das Dosiermodul 3 bevorzugt mit der Einspritzdüse 10 beziehungsweise mit der Stirnseite des freien Endes der Einspritzdüse 10 auf der Dichtung 8 auf.The dosing module 3 has an injection nozzle 10 on, which at an open end facing the exhaust gas an injection opening 11 having. As shown, the dosing module is located 3 preferably with the injection nozzle 10 or with the end face of the free end of the injection nozzle 10 on the seal 8th on.

Weiterhin weist das Dosiermodul 3 einen Kühlkörper 12 auf, der im Wesentlichen mit dem freien Ende der Einspritzdüse 10 in der Nähe zu der Einspritzöffnung 11 in Berührungskontakt steht. Bevorzugt ist zwischen dem Kühlkörper 12 und dem freien Ende der Einspritzdüse 10 eine Presspassung gebildet, um eine gute Wärmeleitfähigkeit zu erhalten. Stromaufwärts der Einspritzdüse 10 ist ein Luftspalt 13 zwischen der Einspritzdüse 10 und dem Kühlkörper 12 vorgesehen. Durch den Luftspalt 13 wird ein hoher Wärmeübergangswiderstand zwischen der Einspritzdüse 10 und dem Kühlkörper 12 in dem weiter hinten liegenden Bereich des Dosiermoduls 3 gewährleistet. Die vorteilhafte Ausbildung des Kühlkörpers 12 bewirkt, dass die Betriebstemperatur des Dosiermoduls 3 an dem freien Ende der Einspritzdüse 10 niedrig gehalten wird. Durch den Berührungskontakt nur im Bereich der Spitze (dem freien Ende) der Einspritzdüse 10 wird gewährleistet, dass bei heißen Umgebungsbedingungen und einer damit einhergehenden hohen Temperatur des Kühlkörpers 12 nicht die zulässige Temperatur des in dem Dosiermodul 3 befindlichen Abgasnachbehandlungsmittels überschritten wird. Vorteilhafterweise ist die Einspritzdüse weiterhin mit einer inneren Isolation, beispielsweise durch Beschichtung der inneren Oberflächen mit Teflon, ausgebildet. Alternativ können Teflonleitungen in dem Dosiermodul 3 vorgesehen sein, um den Wärmeeintrag in das Abgasnachbehandlungsmittel zu minimieren.Furthermore, the metering module 3 a heat sink 12 on, essentially with the free end of the injector 10 close to the injection port 11 is in touch. It is preferred between the heat sink 12 and the free end of the injector 10 formed a press fit to obtain a good thermal conductivity. Upstream of the injector 10 is an air gap 13 between the injector 10 and the heat sink 12 intended. Through the air gap 13 is a high heat transfer resistance between the injector 10 and the heat sink 12 in the area of the dosing module located further back 3 guaranteed. The advantageous embodiment of the heat sink 12 causes the operating temperature of the dosing 3 at the free end of the injector 10 is kept low. By the touch contact only in the area of the tip (the free end) of the injector 10 ensures that in hot ambient conditions and a concomitant high temperature of the heat sink 12 not the permissible temperature of the dosing module 3 Exhaust gas aftertreatment agent is exceeded. Advantageously, the injection nozzle is further formed with an internal insulation, for example by coating the inner surfaces with Teflon. Alternatively, Teflon lines in the dosing module 3 be provided to minimize the heat input into the exhaust aftertreatment agent.

Zweckmäßigerweise weist der Kühlkörper 12 an seiner Außenseite mehrere Kühlrippen zur Luftkühlung des Dosiermoduls 3 auf. Weiterhin weist der Kühlkörper 12 vorteilhafterweise im Bereich des Schutzblechs 6 einen Führungsbereich 14 auf, der zur Führung und Positionierung des Kühlkörpers 12 und damit des Dosiermoduls 3 an dem Abgasrohr 2 dient. Zweckmäßigerweise ist der Führungsabschnitt thermisch isoliert zu dem Kühlkörper 12 ausgebildet und erstreckt sich vorteilhafterweise über den gesamten Umfang des Kühlkörpers 12. Der Führungsabschnitt 14 kann aus Gründen der Montagesicherheit oder der Schwingfestigkeit vorgesehen werden. Zum Erhöhen des Wärmeleitwiderstandes können kleine Kontaktflächen, Hinterschneidungen des kontaktierten Bereiches, oder Ausführungen von Kontaktstellen zu zusätzlich montierten Bauteilen aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit vorgesehen sein. So kann beispielsweise der Kühlkörper 12 mit einem Edelstahlring umfasst sein, welcher federartige Schienen aufweist, durch welche die Führung am Schutzblech 6 und/oder am Abgasrohr 2 gewährleistet wird. Vorteilhafterweise ist der Kühlkörper 12 zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildet.Conveniently, the heat sink 12 on its outside several cooling fins for air cooling of the dosing 3 on. Furthermore, the heat sink 12 advantageously in the area of the mudguard 6 a leadership area 14 on, leading to the guidance and positioning of the heat sink 12 and thus the dosing module 3 on the exhaust pipe 2 serves. Conveniently, the guide portion is thermally insulated from the heat sink 12 formed and advantageously extends over the entire circumference of the heat sink 12 , The guide section 14 Can be provided for reasons of mounting safety or fatigue strength. To increase the thermal resistance small contact surfaces, undercuts of the contacted area, or versions of Kon be provided in addition to clocked components made of a material with low thermal conductivity. For example, the heat sink 12 be covered with a stainless steel ring, which has spring-like rails through which the guide on the fender 6 and / or on the exhaust pipe 2 is guaranteed. Advantageously, the heat sink 12 at least essentially formed of aluminum.

Das Dosiermodul 3 ist an dem Abgasrohr 2 mittels einer Verschraubung 15 gehalten. Die Verschraubung 15 weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens zwei Schrauben 16 auf, die sich durch den Kühlkörper 12 und das Schutzblech 6 bis zu dem Flansch 5 erstrecken. Wobei die Schrauben 16 mit ihrem Schraubenkopf auf der freien Stirnseite 17 des Kühlkörpers 12 aufliegen und mit ihrem anderen, mit einem Gewinde versehenen Ende an dem Flansch festgeschraubt sind. Die Schrauben 16 erstrecken sich dabei bereichsweise durch einen in einer entsprechenden Aussparung 18 des Kühlkörpers 12 einliegenden, hülsenartigen Bolzen 19. Der Bolzen 19 dient zur thermischen Isolierung, sodass von dem Abgasrohr 2 beziehungsweise dessen Flansch 5 abgegebene Wärme möglichst weit entfernt von der Spitze der Einspritzdüse 10 in das Dosiermodul 3 abgegeben wird. Daher ist es auch von Vorteil, wenn die Schrauben 16 und der Bolzen 19 möglichst lang ausgebildet sind.The dosing module 3 is on the exhaust pipe 2 by means of a screw connection 15 held. The screw connection 15 has at least two screws in the present embodiment 16 on, extending through the heat sink 12 and the fender 6 up to the flange 5 extend. Where the screws 16 with her screw head on the free front side 17 of the heat sink 12 rest and are bolted to the flange with their other threaded end. The screws 16 extend partially through a in a corresponding recess 18 of the heat sink 12 inset, sleeve-like bolt 19 , The bolt 19 is used for thermal insulation, so that of the exhaust pipe 2 or its flange 5 emitted heat as far away from the tip of the injector 10 in the dosing module 3 is delivered. Therefore, it is also beneficial if the screws 16 and the bolt 19 are formed as long as possible.

Durch die vorteilhafte Ausbildung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 wird ein Wärmeeintrag durch das Abgas über das Abgasrohr 2 in das Dosiermodul 3 vorteilhaft verringert. Insbesondere durch die Dichtung 8 wird die Temperatur des Dosiermoduls 3 im Bereich der Spitze der Einspritzdüse 10 derart gering gehalten, dass auch bei erhöhten Temperaturen im Abgasrohr 2 die Temperatur in dem Dosiermodul 3 eine kritische Temperatur, bei der es zu Ablagerungen von Abgasnachbehandlungsmittel in der Einspritzdüse 10 kommen kann, nicht überschreitet. Die Dichtung 8 beziehungsweise der Dichtungsring 9 weist bevorzugt eine geringe Auflagefläche und eine große Höhe beziehungsweise Stärke/Dicke auf. Bevorzugt beträgt die Auflagefläche weniger als 350 mm2, besonders bevorzugt weniger als 150 mm2. Bevorzugt beträgt die Höhe der Dichtung 8 mehr als 1 mm, besonders bevorzugt mehr als 2 mm. Weiterhin ist es denkbar, die Dichtung 8 beziehungsweise den Dichtungsring 9 mit einer Schutzbeschichtung oder Ummantelung zur Verbesserung der Medienbeständigkeit zu versehen. Durch die vorteilhafte Ausbildung der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 ist eine weitere gasdichte Befestigung des Dosiermoduls 3 an dem Abgasrohr 2 nicht notwendig. Die Dichtung 8 reicht aus, um das Abgas am Austreten aus dem Abgasrohr 2 zu verhindern.Due to the advantageous embodiment of the exhaust aftertreatment device 1 is a heat input through the exhaust gas through the exhaust pipe 2 in the dosing module 3 advantageously reduced. In particular, by the seal 8th becomes the temperature of the dosing module 3 in the area of the tip of the injection nozzle 10 kept so low that even at elevated temperatures in the exhaust pipe 2 the temperature in the metering module 3 a critical temperature that causes deposits of exhaust aftertreatment agent in the injector 10 can not come. The seal 8th or the sealing ring 9 preferably has a small contact surface and a high height or thickness. Preferably, the support surface is less than 350 mm 2 , more preferably less than 150 mm 2 . Preferably, the height of the seal 8th more than 1 mm, more preferably more than 2 mm. Furthermore, it is conceivable, the seal 8th or the sealing ring 9 provided with a protective coating or sheath to improve the media resistance. Due to the advantageous embodiment of the exhaust aftertreatment device 1 is another gas-tight attachment of the dosing 3 on the exhaust pipe 2 unnecessary. The seal 8th is sufficient to exhaust the exhaust from the exhaust pipe 2 to prevent.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dem Schutzblech 6 ein zweites Schutzblech 20 abgasseitig zugeordnet. Das Schutzblech 20 liegt im Wesentlichen beabstandet zu dem Schutzblech 6, sodass ein Luftspalt zwischen dem Schutzblech 6 und dem Schutzblech 20 vorliegt. Lediglich an den Stellen 21, an denen das Schutzblech 20 an dem Schutzblech 6 befestigt ist, liegen die beiden Schutzbleche 6, 20 aneinander an. Vorteilhafterweise werden die Schutzbleche 6, 21 an den Stellen 21 mittels Schweißpunkten aneinander befestigt. Diese weisen einen hohen Wärmeleitwiderstand auf, sodass eine Wärmeübertragung von dem Schutzblech 20 auf das Schutzblech 6 erschwert wird. Der Luftspalt zwischen den Schutzblechen 6 und 20 erhöht die thermische Isolierung der Schutzbleche 6, 20 weiter. Zweckmäßigerweise weist das Schutzblech 20 ebenfalls eine Aussparung auf, die die Öffnung 7 mitbildet. Zweckmäßigerweise sind die die Öffnung 7 bildenden Aussparungen der Schutzbleche 6 und 20 insgesamt konusartig – im Querschnitt gesehen – ausgebildet.According to the present embodiment, the fender 6 a second fender 20 assigned on the exhaust side. The fender 20 is substantially spaced from the fender 6 leaving an air gap between the fender 6 and the fender 20 is present. Only in the places 21 on which the fender 20 on the fender 6 is attached, lie the two fenders 6 . 20 to each other. Advantageously, the mudguards 6 . 21 in the places 21 attached by welding points to each other. These have a high thermal resistance, so that heat transfer from the fender 20 on the fender 6 is difficult. The air gap between the mudguards 6 and 20 increases the thermal insulation of the mudguards 6 . 20 further. Conveniently, the fender has 20 also a recess on which the opening 7 co-forms. Conveniently, they are the opening 7 forming recesses of the mudguards 6 and 20 overall conical - seen in cross section - formed.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Bereich der Dichtung 8 sowie der Schutzbleche 6 und 20 Spalte und Kanten ausgebildet, an denen sich Tröpfchen des Abgasnachbehandlungsmittels ablagern können. Um dies zu verhindern, ist vorteilhafterweise die Dichtung 8 derart ausgebildet, dass sie einen Konus 22 aufweist, der sich durch die Öffnung 7 hindurch erstreckt. Vorliegend ist der optionale Konus 22 gestrichelt dargestellt und entspricht im Wesentlichen der Konusform der die Öffnung 7 bildenden Aussparungen der Schutzbleche 6, 20. Der Konus 22 überdeckt somit die Spalte und Kanten, sodass das Abgasnachbehandlungsmittel sich nicht anlagern kann.In the present embodiment are in the region of the seal 8th as well as the mudguards 6 and 20 Formed column and edges at which can deposit droplets of the exhaust aftertreatment agent. To prevent this, is advantageously the seal 8th designed to be a cone 22 which extends through the opening 7 extends through. In the present case is the optional cone 22 shown in dashed lines and corresponds substantially to the cone shape of the opening 7 forming recesses of the mudguards 6 . 20 , The cone 22 thus covers the gaps and edges, so that the exhaust aftertreatment agent can not accumulate.

In einer alternativen Ausführungsform gemäß 2 kann eine zweite Dichtung 23, die bevorzugt der Dichtung 8 entspricht, zwischen den Schutzblechen 6 und 20 angeordnet sein. In diesem Fall kann alternativ der Konus 22 durch die Öffnung 7 hindurch in beide Richtungen erstreckend durch die Dichtung 23 gebildet sein, sodass sämliche Kanten und Spalten überdeckt werden. Eine entsprechende Ausführungsform ist in der 2 dargestellt, wobei bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Durch die Wärme aus dem durch das Abgasrohr 2 strömenden Abgases können Ablagerungen an dem Konus 22 in jedem Fall wieder verbrannt beziehungsweise abgebaut werden.In an alternative embodiment according to 2 can a second seal 23 who prefers the seal 8th corresponds, between the mudguards 6 and 20 be arranged. In this case, alternatively, the cone 22 through the opening 7 passing through the seal in both directions 23 be formed so that all edges and columns are covered. A corresponding embodiment is in the 2 represented, wherein already known elements are provided with the same reference numerals, so reference is made in this respect to the above description. By the heat from the through the exhaust pipe 2 flowing exhaust gas can deposit on the cone 22 in any case be burned or dismantled.

Insgesamt bietet die vorteilhafte Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 eine besonders wirksame und einfache thermische Isolierung des Dosiermoduls 3 von dem Abgasrohr 2 beziehungsweise von dem durch das Abgasrohr strömenden Abgas, sodass das Dosiermodul 3 besonders nahe zu dem Abgas beziehungsweise dem Abgasrohr angeordnet werden kann.Overall, offers the advantageous exhaust aftertreatment device 1 a particularly effective and simple thermal insulation of the dosing 3 from the exhaust pipe 2 or from the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, so that the metering module 3 arranged particularly close to the exhaust gas or the exhaust pipe can be.

Claims (10)

Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) zum Nachbehandeln von durch ein Abgasrohr (2) strömenden Abgas einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem eine Öffnung (7) des Abgasrohrs (2) verschließend angeordneten Dosiermodul (3) zum Einspritzen von Abgasnachbehandlungsmittel in das Abgasrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dosiermodul (3) und dem Abgasrohr (2) eine die Öffnung (7) umgebende Dichtung (8) aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit liegt.Exhaust aftertreatment device ( 1 ) for aftertreatment through an exhaust pipe ( 2 ) flowing exhaust gas of an internal combustion engine, with at least one opening ( 7 ) of the exhaust pipe ( 2 ) arranged closing dosing ( 3 ) for injecting exhaust aftertreatment agent in the exhaust pipe ( 2 ), characterized in that between the metering module ( 3 ) and the exhaust pipe ( 2 ) one the opening ( 7 ) surrounding seal ( 8th ) is made of a material with low thermal conductivity. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8) eine kleine Auflagefläche, insbesondere kleiner als 350 mm2, bevorzugt kleiner als 150 mm2, und/oder eine große Höhe, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 2 mm, aufweist.Exhaust after-treatment device according to claim 1, characterized in that the seal ( 8th ) has a small contact surface, in particular less than 350 mm 2 , preferably less than 150 mm 2 , and / or a large height, in particular greater than 1 mm, preferably greater than 2 mm. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8) zumindest im Wesentlichen aus Glas oder zumindest im Wesentlichen aus Glimmer gefertigt ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 8th ) is at least substantially made of glass or at least substantially made of mica. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8) einen Konus (22) aufweist, der sich durch die Öffnung (7) hindurch erstreckt.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 8th ) a cone ( 22 ), which extends through the opening ( 7 ) extends therethrough. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dosiermodul (3) und dem Abgasrohr (2) ein die Öffnung (7) bildendes erstes Schutzblech (6) angeordnet ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that between the metering module ( 3 ) and the exhaust pipe ( 2 ) an opening ( 7 ) forming first fender ( 6 ) is arranged. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8) zwischen dem Dosiermodul (3) und dem ersten Schutzblech (6) verspannt angeordnet ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 8th ) between the dosing module ( 3 ) and the first fender ( 6 ) is arranged clamped. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schutzblech (6) abgasseitig ein zweites Schutzblech (20) im Wesentlichen beabstandet zu dem ersten Schutzblech (6) angeordnet ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that on the protective plate ( 6 ) Abgasseitig a second fender ( 20 ) substantially spaced from the first fender ( 6 ) is arranged. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Schutzblech (6) und dem zweiten Schutzblech (20) eine weitere Dichtung (23) aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit liegt.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that between the first fender ( 6 ) and the second fender ( 20 ) another seal ( 23 ) is made of a material with low thermal conductivity. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dosiermodul (3) wenigstens ein Kühlkörper (12) zugeordnet ist, der im Wesentlichen nur mit einem freien Ende einer Einspritzdüse (10) des Dosiermoduls (3) in Berührungskontakt steht.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing module ( 3 ) at least one heat sink ( 12 ) associated substantially only with a free end of an injection nozzle ( 10 ) of the dosing module ( 3 ) is in touching contact. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiermodul (3) an dem Abgasrohr (2) mittels mindestens einem sich durch den Kühlkörper (12) erstreckenden Schrauben- und/oder Bolzenelement befestigt ist.Exhaust after-treatment device according to one of the preceding claims, characterized in that the metering module ( 3 ) on the exhaust pipe ( 2 ) by means of at least one through the heat sink ( 12 ) extending bolt and / or bolt element is attached.
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