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Die
Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zum Nachbehandeln
von durch ein Abgasrohr strömenden
Abgas einer Brennkraftmaschine, mit einem einer Öffnung des Abgasrohres zugeordneten
Dosiermodul zum Einspritzen von Abgasnachbehandlungsmittel in das
Abgasrohr, und mit einem dem Dosiermodul abgasseitig zugeordneten,
die Öffnung
zumindest im Wesentlichen überdeckenden
ersten Schutzblech.
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Stand der Technik
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Abgasnachbehandlungsvorrichtungen
der eingangs genannten Art sind bekannt. Zur Verminderung des Schadstoffausstoßes von
Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die im Abgas einer Brennkraftmaschine
enthaltenen Stickoxide mittels des sogenannten SCR-Verfahrens (Selektive
Katalytische Reduktion) zu reduzieren. Dazu wird dem Abgas stromaufwärts eines
SCR-Katalysators ein entsprechendes Abgasnachbehandlungsmittel beigemengt, das
dann in dem SCR-Katalysator
mit dem Abgas beziehungsweise dem darin enthaltenen Stickoxid reagiert.
Dabei werden in der Regel die Stickoxide zusammen mit Ammoniak als
wesentlicher Bestandteil des Abgasnachbehandlungsmittels in dem
SCR-Katalysator
zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Das Abgasnachbehandlungsmittel
wird dazu in flüssiger Form
bereitgestellt. Mittels eines Dosiermoduls kann das Abgasnachbehandlungsmittel
dem Abgas in gewünschter
Menge zugeführt
werden, wobei es in Form eines feinen Sprays in das Abgas beziehungsweise
in das Abgasrohr eingespritzt wird.
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Das
durch das Abgasrohr strömende
Abgas kann sehr hohe Temperaturen erreichen, die hohe Anforderungen
an das Dosiermodul und auch an das Abgasnachbehandlungsmittel hinsichtlich
Haltbarkeit und Stabilität
stellt. Um das Dosiermodul und das Abgasnachbehandlungsmittel vor
den heißen
Abgasen zu schützen,
ist es weiterhin bekannt, dem Dosiermodul abgasseitig ein Schutzblech
zuzuordnen, welches die Öffnung
des Abgasrohres zumindest im Wesentlichen überdeckt. Wobei das Schutzblech
natürlich
eine Spritzöffnung
für das
einzuspritzende Abgasnachbehandlungsmittel aufweist. Hierbei wird
unter „zumindest
im Wesentlichen überdecken” verstanden,
dass das erste Schutzblech die Öffnung
zumindest im Wesentlichen verschließt, also sich zumindest im
Wesentlichen über
den freien/offenen Querschnitt der Öffnung erstreckt. Durch das
Schutzblech wird im Wesentlichen ein direkter Kontakt des Dosiermoduls
mit dem Abgas verhindert und dadurch ein Wärmeübergang von dem Abgas auf das
Dosiermodul verringert.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung
sieht nunmehr vor, dass an dem ersten Schutzblech abgasseitig wenigstens
bereichsweise ein zweites Schutzblech zumindest im Wesentlichen
parallel zu dem ersten Schutzblech angeordnet ist. Das zweite Schutzblech
ist also auf der dem Abgas zugewandten Seite des ersten Schutzblechs angeordnet.
Dadurch nähert
sich die Temperatur des zweiten Schutzblechs im Betrieb weitgehend
der Temperatur des Abgases an. Die Schutzbleche verhindern zum Einen,
dass feine Tropfen des Abgasnachbehandlungsmittels an kühleren Bereichen
des Abgasrohrs abgeschieden werden. Durch derartige Abscheidungen
kann sich beispielsweise kristalliner Harnstoff bilden, der den
Strömungsverlauf
des Abgas und/oder des Abgasnachbehandlungsmittels beeinflusst und
im schlimmsten Fall zu einer Verstopfung führt, die ein weiteres Einspritzen/Eindosieren von
Abgasnachbehandlungsmittel verhindert. Zum andern können durch
die hohe Temperatur des zweiten Schutzblechs an dem zweiten Schutzblech
befindliche Folgeprodukte von abgeschiedenem Abgasnachbehandlungsmittel
abgebaut werden. Durch das zweite Schutzblech wird weiterhin ein
Wärmeeintrag
in das innen liegende erste Schutzblech verringert, wodurch dessen
Temperatur sowie der Wärmestrom
in das Dosiermodul gering gehalten wird. Vorteilhafterweise sind
das erste und/oder das zweite Schutzblech derart ausgebildet, dass
Verwirbelungen des Abgases, insbesondere durch Vermeidung von Abrisskanten,
minimiert werden. Weiterhin sind die Schutzbleche zweckmäßigerweise
derart steif ausgebildet, dass bei der Aufbringung einer hohen Kraft
von bis zu 5 kN in der Nähe
der Öffnung
keine oder nur eine geringe Auslenkung verursacht wird.
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Bevorzugt
ist das zweite Schutzblech im Wesentlichen beabstandet zu dem ersten
Schutzblech angeordnet. Dadurch wird zwischen dem ersten und dem
zweiten Schutzblech ein Spalt, insbesondere ein Luftspalt gebildet,
der mit einem hohen Wärmeleitwiderstand
den Wärmeeintrag
aus dem zweiten Schutzblech in das erste Schutzblech, und somit
in das Dosiermodul, erheblich verringert. Besonders bevorzugt weisen
dazu das erste Schutzblech und/oder das zweite Schutzblech mindestens
einen als Erhebung ausgebildeten Abstandhalter auf. Zweckmäßigerweise
sind wenigstens zwei Erhebungen an gegenüberliegenden Seiten des ersten
oder des zweiten Schutzblechs angeordnet beziehungsweise ausgebildet.
Vorteilhafterweise sind die die Abstandhalter bildenden Erhebungen
stegförmig
ausgebildet. Alternativ weisen die Erhebungen beziehungsweise Abstandhalter
jeweils nur eine kleine Auflagefläche auf. Vorteilhafterweise
sind dann insgesamt mindestens vier Erhebungen über die Fläche des ersten und/oder des
zweiten Schutzblechs verteilt angeordnet vorgesehen. Ein Abstandhalter
kann dabei jeweils durch eine Erhebung eines Schutzblechs oder durch
zwei gegenüberliegende
Erhebungen beider Schutzbleche gebildet werden. Alternativ zu den
als Erhebungen ausgebildeten Abstandhaltern können natürlich auch separate Distanzelemente
vorgesehen sein, die bevorzugt einen hohen Wärmeleitwiderstand aufweisen.
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Vorteilhafterweise
ist das zweite Schutzblech an dem ersten Schutzblech durch Verschweißen, insbesondere
durch Punktschweißen,
bevorzugt im Bereich des mindestens einen Abstandhalters befestigt. Der
oder die Schweißpunkte
weisen nur kleine Kontaktflächen
auf, die zu einem hohen Wärmedurchgangswiderstand
von dem zweiten Schutzblech zu dem ersten Schutzblech führen. Alternativ
und/oder zusätzlich
können
zum Befestigen natürlich
auch andere Mittel, wie beispielsweise Klebstoffe, mit einem hohen
Wärmeleitwiderstand
vorgesehen werden.
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Vorteilhafterweise
ist das erste Schutzblech im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Dadurch kann
das erste Schutzblech neben der dem Abgas zugewandten Stirnseite
des Dosiermoduls auch Bereiche dessen Seitenwand überdecken,
sodass das Dosiermodul in die Öffnung
des Abgasrohres eingesetzt werden kann.
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Zum
einen kann dadurch der Halt des Dosiermoduls erhöht und zum anderen das Dosiermodul
näher an
das Abgas gebracht werden, um eine bessere Zerstäubung beziehungsweise Beimengung des
Abgasnachbehandlungsmittels in dem Abgas zu erhalten.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Abgasrohr vorteilhafterweise einen die Öffnung bildenden Flansch
aufweist, an dem das erste Schutzblech eingesetzt gehalten ist.
Unter dem Flansch ist hierbei ein von dem Abgasrohr nach außen abstehendes
Element zu verstehen, das im Wesentlichen kreiszylinderförmig oder
oval ausgebildet ist, und dessen Innendurchmesser dem der Öffnung des
Abgasrohres entspricht. Durch die topfförmige Ausbildung des ersten
Schutzblechs kann dieses, und auch das Dosiermodul, besonders günstig in
dem Flansch und damit an dem Abgasrohr gehalten werden. Dazu ist
das erste Schutzblech in den Flansch eingesetzt beziehungsweise
eingetaucht angeordnet. Durch das Vorsehen des Flansches ist es
ferner möglich,
das Dosiermodul zurückgesetzt
zu dem Abgasrohr beziehungsweise dem wesentlichen Strömungsweg
des Abgases durch das Abgasrohr anzuordnen. Durch die zurückgesetzte
Anordnung wird der Wärmeeintrag
in das Dosiermodul insgesamt weiter verringert. Das erste und insbesondere
das zweite Schutzblech verhindern dabei, dass sich feine Tropfen
des Abgasnachbehandlungsmittels an den verhältnismäßig kühlen Seitenwänden des
Flansches ablagern können.
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Zweckmäßigerweise
entspricht die Außenkontur
des zweiten Schutzblechs im Wesentlichen der Innenkontur der Öffnung des
Abgasrohres beziehungsweise der Innenkontur des Flansches, wobei das
zweite Schutzblech vorteilhafterweise nur mit dem ersten Schutzblech
in Berührungskontakt
steht. Während
das erste Schutzblech topfförmig
ausgebildet ist, entspricht die Form des zweiten Schutzblechs also
im Wesentlichen der Form des ersten Schutzblechs im Bodenbereich.
Das erste Schutzblech weist zweckmäßigerweise an seinem den Boden
fernen Ende einen sich über
den gesamten Umfang erstreckenden nach außen weisenden Radialvorsprung
auf, der auf einer Stirnseite des Flansches aufliegen und daran
befestigt werden kann. Somit ist das erste Schutzblech direkt an
dem Abgasrohr beziehungsweise an dessen Flansch und das zweite Schutzblech
lediglich an dem ersten Schutzblech befestigt.
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Zweckmäßigerweise
weisen das erste und das zweite Schutzblech eine Spritzöffnung auf.
Diese wird von zwei koaxial zueinander ausgerichteten beziehungsweise
zueinander fluchtenden Durchbrüchen
in dem ersten und in dem zweiten Schutzblech gebildet. Bevorzugt
ist die Spritzöffnung
insgesamt konusartig ausgebildet, wobei sich ihr Querschnitt zu dem
Abgasrohr hin erweitert. Dies dient in erster Linie einer günstigen
Führung
des eingespritzten Abgasnachbehandlungsmittels.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass zwischen einer Stirnseite des Dosiermoduls
und dem ersten Schutzblech eine die Spritzöffnung umgebende Dichtung verspannt
ist. Besonders bevorzugt ist die Dichtung zwischen einer Stirnseite
einer Einspritzdüse des
Dosiermoduls und dem ersten Schutzblech verspannt angeordnet. Die
Dichtung gewährleistet
zum einen, dass kein Abgas in die Umgebung entweichen kann, und
verringert zum andern den Wärmeeintrag in
das Dosiermodul.
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Zweckmäßigerweise
ist die Dichtung aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit,
insbesondere zumindest im Wesentlichen aus Glas oder Glimmer, gefertigt.
Glimmer bietet einen hohen Wärmeleitwiderstand
bei einer guten Temperaturbeständigkeit.
Optional kann die Dichtung mit einer Schutzbeschichtung oder Ummantelung
zur Verbesserung der Medienbeständigkeit
versehen sein. Vorteilhafterweise weist die Dichtung eine geringe
Auflagefläche
sowie eine möglichst
große
Höhe auf,
um den Wärmedurchgangswiderstand
weiter zu erhöhen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Dichtung einen Konus auf, der sich durch die
Spritzöffnung
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 durch die vorteilhafte Ausführung mit
dem zweiten Schutzblech entsteht ein Spalt zwischen dem ersten und
dem zweiten Schutzblech, in dem sich leicht die feinen Tropfen des
Abgasnachbehandlungsmittels festsetzen können. Durch den Konus kann
dieser Spalt, und gegebenenfalls noch weitere 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. In
einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform ist die Dichtung
in jeder ihrer oben beschriebenen Ausgestaltugen auch ohne das zweite
Schutzblech vorgesehen. Bereits dadurch kann der Wärmeeintrag
in das Dosiermodul verringert werden.
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Vorteilhafterweise
ist dem Dosiermodul weiterhin wenigstens ein Kühlkörper zugeordnet. Die Aufgabe
des Kühlkörpers ist
es, die Temperatur des Dosiermoduls im Betrieb gering zu halten.
Insbesondere dann, wenn nicht dosiert beziehungsweise Abgasnachbehandlungsmittel
in das Abgasrohr eingespritzt wird, ist es vorteilhaft, die Temperatur
an der Spitze der Einspritzdüse
abzusenken, damit keine innere Kühlung
der Einspritzdüse
erfolgt.
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Bevorzugt
steht dazu der Kühlkörper zumindest
im Wesentlichen nur mit einem freien Ende der Einspritzdüse des Dosiermoduls
in Berührungskontakt.
Das freie Ende der Einspritzdüse
stellt dabei natürlich
die dem Abgas zugewandte Spitze der Einspritzdüse dar. Bei heißen Umgebungsbedingungen kann
die Umgebungstemperatur, und damit auch die Temperatur des Kühlkörpers, höher als
die zulässige Temperatur
des zu dosierenden Abgasnachbehandlungsmittels sein. Die vorteilhafte
Ausbildung des Kühlkörpers beziehungsweise
die vorteilhafte Kontaktierung der Einspritzdüse an ihrem freien, die Spitze
bildenden Ende, verhindert somit, dass im weiter hinten liegenden
Bereich des Dosiermoduls befindliches Abgasnachbehandlungsmittel,
zu lange einer zu hohen Temperatur ausgesetzt wird, die schädlich auf
das Nachbehandlungsmittel wirken kann. Vorteilhafterweise weist
die Einspritzdüse
weiterhin eine innere Isolation auf, bevorzugt durch eine Beschichtung
der inneren Oberflächen
mit Teflon oder durch Führung
des Abgasnachbehandlungsmittels in Teflonleitungen, um den Wärmeeintrag
in das Abgasnachbehandlungsmittel zu minimieren. Besonders bevorzugt
wird der Berührungskontakt
zwischen dem Kühlkörper und
dem freien Ende der Einspritzdüse durch
ein geringes Spaltmaß,
bevorzugt durch eine Verpressung, erreicht. Dass der Kühlkörper nur
im Wesentlichen mit dem freien Ende in Berührungskontakt steht bedeutet,
dass zumindest zur Lagerung und/oder Befestigung des Kühlkörpers weitere
Kontaktpunkte beziehungsweise kleine Kontaktbereiche vorgesehen
sein können.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass der Kühlkörper im
Bereich fern von dem freien Ende der Einspritzdüse, also im Wesentlichen im übrigen Bereich des
Dosiermoduls, zumindest im Wesentlichen beabstandet zu der Einspritzdüse und/oder dem
Dosiermodul ausgebildet ist. Dadurch wird der Wärmeübergangswiderstand zwischen
der Einspritzdüse
und dem Kühlkörper im
dem freien Ende fernen Bereich erhöht. Zweckmäßigerweise ist durch die beabstandete
Ausbildung ein Luftspalt gebildet, der einen hohen Wärmeleitwiderstand
gewährleistet.
Alternativ ist es auch denkbar, separate thermische Isolationselemente,
wie beispielsweise Isolationsscheiben aus Teflon oder Keramik, zwischen
dem Kühlkörper und dem
Dosiermodul vorzusehen. Vorzugsweise sind zumindest an den Befestigungsstellen
des Kühlkörpers an
dem Dosiermodul Zwischenelemente mit einem hohen Wärmeleitwiderstand,
wie beispielsweise die oben genannten Isolationsscheiben, vorgesehen.
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Weiterhin
ist das Dosiermodul vorteilhafterweise an dem Abgasrohr mittels
mindestens einer sich durch den Kühlkörper erstreckenden Schraube befestigt.
Die Schraube ist dabei möglichst
lang ausgeführt,
um den Wärmedurchgangswiderstand
zu maximieren. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Schraube dabei
zumindest im Wesentlichen durch eine in einer Bohrung des Kühlkörpers einliegenden Hülse. Die
Hülse erhöht den Wärmedurchgangswiderstand
von der Schraube beziehungsweise dem Abgasrohr in den Kühlkörper. Idealerweise
stellen die Dichtung und die mindestens eine Schraube (inklusive
Hülse)
die einzigen Kontaktstellen zwischen dem Dosiermodul und dem Abgasrohr
(inklusive Schutzblech) dar. Falls aus Gründen der Montagesicherheit oder
der Schwingfestigkeit eine Führung
des Kühlkörpers oder
sonstiger Teile des Dosiermoduls notwendig ist, weisen die die Führung gewährleistenden Anbindungsstellen
möglichst
einen hohen Wärmedurchgangswiderstand
auf. Dies kann erreicht werden durch kleine Kontaktflächen, Hinterschneidung des
kontaktierten Bereichs, oder Ausführung der Kontaktstellen in
zusätzlich
montierten Bauteilen, die aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt
sind. So kann beispielsweise der aus Aluminium gefertigte Kühlkörper mit
einem Edelstahlring, welcher federartige Schienen aufweist, durch
welche die Führung
des Kühlkörpers am
Schutzblech oder am Abgasrohr erreich wird, umfasst werden. In einer vorteilhaften
alternativen Ausführungsform
sind der vorteilhafte Kühlkörper und/oder
die Befestigung des Dosiermoduls mittels der durch den Kühlkörper geführten Schrauben,
wie oben stehend beschrieben, auch ohne das Vorsehen des ersten
und/oder des zweiten Schutzblechs denkbar. So ist in der alternativen
Ausführungsform
besonders bevorzugt der zumindest im Wesentlichen nur mit einem
freien Ende der Einspritzdüse
des Dosiermoduls in Berührungskontakt
stehende Kühlkörper ohne
das erste und/oder das zweite Schutzblech vorgesehen. Zusätzlich ist
dann vorteilhafterweise die oben beschrieben Befestigung mittels
der durch den Kühlkörper geführten Schrauben
vorgesehen.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu
zeigt die
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Figur
ein Ausführungsbeispiel
einer vorteilhaften Abgasnachbehandlungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung.
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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 Öffnung 4 auf, die
in einen Flansch 5 des Abgasrohrs 2 mündet. In
dem Flansch 5 liegt ein im Querschnitt gesehen im Wesentlichen topfförmiges Schutzblech 6 ein,
das an seinem offenen Ende einen sich über den Umfang erstreckenden,
nach außen
weisenden Radialvorsprung in Form eines nach außen gebogenen Kragens aufweist,
mit dem das Schutzblech 6 auf der freien Stirnseite des
Flansches 5 aufliegt. 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 Spritzöffnung 7 ausgebildet,
durch welche Abgasnachbehandlungsmittel mittels des Dosiermoduls 3 in
das strömende Abgas
eingespritzt werden kann. 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 Spritzöffnung 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 einer Stirnfläche des Dosiermoduls 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.
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.
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Erfindungsgemäß 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. Das
zweite Schutzblech 20 weist an seinen Seitenrändern Erhebungen 21 auf,
die als Abstandhalter dienen. Das Schutzblech 20 liegt
lediglich mit den Erhebungen 21 an dem Schutzblech 6 an.
Alternativ kann auch nur eine einzige Erhebung vorgesehen sein,
die sich über
den gesamten Umfang des zweiten Schutzblechs 20 erstreckt.
Vorteilhafterweise werden die Schutzbleche 6, 20 an
den Erhebungen 21 miteinander verschweißt. Die Schweißpunkte
weisen nur kleine Kontaktflächen
auf, sodass eine Wärmeübertragung
von dem Schutzblech 20 auf das Schutzblech 6 erschwert
wird. Der Luftspalt zwischen den Schutzblechen 6 und 20 dient
als thermische Isolierung der Schutzbleche 6, 20 zueinander.
Zweckmäßigerweise
weist das Schutzblech 20 ebenfalls eine Aussparung auf,
die die Spritzöffnung 7 mitbildet.
Zweckmäßigerweise
sind die die Spritzöffnung 7 bildenden
Aussparungen der Schutzbleche 6 und 20 wie dargestellt
insgesamt konusartig – im
Querschnitt gesehen – ausgebildet.
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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 10 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.
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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.
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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
den Kragen des Schutzblechs 6 bis zu dem Flansch 5 erstrecken. Wobei
die Schrauben 16 mit ihrem Schraubenkopf, vorteilhafterweise
unter Zwischenschaltung jeweils einer Isolierscheibe 23 mit
einem hohen Wärmeleitwiderstand,
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 jeweils bereichsweise durch eine in einer entsprechenden
Aussparung 18 des Kühlkörpers 12 einliegenden,
Hülse 19.
Die Hülsen 19 dienen
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 die Hülsen 19 möglichst
lang ausgebildet sind.
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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.
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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 Spritzöffnung 7 hindurch
erstreckt. Vorliegend ist der optionale Konus 22 gestrichelt
dargestellt und entspricht im Wesentlichen der Konusform der die
Spritzöffnung 7 bildenden
Aussparungen der Schutzbleche 6, 20. Der Konus 22 überdeckt
somit die Spalte und Kanten, sodass das Abgasnachbehandlungsmittel
sich nicht anlagern kann.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann die Dichtung 8 beziehungsweise der Dichtungsring 9 auch
zwischen den Schutzblechen 6 und 20 angeordnet
sein, sodass die Dichtung nur indirekt zwischen dem Dosiermodul 3 und
dem Abgasrohr 2 liegt. Auch dann ist die Ausbildung des
Konus 22 durch die Spritzöffnung 7 hindurch
in beide Richtungen erstreckend derart möglich, dass sämtliche
Kanten und Spalten überdeckt
werden.
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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.
