DE102013101720A1 - Protective element for component exposed to liquid freezing such as freezing pressure formation, has cap with outer sealing edge and central portion, where cap is made of elastomer-containing material, particularly elastomer or plastic - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzelement, das den Gefrierdruck eines flüssigkeitsführenden Bauteils, insbesondere einer mit wässriger Harnstofflösung gefüllten Abgasnachbehandlung abfängt, indem es der erstarrenden Flüssigkeit ein Ausgleichsvolumen anbietet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Bauteil. Die Erfindung bezieht sich also insbesondere auf ein Schutzelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 und auf ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15. The present invention relates to a protective element which intercepts the freezing pressure of a liquid-conducting component, in particular an exhaust gas aftertreatment filled with aqueous urea solution, by offering a compensating volume to the solidifying liquid. Furthermore, the invention relates to a corresponding component. The invention thus relates in particular to a protective element according to the preamble of
Technisches Gebiet Technical area
Viele Flüssigkeiten, insbesondere wässrige Harnstofflösungen, dehnen sich beim Erstarren aus. Durch diese Ausdehnung entsteht Druck auf das Bauteil, wie z. B. eine Komponente eines Verbrennungsmotors. Many liquids, especially aqueous urea solutions, expand upon solidification. This expansion creates pressure on the component, such. B. a component of an internal combustion engine.
Stand der Technik State of the art
Im Stand der Technik werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert den Druck abzufangen. Eine besonders einfache Lösung ist es, den Druck mit Schaumstoffen abzufangen. Die deutsche Offenlegungsschrift der Patentanmeldung
Die DDR-Patentschrift
Ein ebenfalls mehrschichtiger Aufbau eines kompressiblen Körpers ist aus der Gebrauchsmusterschrift
Etwas komplizierter fällt der Gefrierschutz im Zusammenhang mit Einspritzsystemen aus. Diese Einspritzsysteme sind mit Kanälen ausgestattet, die vor den Erstarrungskräften der gefrierenden Flüssigkeit geschützt werden müssen. The antifreeze protection in connection with injection systems is somewhat more complicated. These injection systems are equipped with channels that must be protected from the solidification forces of the freezing liquid.
In der Patentanmeldung
Die Druckschriften
In der Patentschrift
Die Patentschrift
Aufbauend auf den zuvor erörterten Erkenntnissen werden nachfolgend die dargelegten Prinzipien weiterentwickelt, sodass die zitierten Druckschriften als Hintergrundinformation, zur Bildung allgemein gültiger Definitionen für den nachfolgend gewählten Sprachgebrauch und zur Darstellung von Zusammenhängen der vorliegenden Erfindung als vollständig in die Erfindungsbeschreibung inkorporiert gelten. Based on the findings discussed above, the principles set forth below are developed further, so that the cited references are considered to be fully incorporated into the description of the invention as background information, to form generally valid definitions for the subsequently chosen language and to illustrate contexts of the present invention.
Aufgabenstellung task
Wunschgemäß ist ein Schutzelement zu entwerfen, das leicht einbaubar möglichst zuverlässig eine Gefriergefährdung, idealerweise auch nach mehreren Gefrierzyklen, abfangen kann. Ein entsprechend ausgestattetes Bauteil soll entworfen werden. Desirably, a protective element is to be designed that can easily be installed as reliably as possible against freezing hazard, ideally even after several freezing cycles. An appropriately equipped component should be designed.
Erfindungsbeschreibung invention description
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Schutzelement nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 14 gelöst, wobei ein solches Schutzelement in einem Bauteil nach Anspruch 15 eingebaut werden kann. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen. The object of the invention is achieved by a protective element according to
Die vorliegende Erfindung behandelt Schutzelemente, mit denen die Erstarrung einer Flüssigkeit abgefangen werden kann. Bei Temperaturerniedrigungen steigt die Viskosität und Zähflüssigkeit der in einem Bauteil wie einer Dosiereinheit einer Abgasnachbehandlungseinheit vorhandenen Flüssigkeit, z. B. einer Harnstoff-Wasser-Lösung. Die erstarrende Flüssigkeit erzeugt einen Gefrierdruck. Der Gefrierdruck kann Schädigungen an dem dem Gefrierdruck ausgesetzten Bauteil erzeugen. Vorteilhaft ist es, wenn solche – bei niedrigen Temperaturen auftretenden – Verfestigungen der in dem Bauteil vorhandenen Flüssigkeit nicht zu einer bleibenden Schädigung in oder an dem Bauteil führen, insbesondere in dessen Kanalstrukturen. The present invention deals with protective elements with which the solidification of a liquid can be intercepted. With temperature decreases, the viscosity and viscosity of the liquid present in a component such as a metering unit of an exhaust aftertreatment unit, eg. As a urea-water solution. The solidifying liquid generates a freezing pressure. The freezing pressure can cause damage to the component exposed to the freezing pressure. It is advantageous if such consolidations-occurring at low temperatures-of the liquid present in the component do not lead to permanent damage in or on the component, in particular in its channel structures.
Nach einem interessanten Aspekt bietet das Schutzelement der erstarrenden Flüssigkeit ein Ausgleichsvolumen an, durch das eine lokale Druckerhöhung in dem Bauteil abfangbar ist. Die sich verfestigende Flüssigkeit, das in dem Bauteil vorhandene Medium, insbesondere ein wässriges Medium, beansprucht in der Regel ein größeres Volumen im Vergleich zu dem gleichen Medium in einem anderen Aggregatszustand, insbesondere in dem flüssigen Aggregatszustand. Durch die Volumenserhöhung entsteht eine Druckerhöhung. Der größere Druck wird auf Teile des Bauteils ausgeübt. Der größere Druck liegt somit an einzelnen Bereichen und Abschnitten des Bauteils an. Diese punktuellen Bereiche und Stellen des Bauteils, die also lokal auftreten können, sind besonderen Belastungen ausgesetzt. Weil sich die erstarrende Flüssigkeit dort, ohne Schädigungen zu verursachen, ausbreiten kann, ist die lokale Schädigung unterbunden. Schädigungswirkungen können abgefangen werden. Die lokale Druckerhöhung hinterlässt keine bleibenden Schädigungen. Die schädigende Wirkung aufgrund von plastischen Bauteilverformungen tritt nicht ein. Die – wenn das Schutzelement nicht vorhanden wäre – Volumenszunahme erfolgt durch eine Volumensabnahme des von dem Schutzelement beanspruchten Raumes, insbesondere im Vergleich zu dem Schutzelement im nicht belasteten Zustand. Die Gefährdung für das Bauteil, die von gefrierenden Flüssigkeiten ausgehen können, können vorteilhaft vermieden werden. According to an interesting aspect, the protective element of the solidifying liquid offers a compensation volume through which a local pressure increase in the component can be captured. The solidifying liquid, the medium present in the component, in particular an aqueous medium, generally requires a larger volume in comparison to the same medium in another state of aggregation, in particular in the liquid state of aggregation. The increase in volume causes an increase in pressure. The greater pressure is applied to parts of the component. The greater pressure is thus applied to individual areas and sections of the component. These punctiform areas and locations of the component, which can therefore occur locally, are exposed to particular stresses. Because the solidifying liquid can spread there without causing damage, the local damage is prevented. Damage effects can be intercepted. The local pressure increase leaves no lasting damage. The damaging effect due to plastic component deformation does not occur. The - if the protective element would not be present - volume increase takes place by a decrease in volume of the space occupied by the protective element, in particular in comparison to the protective element in the unloaded state. The risk to the component, which can emanate from freezing liquids, can be advantageously avoided.
Konstruktiv vorteilhaft gehört zu dem Schutzelement zumindest ein kappenartiges Element, das vereinfacht auch als Kappe bezeichnet werden kann. Die Kappe ist rundlich gestaltet. An einem Ende der Kappe oder in einem Bereich der Kappe gibt es einen Dichtrand. Der Dichtrand verläuft in einem äußeren Bereich und kann die Form eines innen abgeschnittenen Torus haben. Zusätzlich hat die Kappe einen Zentralbereich. Der Zentralbereich steht aus dem Bereich bzw. der Ebene, die durch den Dichtrand beschrieben werden kann, heraus. Die durch den Dichtrand gebildete Ebene liegt versetzt zu dem aus diesem heraustretenden Zentralbereich. Die Kappe ist somit dreidimensional. Der Zentralbereich tritt bei der Kappe hervor. Durch diese Struktur der Kappe bietet die Kappe selbst schon ein umschlossenes Volumen, in dem die gefriergefährdete Flüssigkeit aufgenommen werden kann. In dem umschlossenen Volumen vorhandenes Gas, insbesondere Luft, kann zudem komprimiert werden. Durch das Volumen, das durch die Kompression von Gas gewinnbar ist, kann weitere Volumenexpansion einer gefriergefährdeten Flüssigkeit aufgenommen werden. Das ausgleichende Volumen ist bei einer solchen Gestaltung von der Kappe eingefasst bzw. zumindest bereichsweise umschlossen. Structurally advantageous belongs to the protective element at least one cap-like element, which can also be referred to simply as a cap. The cap is roundish. At one end of the cap or in an area of the cap there is a sealing edge. The sealing edge extends in an outer region and may have the shape of an internally cut torus. In addition, the cap has a central area. The central area protrudes out of the area or plane which can be described by the sealing edge. The plane formed by the sealing edge is offset from the emerging from this central area. The cap is thus three-dimensional. The central area protrudes at the cap. Due to this structure of the cap, the cap itself already provides an enclosed volume in which the freeze-endangered liquid can be absorbed. In the enclosed volume existing gas, in particular air, can also be compressed. The volume that can be gained by the compression of gas can accommodate further volume expansion of a freeze-endangered liquid. The compensating volume is enclosed in such a design of the cap or at least partially enclosed.
Diese Kappe kann aus einem Kunststoff gefertigt sein, der in Abhängigkeit einer Einsatzrichtung wahlweise durch eine kompressible oder durch eine gestreckte Bewegung des Zentralbereichs ein Dehnungsvolumen infolge der Druckerhöhung anbietet. Die gestreckte Bewegung des Zentralbereichs ermöglicht eine Volumenerhöhung durch axiale Verlängerung der Kappe, die sich durch die Kraftwirkung elastisch verformt. Die axiale Verlängerung wird durch den Erstarrungsdruck der Flüssigkeit auf die zur Verfügung gestellte Fläche eines Volumenausgleichsbereichs des Schutzelements ausgeübt. This cap can be made of a plastic, which offers depending on a direction of insertion either by a compressible or by a stretched movement of the central region an expansion volume due to the pressure increase. The extended movement of the central region allows an increase in volume by axial extension of the cap, which deforms elastically by the force effect. The axial extension is exerted by the solidification pressure of the liquid on the provided surface of a volume compensation area of the protective element.
Das zuvor vorgestellte Schutzelement lässt sich nach einer weiteren Betrachtungsweise auch als Schutzelement für erstarrende Flüssigkeiten bezeichnen. Wie zuvor schon angesprochen, ist es vorteilhaft, wenn die Kappe aus einem Kunststoff, insbesondere einem elastischen Kunststoff, gefertigt ist. Eine solche Kunststoffkappe kann als eine mit mehreren Lagen aufgebaute Kappe realisiert sein. Diese Kappe ist aus einem mehrlagigen Kunststoff, d. h. einem Kunststoff, der aus mehreren Schichten eines Kunststoffs gefertigt ist, die aufeinander gestapelt sind. Vorteilhaft ist es, wenn die Schichten aus dem gleichen Material gefertigt sind. Der Kunststoff weist eine wabenartige Wechselstruktur auf, in der in regelmäßigen Abständen Hohlräume in jeder Lage eingearbeitet sind. Dadurch, dass die Hohlräume sich flächig erstrecken, kann eine lokale Druckerhöhung durch Volumenänderung abgefangen werden. Jede Lage des Materials des mehrlagigen Kunststoffs sieht wie eine, insbesondere gleichmäßig perforierte, verteilte Lochstruktur aus, die immer wieder in einer Ebene verteilt Hohlräume aufweist. Die erste und die letzte Lage des Kunststoffs können flüssigkeitsdicht ausgestaltet sein und eine Ausbreitung der Flüssigkeit in unerwünschte Richtungen verhindern. Die flüssigkeitsdichten Lagen verhindern ein Diffundieren oder einen Ausgleichsprozess zu einer flüssigkeitsfreien Seite des Schutzelements. The protective element presented above can also be described as a protective element for solidifying liquids according to another approach. As already mentioned above, it is advantageous if the cap is made of a plastic, in particular an elastic plastic. Such a plastic cap can be realized as a cap constructed with several layers. This cap is made of a multi-layer plastic, ie a plastic, which is made of several layers of plastic, which are stacked on each other. It is advantageous if the layers are made of the same material. The plastic has a honeycomb-like alternating structure in which cavities are incorporated in every layer at regular intervals. Because of the cavities themselves extend flat, a local pressure increase can be intercepted by volume change. Each layer of the material of the multilayer plastic looks like a, in particular uniformly perforated, distributed hole structure, which repeatedly has cavities distributed in a plane. The first and the last layer of the plastic can be made liquid-tight and prevent the liquid from spreading in undesired directions. The liquid-tight layers prevent diffusion or a compensation process to a liquid-free side of the protective element.
Das Schutzelement ist in einem Bauteil integrierbar, insbesondere in einer Kraftfahrzeugkomponente, das für die Aufnahme einer einfriergefährdete Flüssigkeit in seinem Inneren bestimmt ist. In diesem Bauteil sind für die Führung der Flüssigkeit vorzugsweise Kanalstrukturen vorhanden. Zumindest eine Stelle in dem Bauteil wird nach außen durch eine Kappe abgedichtet. Es ist vorteilhaft, wenn die Kappe selbst flüssigkeitsdicht ist und somit den Kanal in dem Bauteil flüssigkeitsdicht abschließen kann. The protective element can be integrated in a component, in particular in a motor vehicle component, which is intended for receiving a freeze-endangered liquid in its interior. In this component, channel structures are preferably present for the guidance of the liquid. At least one point in the component is sealed to the outside by a cap. It is advantageous if the cap itself is liquid-tight and thus can close off the channel in the component liquid-tight.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dargelegt, die für sich gesehen, sowohl einzeln aus auch in Kombination, ebenfalls erfinderische Aspekte offenbaren können. In the following, advantageous embodiments and developments are set forth, which in themselves, both individually and in combination, can also disclose inventive aspects.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Schutzelement als ein Abdichtelement eingesetzt werden, das, insbesondere aufgrund eines Formverlaufs seines Dichtrands, ein flüssigkeitsdichtendes Schutzelement ist. Der Dichtrand hat eine Form, die in einer Ausgestaltung ausladend verläuft. Der Dichtrand ist der Teil der Kappe, der die Kappe mit dem zu schützenden Bauteil oder einer weiteren, sich anschließenden Kappe abschließt. Dabei ist der Formverlauf einem dem Dichtrand entsprechenden Oberflächenverlauf eines Flüssigkeitsraums über eine Anlagefläche angepasst, die in der Ebene des Dichtrands liegt. Eine Vertiefung in der Anlagefläche lässt sich durch den ihn ausgleichenden Dichtrand ausfüllen. Dies hat den Vorteil, dass das einzusperrende Medium, wie z. B. die Harnstoff-Wasser-Lösung, in der flüssigen Phase bzw. dem flüssigen Aggregatszustand nicht entweichen kann. In an advantageous development, the protective element can be used as a sealing element, which, in particular due to a shape profile of its sealing edge, is a liquid-tight protective element. The sealing edge has a shape that extends in an embodiment expansive. The sealing edge is the part of the cap which closes the cap with the component to be protected or another, subsequent cap. In this case, the shape curve is adapted to a surface contour of a liquid space corresponding to the sealing edge via a contact surface which lies in the plane of the sealing edge. A depression in the contact surface can be filled by the sealing edge that balances it. This has the advantage that the medium to be locked, such. As the urea-water solution, in the liquid phase or the liquid state of matter can not escape.
Das Schutzelement ist in einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest im Bereich seiner Kappe ein rotationssymmetrisches Bauteil. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Zentralbereich von dem Dichtrand eingefasst über einen Volumenausgleichsbereich an den Dichtrand angebunden ist. Eine einzelne Kappe umfasst also einen Zentralbereich, z. B. eine Hütchenspitze, einen Volumenausgleichsbereich, der z. B. dünnwandiger als die anderen Teile ausgelegt ist, und einen Dichtrand. Der Volumensausgleichsbereich liegt zwischen dem Zentralbereich und dem Dichtrand. The protective element is in an advantageous development, at least in the region of its cap a rotationally symmetrical component. In this case, it is advantageous if the central area is bordered by the sealing edge and connected to the sealing edge via a volume compensation area. A single cap thus includes a central area, z. B. a hat tip, a volume compensation area, the z. B. is designed thinner than the other parts, and a sealing edge. The volume compensation area lies between the central area and the sealing edge.
Die Kappe ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung in axialer Richtung, d. h. in Richtung seiner Rotationsachse, elastisch verformbar. Eine elastische Verformbarkeit wird insbesondere durch einen konvex ansteigenden Mittelbereich in der Kappe zur Verfügung gestellt. Die Konvexität ergibt sich bei einer Betrachtung von dem Dichtrand in das Innere der Kappe. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit kann die Kappe Druck in zwei Richtungen, je nach Einbaurichtung durch Kompression und Dehnung, aufnehmen. Die eine Richtung verläuft von dem Dichtrand weg. Die andere Richtung verläuft auf den Dichtrand von einem Kumulationspunkt aus gesehen hin. Bei einer Dehnung stellt die sich vergrößernde Kappe aus sich heraus der erstarrenden Flüssigkeit ein größeres Volumen (im Vergleich zu der vorherigen Lage) in ihrem Innenraum zur Verfügung. Bei einer Kompression verkleinert sich das von der Kappe eingeschlossene Gasvolumen. Die Kappe folgt der Kraft, die sie zusammendrückt. In dem zusammengedrückten Zustand benötigt die Kappe in ihrer Eigenstruktur weniger Platz. Das Volumen, das bei einem Zusammendrücken der Kappe gewonnen wird, steht wiederum bzw. zusätzlich der erstarrenden Flüssigkeit zur Verfügung. Dieses Volumen erhöht das insgesamt zur Verfügung stehende Volumen. The cap is in a further advantageous embodiment in the axial direction, d. H. in the direction of its axis of rotation, elastically deformable. An elastic deformability is provided in particular by a convex rising central region in the cap. The convexity results when viewed from the sealing edge into the interior of the cap. Due to the elastic deformability, the cap can absorb pressure in two directions, depending on the installation direction by compression and expansion. One direction runs away from the sealing edge. The other direction runs towards the sealing edge from an accumulation point. When stretched, the enlarging cap provides a greater volume (compared to the previous layer) of the solidifying liquid in its interior. Upon compression, the gas volume trapped by the cap decreases. The cap follows the force that squeezes it. In the compressed state, the cap requires less space in its intrinsic structure. The volume which is obtained when the cap is compressed is in turn or additionally available to the solidifying liquid. This volume increases the total available volume.
Vorteilhaft ist es, wenn die Kappe einen abgerundeten Dichtrand hat, der eine äußerste Begrenzung des Schutzelements darstellt. Der Dichtrand kann in einer Ausgestaltung vorzugsweise aufgewölbt sein. Der Dichtrand kann so gestaltet sein, dass er im Vergleich zu dem Volumenausgleichsbereich eine Materialverdickung hat. Bei dieser Ausgestaltung ist der Kunststoff des Dichtrands dicker gefertigt als im Volumenausgleichsbereich. Durch die Materialverdickung wird zu einem Medieneinschluss, insbesondere einem Flüssigkeitseinschluss oder einem Gaseinschluss, positiv beigetragen. It is advantageous if the cap has a rounded sealing edge, which represents an outermost boundary of the protective element. The sealing edge may preferably be bulged in one embodiment. The sealing edge may be designed so that it has a material thickening in comparison to the volume compensation area. In this embodiment, the plastic of the sealing edge is made thicker than in the volume compensation area. The thickening of the material contributes positively to media entrapment, in particular liquid entrapment or gas entrapment.
Die Kappe kennt eine Ruhelage. Die Ruhelage ist die Lage, in der die Kappe ihre natürliche Form eingenommen hat. Die Kappe weist eine axiale Erhöhung in der Ruhelage auf. Die Erhöhung steht in einem Wertebereich in der Größenordnung von Millimetern aus einer Ebene des Dichtrands hervor. Insbesondere eine aufgefundene Materialdicke der Kappe an allen von dem Dichtrand abweichenden Stellen ist maximal halb so groß, wie eine zumessende Materialdicke des Dichtrandes. Die unterschiedliche Gestaltung der Materialdicken fördert die Elastizität und steigert ebenfalls die Lebensdauer. The cap knows a rest position. The rest position is the position in which the cap has taken its natural form. The cap has an axial increase in the rest position. The increase is evident in a range of values in the order of millimeters from a plane of the sealing edge. In particular, a found material thickness of the cap at all deviating from the sealing edge locations is at most half as large as a metering material thickness of the sealing edge. The different design of the material thickness promotes elasticity and also increases the life.
Die Kappe ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführung ein Spritzgussteil. Die Kappe wird also mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Als Materialien kommen u. a. thermoplastische Elastomere und Elastomere infrage. In dieser Ausführungsform ist die Kappe ein aus einem thermoplastische Elastomer oder aus einem Elastomer hergestelltes Teil. Aufbauend auf den Werkstoffen thermoplastisches Elastomer und ganz allgemein Elastomer können dickere Materialstärken als z. B. für Membranen üblich für die Kappe gewählt werden. Die mechanische Belastung auf das Schutzelement ist im Vergleich zu Ausführungen des Standes der Technik geringer. Schutzelemente auf Basis von Kappen können längere Lebensdauern erreichen als sie sich bisher gezeigt haben. Das Material der Kappe erreicht nicht den Zustand einer plastischen Verformung. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass der Volumenausdehnungsbereich maximal in die Ebene des Dichtrings zusammengedrückt werden kann. Ein Überdrücken ist nicht vorgesehen. Eine weitere Kompression des Materials der Kappe ist aufgrund konstruktiver Gestaltungen unmöglich. The cap is an injection molded part in a further advantageous embodiment. The cap is thus produced by means of an injection molding process. Suitable materials include thermoplastic elastomers and elastomers. In this embodiment, the cap is one made of a thermoplastic Elastomer or elastomeric part. Based on the materials thermoplastic elastomer and generally elastomer thicker material thicknesses than z. As are customary for membranes for the cap. The mechanical stress on the protective element is lower in comparison to the prior art. Caps-based protections can last longer than previously shown. The material of the cap does not reach the state of plastic deformation. This is due, among other things, to the fact that the volume expansion area can be compressed maximally in the plane of the sealing ring. An overpressure is not provided. Further compression of the material of the cap is impossible due to structural designs.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Schutzelement ein deckelartiges Begrenzungsteil, insbesondere eine Verschlussschraube. Das Begrenzungsteil stellt endlings an einer Seite einer Kappe, also an einem Ende, einen örtlich fixierten Anschlag für die Kappe dar. Die Kappe lässt sich also nur bis zu dem Begrenzungsteil bewegen. Das Begrenzungsteil dient dem Abschluss des Schutzelements nach außen. Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn ein Bestandteil des Begrenzungsteils ein O-Ring ist. Durch das Begrenzungsteil ist kein weiterer Anbau am zu schützenden Bauelement notwendig. Durch die Verwendung einer Verschlussschraube kann das Schutzelement mit einer Bohrung in das zu schützende Bauelement integriert werden. Die Verschlussschraube ist das vermittelnde Befestigungsteil für das Schutzelement. In an advantageous development, the protective element comprises a lid-like limiting part, in particular a screw plug. The limiting part represents endings on one side of a cap, ie at one end, a locally fixed stop for the cap. Thus, the cap can only be moved up to the limiting part. The boundary part serves to terminate the protective element to the outside. It is furthermore advantageous if a component of the delimiting part is an O-ring. By limiting part no further cultivation of the protected component is necessary. By using a screw plug, the protective element can be integrated with a hole in the component to be protected. The locking screw is the mediating fastening part for the protective element.
Zumindest eine erste Kappe und eine zweite Kappe, vorzugsweise drei oder mehr Kappen, sind in einer weiteren Ausführung jeweils entweder in ihren Zentralbereichen oder in ihren Dichträndern zusammenhängend ausgebildet. Mehrere Kappen ergeben das Schutzelement. At least one first cap and one second cap, preferably three or more caps, are formed in a further embodiment in each case either in their central regions or in their sealing edges contiguous. Several caps make up the protective element.
Zusammengebrachte Kappen bilden das Schutzelement. Kappen, die komprimiert werden, benötigen selbst in diesem Zustand weniger Volumen als im unkomprimierten Zustand. Das Volumen, das durch die Kompression frei wird, kann daher der erstarrenden Flüssigkeit als zusätzliches Volumen zur Verfügung gestellt werden. Die Kompression wird durch eine elastische Verformung und/oder durch Kompression eines umschlossenen Gasvolumens (z. B. Luft) bewirkt, die auch eine Gegenkraft – analog einer Feder – auf die erstarrende Flüssigkeit ausübt. Die Gegenkraft schiebt das Medium, z. B. die Harnstoff-Wasser-Lösung, sobald sie wieder in den flüssigen Aggregatszustand übergeht, in das Innere des Bauelements, in den weiteren Kanal, zurück. Matched caps form the protective element. Caps that are compressed require less volume even in this state than in the uncompressed state. The volume which is released by the compression can therefore be made available to the solidifying liquid as an additional volume. The compression is effected by an elastic deformation and / or by compression of an enclosed gas volume (eg air), which also exerts a counterforce - analogous to a spring - on the solidifying liquid. The counterforce pushes the medium, for. As the urea-water solution, as soon as it goes back into the liquid state, in the interior of the device, in the other channel, back.
Die erste Kappe vervollständigt durch die zweite, artgleiche, insbesondere geometrisch identische, Kappe das Schutzelement zu einem Doppelkegel. Liegt die Form eines Doppelkegels vor, entspricht die absolute Druckerhöhung einem Abstand jeweils der Dichtränder der Kappen infolge einer der Druckerhöhung entsprechenden Parallelverschiebung. Die Dichtränder verringern bei einer Kompression Ihren Abstand zueinander. Das gesamte Schutzelement wird also zusammengedrückt. The first cap completes the protective element to a double cone by the second, similar, in particular geometrically identical, cap. If the shape of a double cone is present, the absolute pressure increase corresponds to a distance in each case from the sealing edges of the caps as a result of a parallel displacement corresponding to the pressure increase. The sealing edges reduce their distance from each other when compressed. The entire protective element is thus compressed.
Wird in einer weiteren Ausführungsform die zweite Kappe um bis zu 180° gewendet zu der ersten Kappe angeordnet, bildet sie mit der ersten Kappe einen flüssigkeitsdichten Hohlraum, dessen Volumen insbesondere einem doppelten Kegelinnenvolumen einer Kappe entspricht. If, in a further embodiment, the second cap is turned up to 180 ° relative to the first cap, it forms with the first cap a liquid-tight cavity, the volume of which in particular corresponds to a double inner cone volume of a cap.
In Fortführung des zuvor geäußerten Gedankens weist die erste Kappe, auf einer zu der zweiten Kappe, die an die erste Kappe anzuschmiegen ist, ausgerichteten Seite, ein Eingriffselement auf, zum Beispiel ein Zapfen. Mit dem Zapfen kann insbesondere eine Verzahnung erfolgen. Auch kann eine stoffschlüssige Verbindung mit der gleichartigen zweiten Kappe erfolgen. Bei einer solchen Gestaltung gibt es zwischen den Kappen keinen Zwischenraum mehr, in den die Flüssigkeit eindringen kann. Das Schutzelement ist vorteilhaft modular aus mehreren Kappen zusammengesetzt. Continuing with the previously expressed idea, the first cap has an engagement element, for example a pin, on a side aligned with the second cap which is to be snuggled against the first cap. In particular, a toothing can take place with the pin. Also, a cohesive connection with the similar second cap can be done. With such a design, there is no gap between the caps into which the liquid can penetrate. The protective element is advantageously modularly composed of several caps.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung entspricht das von dem Schutzelement zur Verfügung gestellte Dehnungsvolumen der Summe, die sich durch Summation über die von den einzelnen Kappen eingeschlossenen Volumina ergibt. Die Anzahl der Kappen innerhalb eines Schutzelements kann von Schutzelement zu Schutzelement variiert werden. Falls ein größeres Dehnungsvolumen benötigt wird, wird die Zahl der Kappen erhöht. Es werden mehr Kappen aufeinander gestapelt. Bei einem geringeren Erstarrungsvolumen sind auch weniger Kappen nötig. In a further advantageous embodiment, the expansion volume provided by the protective element corresponds to the sum resulting from summation over the volumes enclosed by the individual caps. The number of caps within a protective element can be varied from protective element to protective element. If a larger strain volume is needed, the number of caps will be increased. More caps are stacked on top of each other. With a lower solidification volume fewer caps are needed.
Werden mehrere Kappen zu einem Schutzelement zusammengestellt, so wirken die Kappen ziehharmonika- oder girlandenartig. Die Kappen sind so in einer Reihe aufgereiht, dass sie zusammengefügt wie eine Ziehharmonika aussehen. Die Kappen schaffen über ihre Ränder die ausgestülpten Balgteile einer Ziehharmonika. Die Kappen können insgesamt unterschiedliche Längen für das Schutzelement einnehmen. Das Schutzelement mit mehreren Kappen kann ähnlich einer transversalen Welle Wanderungsbäuche in Abhängigkeit des Gefrierdrucks erzeugen. Das Schutzelement kann – wenn es mehrere Kappen umfasst – schmaler als im Ruhezustand werden, jedoch an Stelle der Länge, die das Schutzelement im Ruhezustand hat, eine größere Länge einnehmen. If several caps are put together to form a protective element, the caps have an accordion or garland-like effect. The caps are lined up in a row so that when put together they look like an accordion. The caps create over their edges the everted bellows parts of an accordion. The caps can take a total of different lengths for the protective element. The multi-cap protection member may generate traveling bellies in response to freezing pressure, similar to a transverse shaft. The protective element may, if it comprises a plurality of caps, become narrower than at rest, but take a longer length instead of the length which the protective element has at rest.
Die zuvor dargestellten Kombinationen und Ausführungsbeispiele lassen sich auch in zahlreichen weiteren Verbindungen und Kombinationen betrachten. The previously described combinations and exemplary embodiments can also be considered in numerous other connections and combinations.
Figurenkurzbeschreibung Brief Description
Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, die beispielhaft besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darlegen, ohne die vorliegende Erfindung auf diese einzuschränken, wobei The present invention may be better understood by reference to the accompanying figures, which set forth by way of example particularly advantageous design possibilities without restricting the present invention thereto
in
in
Figurenbeschreibung figure description
Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich auch untereinander in beliebiger Form verbinden. The design options shown in the individual figures can also be interconnected in any form.
In
Wird die Kappe
Dehnt sich die erste Kappe
Ein Ausführungsbeispiel eines Schutzelements
Aus dem flüssigkeitsführenden Kanal
Die Dosiereinheit
Die Dosiereinheit
Das Schutzelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Schutzelement protection element
- 5 5
- Dichtrand sealing edge
- 7 7
- Ebene der Anlagefläche Plane of the contact surface
- 9 9
- Volumenausgleichsbereich Volume compensation range
- 11 11
- Zentralbereich Central area
- 51 51
- Kappe cap
- 61 61
- Unterseite der Kappe Bottom of the cap
- 63 63
- Oberseite der Kappe Top of the cap
- 101 101
- Schutzelement protection element
- 104 104
- Dichtrand sealing edge
- 105 105
- Dichtrand sealing edge
- 106 106
- Dichtrand sealing edge
- 111 111
- Zentralbereich Central area
- 112 112
- Zentralbereich Central area
- 113 113
- Eingriffselement engaging member
- 115 115
- Eingriffselement engaging member
- 117 117
- Doppelkegel double cone
- 119 119
- Kegel, insbesondere Innenvolumen mit doppeltem Volumen einer KappeCone, especially interior volume with double volume of a cap
- 131 131
- Innenvolumen bzw. Einzelvolumen einer Kappe Internal volume or single volume of a cap
- 133 133
- Innenvolumen bzw. Einzelvolumen einer Kappe Internal volume or single volume of a cap
- 135 135
- Innenvolumen bzw. Einzelvolumen einer Kappe Internal volume or single volume of a cap
- 151 151
- erste Kappe mit Eingriffselementen first cap with engagement elements
- 153 153
- zweite Kappe mit Eingriffselementen second cap with engagement elements
- 155 155
- dritte Kappe mit Eingriffselementen third cap with engagement elements
- 201 201
- Schutzelement protection element
- 203 203
- Bauelement module
- 205 205
- Dichtrand sealing edge
- 206, 206´ 206, 206 '
- Dichtrand sealing edge
- 207 207
- Ebene der Anlagefläche Plane of the contact surface
- 211, 211´ 211, 211'
- Zentralbereich Central area
- 221 221
- O-Ring O-ring
- 223 223
- Begrenzungsteil limiting member
- 225 225
- Bohrung im Bauelement Hole in the component
- 227 227
- Kanal, insbesondere flüssigkeitsführender Kanal in einem BauelementChannel, in particular liquid-carrying channel in a component
- 237 237
- Gewindestopfen threaded plugs
- 239 239
- Deckel, insbesondere des Begrenzungsteils Cover, in particular of the delimiting part
- 249 249
- Hohlraum, insbesondere gasgefüllter Hohlraum Cavity, in particular gas-filled cavity
- 251 251
- erste Kappe first cap
- 253 253
- zweite Kappe second cap
- 255 255
- dritte Kappe third cap
- 257 257
- vierte Kappe fourth cap
- 259 259
- fünfte Kappe fifth cap
- 261 261
- sechste Kappe sixth cap
- 263 263
- siebte Kappe seventh cap
- 301 301
- Schutzelement, insbesondere mit Wabenstruktur Protective element, in particular with honeycomb structure
- 341 341
- Deckschicht des Schutzelements Cover layer of the protective element
- 343 343
- Deckschicht des Schutzelements Cover layer of the protective element
- 345, 345‘, 345‘‘, 345‘‘‘ 345, 345 ', 345' ', 345' ''
- Hohlraum in einer Lage des Kunststoffs, insbesondere des mehrlagigen Kunststoffs Cavity in a position of the plastic, in particular of the multilayer plastic
- 347, 347‘ 347, 347 '
- (verbundene) Kunststoffschicht (connected) plastic layer
- 401 401
- Schutzelement protection element
- 403 403
- Bauteil oder Bauelement Component or component
- 423 423
- Begrenzungsteil limiting member
- 425 425
- Bohrung im Bauteil Bore in the component
- 427 427
- Kanal channel
- 451 451
- erste Kappe first cap
- 453 453
- zweite Kappe second cap
- 455 455
- dritte Kappe third cap
- 457 457
- vierte Kappe fourth cap
- 459 459
- fünfte Kappe fifth cap
- 461 461
- sechste Kappe sixth cap
- 463 463
- siebte Kappe seventh cap
- 501 501
- Schutzelement protection element
- 503 503
- Bauelement, insbesondere Dosiereinheit Component, in particular dosing unit
- 521 521
- O-Ring O-ring
- 523 523
- Begrenzungsteil limiting member
- 525 525
- Bohrung im Bauelement Hole in the component
- 527 527
- Kanal, insbesondere flüssigkeitsführender Kanal in einem BauelementChannel, in particular liquid-carrying channel in a component
- 529 529
- Übergangsbereich Transition area
- 551 551
- erste Kappe first cap
- 553 553
- zweite Kappe second cap
- 555 555
- dritte Kappe third cap
- 557 557
- vierte Kappe fourth cap
- 559 559
- fünfte Kappe fifth cap
- 561 561
- sechste Kappe sixth cap
- 563 563
- siebte Kappe seventh cap
- 571 571
- Edelstahlblock stainless steel block
- 573 573
- Düsungsrohr Düsungsrohr
- 575 575
- Anschluss für die Einleitung einer Harnstoffwasserlösung (HWL)Connection for the introduction of a urea water solution (HWL)
- 577 577
- Flansch flange
- 579 579
- Anschlagplatte stop plate
- Y Y
- Y-Achse Y-axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
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Representative=s name: CREMER & CREMER, DE |
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Owner name: GIEGERICH, BERND, DE Free format text: FORMER OWNER: GIEGERICH, BERND, 63768 HOESBACH, DE Effective date: 20140811 |
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| R082 | Change of representative |
Representative=s name: CREMER & CREMER, DE Effective date: 20140811 |
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| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |