DE102013216578A1

DE102013216578A1 - Device for metering fluid

Info

Publication number: DE102013216578A1
Application number: DE102013216578.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Thoemmes; Ansgar Seitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-02-26

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Zumessen von Fluid, insbesondere zum dosierten Einspritzen eines Reduktionsmittel in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, angegeben, die ein elektromagnetisch steuerbares Zumessventil (11) mit einem mit einer Zulauf- und einer Zumessöffnung (14, 15) für das Fluid versehenen Ventilgehäuse (13) sowie ein mit einem Kühlmittel beaufschlagtes Kühlmodul (12) zum Kühlen des Zumessventils (11) aufweist. Zur Erzielung einer intensiven, ganzheitlichen Kühlung des Zumessventils (11) und Kompensierung unterschiedlicher Wärmeausdehnungen zwischen Zumessventil (11) und Kühlmodul (12), ohne dass Kraft auf die Bauteile ausgeübt wird, ist das Zumessventil (11) mit frei zugänglicher Zulauf- und Zumessöffnung (14, 15) vollständig im Kühlmodul (12) aufgenommen und nahe seiner Zulauf- und Zumessöffnung (14, 15) jeweils dicht mit dem Kühlmodul (12) verbunden, wobei eine der dichten Verbindungen mittels eines am Kühlmodul (12) und am Zumessventil (11) festgelegten elastischen Element (17), vorzugsweise einer metallischen Membran (18), hergestellt ist.The invention relates to a device for metering fluid, in particular for the metered injection of a reducing agent into the exhaust gas tract of an internal combustion engine, comprising an electromagnetically controllable metering valve (11) with a valve housing provided with an inlet and an orifice (14, 15) for the fluid (13) and a coolant module (12) acted upon for cooling the metering valve (11). To achieve an intensive, holistic cooling of the metering valve (11) and compensation of different thermal expansions between metering valve (11) and cooling module (12), without any force being exerted on the components, the metering valve (11) with freely accessible inlet and metering ( 14, 15) is completely accommodated in the cooling module (12) and connected close to its inlet and outlet openings (14, 15) in each case tightly with the cooling module (12), wherein one of the sealed connections by means of a cooling module (12) and the metering valve (11 ) fixed elastic element (17), preferably a metallic membrane (18).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Zumessen von Fluid, insbesondere zum dosierten Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for metering fluid, in particular for the metered injection of a reducing agent into the exhaust gas tract of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung mit Dosier- oder Zumessventil und Kühlmodul ( DE 10 2010 030 920 A1 ) weist das Kühlmodul eine im Durchmesser mehrfach gestufte Hülse auf, auf deren einem Hülsenabschnitt ein Ringkanal mit einem Zu- und Abfluss für ein den Ringkanal durchströmendes Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, angeordnet ist. Das Dosier- oder Zumessventil besitzt ein rohrförmiges Ventilgehäuse, das endseitig mit einem Ventilsitzkörper abgeschlossen ist. Der Ventilsitzkörper begrenzt eine mit einem Fluidzulauf in Verbindung stehend Ventilkammer und enthält eine Spritz- oder Zumessöffnung sowie einen diesen umschließenden Ventilsitz, der zum Freigeben und Schließen der Ventilöffnung mit einem elektromagnetisch betätigten und von einer Ventilschließfeder beaufschlagten Ventilglied zusammenwirkt. Der am Ventilglied angreifende Elektromagnet weist einen auf dem Ventilgehäuse sitzende Magnetspule und einen Magnettopf auf, der in einem durchmessergrößeren Topfabschnitt die Magnetspule aufnimmt und mit einem durchmesserkleineren Topfabschnitt auf dem Ventilgehäuse festgelegt ist. Der durchmessergrößere Topfabschnitt des Magnettopfes ist in einem von dem durchmesserkleineren Topfabschnitt abgekehrten Bereich von einer durch Umspritzen eines zulaufseitigen Gehäuseabschnitts des Ventilgehäuses hergestellten Kunststoffummantelung übergriffen. Das Dosier- oder Zumessventil ist so in die Hülse des Kühlmoduls eingesetzt, dass das zumessseitige Ende des Ventilgehäuses in einen Hülsenabschnitt der Hülse mit dem kleinsten Innendurchmesser eintaucht und der Hülsenabschnitt der Hülse des Kühlmoduls mit dem größten Innendurchmesser die Kunststoffummantelung übergreift. Zum Abdichten des Innenraum der Hülse des Kühlmoduls ist zwischen der Kunststoffummantelung und dem durchmessergrößten Hülsenabschnitt ein Dichtungsring aus Elastomer eingelegt und der durchmesserkleinste Hülsenabschnitt an dem über den Ventilsitzkörper überstehenden Ende des Ventilgehäuses mit dem Ventilgehäuse verschweißt. Zwischen dem den Ringkanal tragenden mittleren Hülsenabschnitt der Hülse des Kühlmoduls und dem Ventilgehäuse ist eine Grafitbuchse eingesetzt, die aufgrund ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit das Ventilgehäuse gegenüber der Hülse des Kühlmoduls wärmeisoliert. In a known device with metering or metering valve and cooling module ( DE 10 2010 030 920 A1 ), the cooling module has a multi-stepped in diameter sleeve on which a sleeve portion, an annular channel with an inlet and outlet for the annular channel by flowing coolant, preferably water, is arranged. The metering or metering valve has a tubular valve housing, which is closed at the end with a valve seat body. The valve seat body defines a valve chamber in communication with a fluid inlet and includes a syringe or orifice and a valve seat enclosing it which cooperates to release and close the valve opening with an electromagnetically actuated valve member acted upon by a valve closing spring. The solenoid acting on the valve member has a magnet coil seated on the valve housing and a magnet pot which receives the magnet coil in a larger-diameter pot section and is fixed on the valve housing with a smaller-diameter pot section. The larger diameter pot portion of the magnetic pot is overlapped in a remote from the smaller diameter pot portion of a manufactured by encapsulation of an inlet-side housing portion of the valve housing plastic casing. The metering or metering valve is inserted into the sleeve of the cooling module, that the zumessseitige end of the valve housing dips into a sleeve portion of the sleeve with the smallest inner diameter and the sleeve portion of the sleeve of the cooling module with the largest inner diameter engages over the plastic sheath. For sealing the interior of the sleeve of the cooling module, a sealing ring made of elastomer is inserted between the plastic sheath and the largest diameter sleeve portion and the smallest diameter sleeve portion welded to the projecting beyond the valve seat body end of the valve housing with the valve housing. Between the annular sleeve carrying the central sleeve portion of the sleeve of the cooling module and the valve housing a graphite bushing is used, which thermally insulated the valve housing relative to the sleeve of the cooling module due to their poor thermal conductivity.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zumessen von Fluid mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass infolge intensiver, ganzheitlicher Kühlung des Zumessventils durch das Kühlmodul das Zumessventil hohe Temperaturen des Fluids, z.B. 110°C, und der Umgebung z.B. 200°C, unbeschadet verträgt und vollständig gegen Eindringen von Spritzwasser geschützt ist. Damit sind die Anforderungen an seine Watfähigkeit oder Tauchsicherheit erfüllt, die bei der bekannten Dosiervorrichtung so nicht gegeben ist. Gegenüber der bekannten Dosiervorrichtung entfällt die kostenintensive Kunststoffumspritzung des Ventilgehäuses zur Herstellung der Kunststoffummantelung und entfallen jegliche Elastomerdichtungen zwischen Zumessventil und Kühlmodul. Damit werden Fertigungskosten gesenkt und auch Undichtigkeitsprobleme vermieden, die durch Alterung von Elastomerdichtungen bei hohen Temperaturen und unter Einwirkung aggressivem Fluid, wie z.B. einer Harnstoff-Wasser-Lösung, auftreten. Durch das mittels eines elastischen Elements vorgenommene dichte Anbinden des Zumessventils an das Kühlmodul in einer der beiden Verbindungen zwischen den beiden Bauteilen, können Längentoleranzen zwischen Zumessventil und Kühlmodul, die bei der Montage der beiden Bauteile und durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen beider Bauteile entstehen, kompensiert werden, ohne dass Kräfte auf die Bauteile ausgeübt werden, die zu einem Verzug der Gehäuse, einer Beeinträchtigung der Dosier- oder Zumessfunktion oder gar zu einer Zerstörung der Verbindungen zwischen den Bauteilen führen könnten.The device according to the invention for metering fluid with the features of claim 1 has the advantage that due to intensive, integral cooling of the metering valve by the cooling module the metering valve high temperatures of the fluid, e.g. 110 ° C, and the environment e.g. 200 ° C, tolerates unscathed and completely protected against ingress of spray water. Thus, the requirements of his wading or diving safety are met, which is not given in the known metering device. Compared to the known metering eliminates the costly plastic extrusion of the valve housing for the production of plastic coating and eliminates any elastomer seals between metering valve and cooling module. This reduces manufacturing costs and also avoids leakage problems caused by aging of elastomeric gaskets at high temperatures and under the action of aggressive fluid, e.g. a urea-water solution, occur. By virtue of the tight connection of the metering valve to the cooling module in one of the two components between the two components, elastic tolerances make it possible to compensate for length tolerances between the metering valve and the cooling module, which arise during assembly of the two components and due to different thermal expansions of the two components that forces are exerted on the components, which could lead to a distortion of the housing, an impairment of the dosing or metering function or even to a destruction of the connections between the components.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.The measures listed in the further claims advantageous refinements and improvements of claim 1 device are possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Element an dem die Zumessöffnung enthaltenden Ende des Zumessventils angeordnet und besteht aus einem Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten. Dadurch wird das elastische Element gleichzeitig zur Wärmeleitung zwischen Zumessventil und Kühlmodul herangezogen.According to an advantageous embodiment of the invention, the elastic element is arranged at the end of the metering valve containing the metering and consists of a material having a high coefficient of thermal conductivity. As a result, the elastic element is simultaneously used for heat conduction between the metering valve and the cooling module.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als elastisches Element eine metallische Membran, vorzugsweise eine Wellmembran, eingesetzt. Eine solche Wellenmembran ist robust, weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und lässt sich problemlos durch Stoffschluss, z.B. durch Schweißen, mit den Bauteilen verbinden. According to an advantageous embodiment of the invention, a metallic membrane, preferably a corrugated membrane, is used as the elastic element. Such a wave membrane is robust, has a good thermal conductivity and can be easily connected by material closure, e.g. by welding, to connect with the components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat die Membran, vorzugsweise die Wellmembran, Ringform mit einem äußeren Membranrand und einem inneren Membranrand, der mit einer am Ventilgehäuse des Zumessventils anliegenden Schürze versehen ist. Die Membran ist im Bereich ihrer Schürze mit dem Ventilgehäuse und im Bereich ihres äußeren Membranrands mit dem Kühlmodul jeweils stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, verbunden. Die dünne Schürze am inneren Membranrand presst sich ohne große Spalte auf das zumessöffnungsseitige Ende des Zumessventils auf und ist so dünn, dass zur Herstellung des Stoffschlusses zwischen Membran und Zumessventil durch die Schürze hindurch geschweißt werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the membrane, preferably the Corrugated membrane, annular shape with an outer edge of the membrane and an inner edge of the membrane, which is provided with an apron resting against the valve housing of the metering valve. The membrane is in the region of its skirt with the valve housing and in the region of its outer edge of the membrane with the cooling module respectively materially connected, for example by welding. The thin apron on the inner edge of the membrane presses without large gaps on the opening-side end of the metering valve and is so thin that it can be welded through the apron to make the material bond between the membrane and the metering valve.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Membran von einem am Kühlmodul befestigten Wärmeschutzblech überdeckt. Das Wärmeschutzblech schirmt den Wärmeeintrag des heißen Abgases, dem das zumessöffnungsseitige Ende der Dosiervorrichtung ausgesetzt ist, in das Zumessventil ab und leitet die Wärme an das Kühlwasser des Kühlmoduls ab. Das Temperaturniveau an der Membran und am Ventilgehäuse des Zumessventils wird gesenkt. According to an advantageous embodiment of the invention, the membrane is covered by a heat shield attached to the cooling module. The heat shield shields the heat input of the hot exhaust gas, which is exposed to the opening-side end of the metering, in the metering valve and dissipates the heat to the cooling water of the cooling module. The temperature level at the diaphragm and at the valve housing of the metering valve is lowered.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Kühlmodul ein Modulgehäuse mit einer inneren und einer äußeren Gehäuseschale auf, wobei die beiden Gehäuseschalen zwischen sich einen vom Kühlmittel durchströmten Hohlraum einschließen. Die innere Gehäuseschale erstreckt sich trichterförmig über das Ventilgehäuse, ist an der Trichteröffnung mit der äußeren Gehäuseschale kühlmitteldicht verbunden und umschließt mit dem Trichterende das Ventilgehäuse des Zumessventils an dessen die Zumessöffnung enthaltenden Gehäuseende. Die äußere Gehäuseschale ist auf voneinander abgekehrten Stirnenden einerseits mit einem Schalenboden, der mit dem zu Zumessöffnung weisenden Ende der inneren Gehäuseschale kühlmitteldicht verbunden ist, und andererseits mit einem Deckel abgeschlossen, der mit dem zulauföffnungsnahen Ende des Zumessventils und mit der äußeren Gehäuseschale jeweils stoffschlüssig verbunden ist. An der äußeren Gehäuseschale sind ein Zulauf- und ein Ablaufstutzen für das Kühlmittel angeformt, die in den Hohlraum münden. Diese konstruktive Ausbildung des Kühlmoduls ermöglicht eine einfache Montage und Integration des Zumessventils in das Kühlmodul.According to an advantageous embodiment of the invention, the cooling module has a module housing with an inner and an outer housing shell, wherein the two housing shells between them enclose a cavity through which the coolant flows. The inner housing shell extends funnel-shaped over the valve housing, is connected at the funnel opening with the outer housing shell coolant-tight and encloses with the funnel end the valve housing of the metering valve at the housing end containing the metering orifice. The outer housing shell is on mutually averted front ends on the one hand with a shell bottom, which is connected coolant-tightly with the pointing to the metering end of the inner housing shell, and on the other hand finished with a lid which is connected to the zulauföffnungsnahen end of the metering valve and the outer housing shell in each case cohesively , On the outer housing shell an inlet and a discharge nozzle for the coolant are formed, which open into the cavity. This structural design of the cooling module allows for easy installation and integration of the metering valve in the cooling module.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sitzt auf dem Ventilgehäuse des Zumessventils ein Magnettopf eines das Zumessventil steuernden Elektromagneten. Der Magnettopf umschließt mit einem durchmesserkleineren Topfabschnitt das Ventilgehäuse und nimmt in einem durchmessergrößeren Topfabschnitt eine auf dem Ventilgehäuse angeordnete Magnetspule des Elektromagneten auf. Auf den durchmessergrößeren Topfabschnitt des Magnettopfes ist ein Stützkörper aus wärmeleitendem Material aufgesetzt, der mit seiner äußeren Kontur sich formschlüssig an der inneren Gehäuseschale abstützt. Diese konstruktiven Maßnahmen bewirken eine Schwingungsdämpfung innerhalb des Kühlmoduls, da ein radiales Schwingen des Zumessventils durch den an der inneren Gehäuseschale sich abstützenden Stützkörper weitgehend unterbunden wird. Der auf dem Magnettopf aufsitzende Stützkörper sorgt zudem für eine rasche Ableitung der in der Magnetspule des Elektromagneten erzeugten Wärme an die innere Gehäuseschale und über diese an das im Kühlmodul strömende Kühlmittel, so dass das Temperaturniveau am Ventilgehäuse gesenkt wird. According to an advantageous embodiment of the invention sits on the valve housing of the metering valve, a magnet pot of the metering valve controlling electromagnet. The magnetic pot encloses the valve housing with a smaller-diameter pot section and accommodates a solenoid coil of the electromagnet arranged on the valve housing in a larger-diameter pot section. On the larger diameter pot portion of the magnet pot, a support body made of thermally conductive material is placed, which is positively supported with its outer contour on the inner housing shell. These structural measures cause a vibration damping within the cooling module, since a radial swinging of the metering valve is largely prevented by the supporting body supported on the inner housing shell. The seated on the magnet pot supporting body also ensures a rapid dissipation of heat generated in the solenoid of the electromagnet to the inner housing shell and through this to the coolant flowing in the cooling module, so that the temperature level is lowered on the valve body.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:

1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Zumessen von Fluid mit einem Zumessventil und einem Kühlmodul, teilweise geschnitten, 1 a side view of a device for metering fluid with a metering valve and a cooling module, partially cut,

2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in 1. 2 an enlarged view of the section II in 1 ,

Die in 1 dargestellte Vorrichtung zum Zumessen von Fluid wird vorzugsweise zum dosierten Einspritzen eines Reduktionsmittels, z.B. einer Harnstoff-Wasser-Lösung, in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine zwecks Reduzierung der Stickoxide im Abgas eingesetzt. Die Vorrichtung weist ein elektromagnetisch steuerbares Zumessventil 11 und ein von einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, beaufschlagtes Kühlmodul 12 zum Abführen von Wärme vom Zumessventil 11 zwecks Senken des Temperaturniveaus am Zumessventil 11 auf. In the 1 shown device for metering fluid is preferably used for the metered injection of a reducing agent, such as a urea-water solution, in the exhaust gas of an internal combustion engine in order to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas. The device has an electromagnetically controllable metering valve 11 and a cooling medium applied by a coolant, preferably water 12 to dissipate heat from the metering valve 11 to lower the temperature level at the metering valve 11 on.

Das in 1 in Seitenansicht, teilweise geschnitten, dargestellte Zumessventil 11 weist ein Ventilgehäuse 13 mit einer Zulauföffnung 14 und einer Zumessöffnung 15 für das Fluid auf, die axial voneinander beabstandet und an voneinander abgekehrten Ende des Ventilgehäuses 13 platziert sind. Das Zumessventil 11 ist hermetisch im Kühlmodul 12 eingeschlossen, wobei die Zulauföffnung 14 und die Zumessöffnung 15 frei zugänglich sind. Der freie Zugang zur Zumessöffnung 15 ist mittels eines Anschlussstutzens 16 hergestellt, der in das Kühlmodul 12 eingeführt ist, in die Zulauföffnung 14 im Ventilgehäuse 13 mündet und mit dem Ventilgehäuse 13 stoffschlüssig, z. B. durch Schweißen, verbunden ist. Das Zumessventil 11 ist nahe seiner Zulauföffnung 14 und seiner Zumessöffnung 15 jeweils dicht mit dem Kühlmodul 12 verbunden, wobei eine der dichten Verbindungen mittels eines einerseits am Kühlmodul 12 und andererseits am Zumessventil 11 festgelegten elastischen Elements 17 hergestellt ist. Das elastische Element 17 besteht aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit und ist an dem die Zumessöffnung 15 enthaltenden Ende des Ventilgehäuses 13 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als elastisches Element 17 eine metallische Membran 18 eingesetzt, die vorzugsweise als Wellmembran ausgebildet ist. This in 1 in side view, partially cut, shown metering valve 11 has a valve housing 13 with a feed opening 14 and an orifice 15 for the fluid, axially spaced from each other and at the opposite end of the valve housing 13 are placed. The metering valve 11 is hermetic in the cooling module 12 enclosed, with the inlet opening 14 and the orifice 15 are freely accessible. Free access to the orifice 15 is by means of a connecting piece 16 made in the cooling module 12 is inserted into the inlet opening 14 in the valve housing 13 opens and with the valve body 13 cohesive, z. B. by welding, is connected. The metering valve 11 is near its inlet opening 14 and his orifice 15 each tight with the cooling module 12 connected, wherein one of the tight connections by means of a on the one hand am cooling module 12 and on the other hand at the metering valve 11 fixed elastic element 17 is made. The elastic element 17 consists of a material with good thermal conductivity and is at the the orifice 15 containing end of the valve housing 13 arranged. In the illustrated embodiment is as an elastic element 17 a metallic membrane 18 used, which is preferably designed as a corrugated membrane.

Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, weist die Membran 18 einen kreisförmigen äußeren Membranrand 181 und einen kreisförmigen inneren Membranrand auf, der mit einer am Ventilgehäuse 13 spaltlos anliegenden, dünnen Schürze 182 versehen ist. Die Membran 18 ist im Bereich der Schürze 182 mit dem Ventilgehäuse 13 und im Bereich des äußeren Membranrands 181 mit dem Kühlmodul 12 jeweils stoffschlüssig verbunden. Der Stoffschluss erfolgt vorzugsweise durch Schweißen, wobei durch die dünne Schürze 182 hindurchgeschweißt wird. Die beiden Schweißnähte sind mit 20 und 21 gekennzeichnet. Die Membran 18 ist von einem Wärmeschutzblech 19 überdeckt, das am Kühlmodul 12 befestigt ist und im Bereich des Ventilgehäuses 13 eine Ausnehmung 191 besitzt. Die Befestigung ist wiederum durch Stoffschluss, z.B. Schweißen, hergestellt. Die dabei entstehende umlaufende Schweißnaht ist mit 22 gekennzeichnet. As in particular in 2 can be seen, the membrane has 18 a circular outer membrane edge 181 and a circular inner diaphragm rim which is connected to one on the valve housing 13 gapless, thin apron 182 is provided. The membrane 18 is in the area of the apron 182 with the valve body 13 and in the region of the outer edge of the membrane 181 with the cooling module 12 each connected cohesively. The material bond is preferably carried out by welding, with the thin apron 182 is welded through. The two welds are with 20 and 21 characterized. The membrane 18 is from a heat shield 19 covered on the cooling module 12 is attached and in the area of the valve body 13 a recess 191 has. The attachment is in turn made by material bond, such as welding. The resulting circumferential weld is with 22 characterized.

Das Kühlmodul 12 weist ein Modulgehäuse 23 mit einer inneren Gehäuseschale 24 und einer äußeren Gehäuseschale 25 auf. Die beiden Gehäuseschalen 24, 25 schließen einen vom Kühlmittel, z.B. Wasser, durchströmten Hohlraum 26 ein, in den ein Zulaufstutzen 27 und ein Ablaufstutzen 28 für das Kühlmittel münden. Zulaufstutzen 27 und Ablaufstutzen 28 sind in die äußere Gehäuseschale 25 eingesetzt. Die innere Gehäuseschale 24 erstreckt sich trichterförmig über das Ventilgehäuse 13, ist im Bereich ihrer Trichteröffnung mit der äußeren Gehäuseschale 25 kühlmitteldicht verbunden und umschließt das zumessseitige Ende des Ventilgehäuses 13. Die trichteröffnungsseitige Verbindung der inneren Gehäuseschale 24 mit der äußeren Gehäuseschale 25 erfolgt längs eines an der Trichteröffnung umlaufenden Radialflansches 241, vorzugsweise durch Stoffschluss, wie z. B. Schweißen. Die Schweißnaht ist in 1 mit 32 gekennzeichnet. Die äußere Gehäuseschale 25 ist auf voneinander abgekehrten Stirnseiten einerseits mit einem Schalenboden 29 und andererseits mit einem Deckel 30 abgeschlossen. Der Schalenboden 29 umschließt das durchmesserkleinere Ende der trichterförmigen inneren Gehäuseschale 24 und ist mit dieser kühlmitteldicht verbunden. Die Verbindung erfolgt stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen. Die Schweißnaht ist in 1 und 2 mit 31 gekennzeichnet. Der mit dem Ventilgehäuse 13 im Bereich der Zulauföffnung 14 verbundene Anschlussstutzen 16 durchdringt den Deckel 30. Der Deckel 30 ist randseitig mit der äußeren Gehäuseschale 25 dicht verbunden. Die Verbindung ist wiederum durch eine Schweißnaht 33 hergestellt. Außerdem sind der Deckel 30 und der den Deckel 30 durchdringende Anschlussstutzen 16 des Zumessventils 11 miteinander dicht verbunden, wodurch die eingangs beschriebene, zulaufseitige dichte Verbindung zwischen Kühlmodul 12 und Zumessventil 11 hergestellt ist. Die dichte Verbindung erfolgt durch Stoffschluss, der in 1 durch die Schweißnaht 34 gekennzeichnet ist.The cooling module 12 has a module housing 23 with an inner shell 24 and an outer shell 25 on. The two housing shells 24 . 25 close a cavity through which coolant, for example water, flows 26 a, in the inlet nozzle 27 and a drain neck 28 for the coolant. inlet connection 27 and drain neck 28 are in the outer housing shell 25 used. The inner housing shell 24 extends funnel-shaped over the valve housing 13 , is in the area of its funnel opening with the outer housing shell 25 Coolant-tight connected and encloses the zumessseitige end of the valve housing 13 , The funnel-opening-side connection of the inner housing shell 24 with the outer housing shell 25 takes place along a circumferential at the funnel opening radial flange 241 , preferably by adhesion, such. B. welding. The weld is in 1 With 32 characterized. The outer housing shell 25 is on facing away from one another end faces on the one hand with a shell bottom 29 and on the other hand with a lid 30 completed. The shell bottom 29 encloses the smaller diameter end of the funnel-shaped inner housing shell 24 and is connected to this coolant seal. The connection is made cohesively, eg by welding. The weld is in 1 and 2 With 31 characterized. The one with the valve housing 13 in the area of the inlet opening 14 connected connecting pieces 16 penetrates the lid 30 , The lid 30 is at the edge with the outer housing shell 25 tightly connected. The connection is again through a weld 33 produced. In addition, the lid 30 and the lid 30 penetrating connecting pieces 16 of the metering valve 11 tightly interconnected, whereby the initially described, inlet side tight connection between the cooling module 12 and metering valve 11 is made. The dense connection is made by material connection, the in 1 through the weld 34 is marked.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schalenboden 29 kappenförmig ausgeführt und in die etwa hohlzylindrische äußere Gehäuseschale 25 eingesetzt und mit dieser stoffschlüssig verbunden. Der Stoffschluss ist in 1 durch die Schweißnaht 35 gekennzeichnet. Entsprechend ist die kühlmodulseitige Festlegung der Membran 18 und die kühlmodulseitige Festlegung des die Membran 18 überdeckenden Wärmeschutzblechs 19 am Schalenboden 29 vorgenommen. In the illustrated embodiment, the tray bottom 29 Cap-shaped and in the approximately hollow cylindrical outer housing shell 25 used and connected to this cohesively. The material is in 1 through the weld 35 characterized. Accordingly, the cooling module side down the membrane 18 and the cooling module side fixing of the membrane 18 overlapping heat shield 19 at the bottom of the bowl 29 performed.

Die dosierte Zumessung von Fluid über die Zumessöffnung 15 am freien Ende des Zumessventils 11 erfolgt durch elektromagnetische Steuerung eines Ventilglieds 36, das mit einem die Zumessöffnung 15 umschließenden Ventilsitz 37 zusammenwirkt (2). Zumessöffnung 15 und Ventilsitz 37 sind in einem Ventilsitzkörper 38 ausgebildet, der das rohrförmige Ventilgehäuse 13 endseitig abschließt und eine fluidgefüllte Ventilkammer 39 begrenzt. Auf dem Ventilsitzkörper 38 ist auf dessen von der Ventilkammer 39 abgekehrten Stirnseite eine Spritzlochscheibe 40 befestigt. Das Ventilglied 36 weist eine hohle Ventilnadel 41 und einen endseitig an der Ventilnadel 41 befestigten Schließkopf 42 auf, der in bekannter Weise über eine an der Ventilnadel 41 angreifenden Ventilschließfeder auf den Ventilsitz 37 aufgedrückt wird. Die Ventilkammer 39 steht über die hohle Ventilnadel 41 mit der Zumessöffnung 15 in Verbindung. Die Betätigung des Ventilglieds 36 gegen die Schließkraft der Ventilschließfeder erfolgt mittels eines Elektromagneten 43, von dem in 1 lediglich ein auf dem Ventilgehäuse 13 sitzender Magnettopf 44 und ein elektrischer Anschlussstecker 45 zu sehen ist, der über eine elektrische Leitung 46 mit einer vom Magnettopf 44 umschlossenen, auf dem Ventilgehäuse 13 aufsitzenden Magnetspule verbunden ist. Auf den Magnettopf 44 ist ein Stützkörper 47 aus gut wärmeleitendem Material aufgesetzt, der sich an der inneren Gehäuseschale 24 abstützt. An der Abstützstelle sind Stützkörper 47 und innere Gehäuseschale 24 stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Stoffschluss erfolgt durch Schweißen, die Schweißnaht ist mit 48 gekennzeichnet. Über den Stützkörper 47 wird die beim Betrieb des Zumessventils 11 in der Magnetspule erzeugte Wärme sehr gut an den inneren Schalenboden 29 abgeleitet und von diesem an das im Hohlraum 36 fließende Kühlmittel abgegeben.The metered metering of fluid through the orifice 15 at the free end of the metering valve 11 is done by electromagnetic control of a valve member 36 that with an the orifice 15 enclosing valve seat 37 cooperates ( 2 ). orifice 15 and valve seat 37 are in a valve seat body 38 formed, which is the tubular valve housing 13 terminates at the end and a fluid-filled valve chamber 39 limited. On the valve seat body 38 is on the one of the valve chamber 39 facing away from a spray perforated disc 40 attached. The valve member 36 has a hollow valve needle 41 and one end to the valve needle 41 fastened closing head 42 on, in a known manner via a on the valve needle 41 acting valve closing spring on the valve seat 37 is pressed. The valve chamber 39 stands over the hollow valve needle 41 with the orifice 15 in connection. The actuation of the valve member 36 against the closing force of the valve closing spring by means of an electromagnet 43 of which in 1 only one on the valve body 13 sitting magnet pot 44 and an electrical connector 45 you can see it over an electrical line 46 with one from the magnet pot 44 enclosed on the valve body 13 seated magnetic coil is connected. On the magnet pot 44 is a supporting body 47 Made of highly thermally conductive material placed on the inner housing shell 24 supported. At the support point are support body 47 and inner housing shell 24 cohesively connected to each other. The material is closed by welding, the weld is with 48 characterized. About the support body 47 becomes the during the operation of the metering valve 11 heat generated in the magnetic coil very well to the inner shell bottom 29 derived and from this to that in the cavity 36 discharged coolant.

Um einen effektiven Kühlstrom im Hohlraum 26 zu realisieren, ist im unteren Bereich des Hohlraums 26 ein tulpenförmiger Strömungstopf 49 angeordnet, der nahe dem Schalenboden 29 mit der inneren Gehäuseschale 24 stoffschlüssig verbunden ist (Schweißnaht 50) und an der Topföffnung an der äußeren Gehäuseschale 25 festgelegt ist. Der Strömungstopf 49 ist in seinem dem Schalenboden 29 nahe liegenden Bereich mit Durchtrittsöffnungen 51 für das Kühlmittel versehen. Das über den Zulaufstutzen 27 in den Hohlraum 26 im Hohlraumbereich zwischen äußerer Gehäuseschale 25 und Strömungstopf 49 eintretende Kühlmittel strömt über die Durchtrittsöffnungen 51 in den Hohlraumbereich zwischen Strömungstopf 49 und innerer Gehäuseschale 24 ein und strömt über den Ablaufstutzen 28 aus dem Kühlmodul 12 ab. To get an effective cooling flow in the cavity 26 To realize is in the lower part of the cavity 26 a tulip-shaped flow pot 49 arranged near the shell bottom 29 with the inner housing shell 24 is connected cohesively (weld 50 ) and at the pot opening on the outer housing shell 25 is fixed. The flow pot 49 is in his bowl bottom 29 nearby area with openings 51 provided for the coolant. The over the inlet nozzle 27 in the cavity 26 in the cavity area between outer housing shell 25 and flow pot 49 entering coolant flows over the passages 51 in the cavity area between flow pot 49 and inner housing shell 24 and flows over the drain neck 28 from the cooling module 12 from.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010030920 A1 [0002]

Claims

Device for metering fluid, in particular for the metered injection of a reducing agent into the exhaust gas tract of an internal combustion engine, with a metering valve ( 11 ), one with an inlet opening ( 14 ) and an orifice ( 15 ) provided for the fluid valve housing ( 13 ), and with a cooling module acted upon by a coolant ( 12 ) for cooling the metering valve ( 11 ), characterized in that the metering valve ( 11 ) with freely accessible inlet and outlet ( 14 . 15 ) completely in the cooling module ( 12 ) and near its inlet and outlet ( 14 . 15 ) each sealed to the cooling module ( 12 ), wherein one of the sealed connections by means of an elastic element ( 17 ), on the one hand at the cooling module ( 12 ) and on the other hand at the metering valve ( 11 ).

Device according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 17 ) at which the orifice ( 15 ) containing the end of the valve housing ( 13 ) is arranged and consists of a material with good thermal conductivity.

Device according to claim 2, characterized in that the elastic element ( 17 ) a metallic membrane ( 18 ), preferably a corrugated membrane.

Device according to claim 3, characterized in that the membrane ( 18 ) Ring shape with an outer membrane edge ( 181 ) and an inner membrane edge which is connected to one of the valve housing ( 13 ) adjoining apron ( 182 ), and that the membrane ( 18 ) in the area of the apron ( 182 ) with the valve housing ( 13 ) and in the region of the outer membrane edge ( 181 ) with the cooling module ( 12 ) in each case cohesively connected, preferably welded, is.

Device according to claim 4, characterized in that the membrane ( 18 ) from one on the cooling module ( 12 ) mounted heat shield ( 19 ) is covered.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the cooling module ( 12 ) a module housing ( 23 ) with an inner and an outer housing shell ( 24 . 25 ), which between them a coolant flowed through the cavity ( 26 ), that the inner housing shell ( 24 ) funnel-shaped over the valve housing ( 13 ) at the funnel opening with the outer housing shell ( 25 ) coolant-tight, preferably cohesively, is connected and at the funnel end the valve housing ( 13 ) encloses at its opening-side end and that the outer housing shell ( 25 ) on opposite ends on the one hand with a shell bottom ( 29 ), which coincides with that of the orifice ( 15 ) facing the end of the inner housing shell ( 24 ) coolant-tight, preferably cohesively connected, and on the other hand with a lid ( 30 ), which is connected to the inlet opening ( 14 ) pointing end of the metering valve ( 11 ) and with the outer housing shell ( 25 ) is respectively connected cohesively.

Device according to claim 6, characterized in that the metering valve ( 11 ) one in the inlet opening ( 14 ) connecting spigot ( 16 ), the lid ( 30 ) penetrates, and that the cohesive connection between the lid ( 30 ) and metering valve ( 11 ) on the connecting piece ( 16 ) and the cohesive connection between membrane ( 18 ) and cooling module ( 12 ) on the bottom of the dish ( 29 ), preferably by welding.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the heat shield ( 19 ) a the opening-side end of the valve housing ( 13 ) releasing recess ( 191 ) and on the tray bottom ( 29 ), preferably by material connection, is attached.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the metering valve ( 11 ) by means of a supporting body ( 47 ) made of a material with a high coefficient of thermal conductivity on the inner housing shell ( 24 ) is supported.

Apparatus according to claim 9, characterized in that on the valve housing ( 13 ) of the metering valve ( 11 ) a magnet pot ( 44 ) one the metering valve ( 11 ) is arranged controlling electromagnet and on the inner housing shell ( 24 ) supporting supporting bodies ( 47 ) on the magnet pot ( 44 ) is seated.