DE102014208750A1 - Valve for ensuring a fast initial filling of a tank or dosing system with a working fluid - Google Patents

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Juergen Hanneke
Mario Roessler
Ralf Wirth
Ruben Schreiber
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) zur Sicherstellung einer schnellen Erstbefüllung eines Tank- oder Dosiersystems (3) mit einem Betriebsmedium, umfassend ein bewegliches Ventilschließelement (5), das in Richtung eines Ventilsitzes (6) von der Federkraft einer Feder (7) beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß umfasst das Ventil (1) ferner ein Distanzstück (8), mittels dessen das Ventil (1) temporär offen haltbar ist, wobei das Distanzstück (8) aus einem Werkstoff hergestellt ist, der sich in Kontakt mit dem Betriebsmittel auflöst. Die Erfindung betrifft ferner ein Dosiersystem sowie ein Tanksystem mit einem solchen Ventil (1).The invention relates to a valve (1) for ensuring a fast first filling of a tank or metering system (3) with a working medium, comprising a movable valve closing element (5) which acts in the direction of a valve seat (6) by the spring force of a spring (7) is. According to the invention, the valve (1) further comprises a spacer (8), by means of which the valve (1) is temporarily openly durable, wherein the spacer (8) is made of a material which dissolves in contact with the equipment. The invention further relates to a metering system and a tank system with such a valve (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur schnellen Erstbefüllung eines Tank- oder Dosiersystems mit einem Betriebsmedium, beispielsweise Kraftstoff, Wasser oder eine wässrige Harnstofflösung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Dosiersystem und ein Tanksystem mit einem solchen Ventil.The invention relates to a valve for rapid initial filling of a tank or metering system with a working medium, such as fuel, water or an aqueous urea solution, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a metering system and a tank system with such a valve.

Stand der TechnikState of the art

Aufgrund stetig steigender gesetzlicher Anforderungen an die Emissionswerte von Brennkraftmaschinen werden zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte die Abgase einer Nachbehandlung unterzogen. Zur Reduzierung des Stickoxidausstosses, insbesondere bei Dieselmotoren, werden Reduktionskatalysatoren eingesetzt, mittels derer die Stickoxid-Emissionen (NOX) deutlich abgesenkt werden können. Bevor die Abgase in den Katalysator gelangen, wird ihnen ein Reduktionsmittel zugeführt, wie beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung, welche die Bildung von Ammoniak bewirkt, das wiederum mit den Stickoxiden im nachgeschalteten Katalysator zu harmlosem Stickstoff und Wasser reagiert. Die Zufuhr der wässrigen Harnstofflösung erfolgt über Dosiersysteme, die regelmäßig einen Vorratsbehälter zur Bevorratung des Reduktionsmittels, ein Dosiermodul zum Eindosieren des Reduktionsmittels sowie ein Fördermodul zur Förderung des Reduktionsmittels vom Vorratsbehälter zum Dosiermodul umfassen.Due to steadily increasing legal requirements for the emission values of internal combustion engines, the exhaust gases are subjected to an after-treatment in order to comply with the specified limit values. To reduce the nitrogen oxide emissions, especially in diesel engines, reduction catalysts are used by means of which the nitrogen oxide emissions (NOX) can be significantly reduced. Before the exhaust gases enter the catalyst, they are supplied with a reducing agent, such as an aqueous urea solution, which causes the formation of ammonia, which in turn reacts with the nitrogen oxides in the downstream catalyst to harmless nitrogen and water. The supply of the aqueous urea solution via metering systems, which regularly comprise a reservoir for storing the reducing agent, a metering module for metering the reducing agent and a delivery module for conveying the reducing agent from the reservoir to the metering module.

Ein Dosiersystem der vorstehend genannten Art wird beispielsweise in der DE 10 2004 054 238 A1 beschrieben. Um ein Einfrieren der wässrigen Harnstofflösung bei niedrigen Außentemperaturen und damit ggf. eine Beschädigung des Dosiersystems zu verhindern, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, wenigstens einen mit Flüssigkeit beaufschlagten Bereich zwischen einer Dosierstelle und einem Vorratstank entgegengesetzt zu einer Normalbetrieb-Förderrichtung der Flüssigkeit zu entleeren. Hierzu weist das Dosiersystem vorzugsweise eine Förderpumpe mit umkehrbarer Drehrichtung auf. Alternativ wird eine Umkehr der Förderrichtung durch Einsatz geeigneter Ventile, beispielsweise eines 4/2-Wege-Ventils, vorgeschlagen. Ein 4/2-Wege-Ventil ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Ventilstellung in die eine oder in die andere Förderrichtung durchlässig.A metering system of the type mentioned above, for example, in the DE 10 2004 054 238 A1 described. In order to prevent freezing of the aqueous urea solution at low ambient temperatures and thus possibly damaging the metering system, it is proposed in this publication to empty at least one area acted upon with liquid between a metering point and a storage tank opposite to a normal operating conveying direction of the liquid. For this purpose, the metering system preferably has a feed pump with a reversible direction of rotation. Alternatively, a reversal of the conveying direction is proposed by using suitable valves, for example a 4/2-way valve. A 4/2-way valve is permeable depending on the respective valve position in one or the other conveying direction.

Um bei langen Standzeiten des Kraftfahrzeuges ein Wiederbefüllen der entleerten Bereiche des Systems wirksam zu verhindern, sind aus dem Stand der Technik Dosiersysteme bekannt, die über eine Flutungsschutzfunktion verfügen, die beispielsweise über passive federbelastete Ventile realisiert werden kann. Die Federn der Ventile müssen dabei derart ausgelegt sein, dass sie einerseits nach einer Entleerung den Flutungsschutz sicherstellen, andererseits den Förder- bzw. Rückförderbetrieb ermöglichen.In order to effectively prevent refilling of the emptied areas of the system during long service lives of the motor vehicle, metering systems are known from the prior art which have a flood protection function, which can be realized for example via passive spring-loaded valves. The springs of the valves must be designed in such a way that they ensure on the one hand after emptying the flood protection, on the other hand allow the conveying or return operation.

Derartige passive federbelastete Ventile wirken sich jedoch negativ auf die Erstbefüllzeit des Dosiersystems im Werk aus, da das Fördermodul einen höheren Druck bzw. Unterdruck erzeugen muss, um das Ventil zu öffnen.However, such passive spring-loaded valves have a negative effect on the Erstbefüllzeit the dosing in the factory, since the delivery module must generate a higher pressure or negative pressure to open the valve.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erstbefüllung eines Dosiersystems mit Flutungsschutzfunktion zu vereinfachen bzw. zu beschleunigen. Ferner soll die Erstbefüllung eines Tanksystems mit einem Betriebsmedium vereinfacht bzw. beschleunigt werden.Based on the above-described prior art, the present invention seeks to simplify or accelerate the Erstbefüllung a dosing with flood protection function. Furthermore, the Erstbefüllung a tank system is to be simplified or accelerated with a working medium.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgaben wird das Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner werden ein Dosiersystem und ein Tanksystem mit einem solchen Ventil angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To achieve the above objects, the valve with the features of claim 1 is proposed. Furthermore, a metering system and a tank system are specified with such a valve. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das zur Sicherstellung einer schnellen Erstbefüllung eines Tank- oder Dosiersystems mit einem Betriebsmedium vorgeschlagene Ventil umfasst ein bewegliches Ventilschließelement, das in Richtung eines Ventilsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß umfasst das Ventil ferner ein Distanzstück, mittels dessen das Ventil temporär offen haltbar ist, wobei das Distanzstück aus einem Werkstoff hergestellt ist, der sich in Kontakt mit dem Betriebsmedium auflöst. Während das Distanzstück das Ventil temporär offen hält, kann in einfacher Weise die Erstbefüllung des Systems vorgenommen werden. Wird das System nach der Erstbefüllung in Betrieb genommen, löst sich das Distanzstück auf, so dass das Ventil zu schließen vermag.The proposed to ensure a fast Erstbefüllung a tank or dosing with a working fluid valve includes a movable valve closing element which is acted upon in the direction of a valve seat by the spring force of a spring. According to the invention, the valve further comprises a spacer, by means of which the valve is temporarily held open, wherein the spacer is made of a material which dissolves in contact with the operating medium. While the spacer keeps the valve temporarily open, the first filling of the system can be made in a simple manner. If the system is put into operation after the initial filling, the spacer dissolves so that the valve can close.

In einem Dosiersystem zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine beträgt die Erstbefüllzeit – bei offenem Ventil – etwa 20 bis 60 Sekunden. In Abhängigkeit von der konkreten Anwendung des Dosier- oder Tanksystems und/oder von der Größe des Tanks kann die Erstbefüllzeit jedoch auch deutlich darüber liegen. Beispielsweise sind Erstbefüllzeiten von 160 bis 240 Sekunden möglich. Das Distanzstück sollte aus einem Werkstoff gefertigt und/oder so dimensioniert sein, dass sichergestellt ist, dass sich das Distanzstück nicht vor Beendigung der Erstbefüllung durch den Kontakt mit dem Betriebsmedium auflöst. Handelt es sich bei dem Ventil um ein solches, das einen Flutungsschutz innerhalb eines Dosiersystems sicherstellen soll, definieren der Zeitpunkt der Beendigung der Erstbefüllung und der Zeitpunkt der ersten Systementleerung ein Zeitfenster für den Auflösungsprozess des Distanzstücks.In a metering system for metering a reducing agent into the exhaust gas line of an internal combustion engine, the first filling time-with the valve open-is about 20 to 60 seconds. Depending on the actual application of the metering or tank system and / or on the size of the tank, the Erstbefüllzeit can also be significantly higher. For example, Erstbefüllzeiten of 160 to 240 seconds are possible. The spacer should be made of a material and / or dimensioned so as to ensure that the spacer does not dissolve prior to completion of the initial filling by contact with the operating medium. If the valve is one which is intended to ensure protection against flooding within a dosing system, the time of completion of the initial filling and the time of the first filling the first system emptying a time window for the dissolution process of the spacer.

Bevorzugt ist das Distanzstück ein aus wenigstens einer löslichen Komponente, wie beispielsweise Harnstoff (CO(NH2)2) oder Polyethylenglycol (C2H4O), hergestellter Presskörper. Ein aus Harnstoff hergestellter Presskörper vermag sich zum Beispiel in einer wässrigen Harnstofflösung vollständig aufzulösen. Dadurch ist sichergestellt, dass keine Rückstände verbleiben, welche die Funktionsfähigkeit des Systems, insbesondere der hierin angeordneten Komponenten, beeinträchtigen könnten. Beim Auflösen des Distanzstücks dürfen insbesondere keine Partikelmengen freigesetzt werden, welche den Systemkomponenten Schaden zufügen könnten. Ferner muss sichergestellt sein, dass die in Lösung gehenden Produkte auch nicht etwaige dem System nachgeschaltete Komponenten beeinträchtigen. Im Falle eines Dosiersystems können derartige Komponenten beispielsweise einen im Abgasstrang angeordneten Katalysator umfassen.Preferably, the spacer is a compact made of at least one soluble component, such as urea (CO (NH 2 ) 2 ) or polyethylene glycol (C 2 H 4 O). For example, a pressed body made of urea can dissolve completely in an aqueous urea solution. This ensures that no residues remain, which could affect the functioning of the system, in particular the components arranged therein. In particular, when dissolving the spacer, it is not allowed to release any quantities of particulate which could cause damage to the system components. It must also be ensured that the products in solution also do not affect any downstream components. In the case of a metering system, such components may comprise, for example, a catalyst arranged in the exhaust gas line.

Ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Presskörper neben der wenigstens einen löslichen Komponente ferner wenigstens einen Hilfsstoff, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3), enthält. Durch die Zugabe von Natriumhydrogencarbonat kann der Auflöseprozess beschleunigt werden. Darüber hinaus können weitere Hilfsstoffe zugegeben werden.In addition, it is proposed that, in addition to the at least one soluble component, the compact also contains at least one adjuvant, preferably sodium bicarbonate (NaHCO 3 ). By adding sodium bicarbonate, the dissolution process can be accelerated. In addition, other auxiliaries can be added.

Das Distanzstück ist vorzugsweise scheiben-, ring- oder hülsenförmig ausgebildet. Die zentrale Ausnehmung dient als Durchströmöffnung für das Betriebsmedium und/oder für Luft. Weiterhin vorzugsweise umgibt das Distanzstück das Ventilschließelement zumindest abschnittsweise. Dadurch kann eine zumindest temporäre Lagefixierung des Distanzstücks erreicht werden.The spacer is preferably disc-shaped, ring-shaped or sleeve-shaped. The central recess serves as a flow opening for the operating medium and / or for air. Further preferably, the spacer surrounds the valve closing element at least in sections. As a result, an at least temporary positional fixation of the spacer can be achieved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Distanzstück in axialer Richtung an dem Ventilschließelement und/oder an einem Ventilkörper abgestützt ist. Beispielsweise kann das Distanzstück zwischen dem Ventilschließelement und dem Ventilkörper eingelegt sein. Der Ventilkörper dient in diesem Fall als Widerlager. Im Ventilkörper kann zugleich der Ventilsitz ausgebildet sein.Furthermore, it is proposed that the spacer is supported in the axial direction on the valve closing element and / or on a valve body. For example, the spacer between the valve closing element and the valve body can be inserted. The valve body serves as an abutment in this case. In the valve body can be formed at the same time the valve seat.

Alternativ kann das Distanzstück zwischen dem Ventilschließelement und dem Ventilsitz eingelegt sein. Das Distanzstück verhindert somit die Rückstellung des federbelasteten Ventilschließelements in den Ventilsitz.Alternatively, the spacer between the valve closing element and the valve seat can be inserted. The spacer thus prevents the provision of the spring-loaded valve closing element in the valve seat.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilsitz als Flachsitz ausgebildet. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Ventilsitz mit einem Ventilteller des Ventilschließelements dichtend zusammenwirkt. Diese Maßnahmen führen allein oder in Kombination zu einem einfach und kostengünstig herzustellenden Ventil.According to a first preferred embodiment of the invention, the valve seat is designed as a flat seat. Alternatively or additionally, it is proposed that the valve seat cooperate sealingly with a valve disk of the valve closing element. These measures alone or in combination lead to a simple and inexpensive to manufacture valve.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilsitz kegelförmig gestaltet und wirkt mit einem kugelförmigen Ventilschließelement zusammen. Auch in dieser Ausgestaltung ist das Ventil einfach und kostengünstig herzustellen. Insbesondere kann der Ventilsitz durch einen konisch verlaufenden Absatz in einer Leitung ausgebildet werden, in welcher das Ventilschließelement beweglich aufgenommen ist. Dadurch wird die Ausgestaltung des Ventils noch weiter vereinfacht.According to a further preferred embodiment of the invention, the valve seat is designed conical and cooperates with a spherical valve closing element. Also in this embodiment, the valve is simple and inexpensive to manufacture. In particular, the valve seat can be formed by a conically extending shoulder in a conduit in which the valve closing element is movably received. As a result, the design of the valve is further simplified.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird darüber hinaus ein Dosiersystem zum Eindosieren eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, das ein erfindungsgemäßes Ventil umfasst. Das Ventil ist bevorzugt in oder an einer Reduktionsmittel führenden Leitung angeordnet, die vorzugsweise einen Vorratsbehälter zur Bevorratung des Reduktionsmittels mit einem Fördermodul zur Förderung des Reduktionsmittels verbindet. Die Anordnung des Ventils in oder an einer solchen Leitung schließt nicht aus, dass das Ventil Bestandteil des Vorratsbehälters oder Bestandteil des Fördermoduls ist.To solve the problem mentioned above, a metering system for metering in a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, in an exhaust gas system of a motor vehicle is proposed, which comprises a valve according to the invention. The valve is preferably arranged in or on a reducing agent-carrying line, which preferably connects a storage container for storing the reducing agent with a delivery module for conveying the reducing agent. The arrangement of the valve in or on such a conduit does not exclude that the valve is part of the reservoir or part of the conveyor module.

Bei der Leitung, in oder an welcher das Ventil angeordnet ist, handelt es sich bevorzugt um eine Reduktionsmittel führende Zuführ- und/oder Rückführleitung. Weiterhin bevorzugt erfüllt das Ventil eine Flutungsschutzfunktion, um nach einer Entleerung des Dosiersystems ein Rücklaufen des Reduktionsmittels in den entleerten Bereich zu verhindern.In the line in or on which the valve is arranged, it is preferably a reducing agent leading supply and / or return line. Furthermore, the valve preferably fulfills a flood protection function in order to prevent the reducing agent from returning to the empty area after emptying the metering system.

Vorteilhafterweise umfasst das Dosiersystem ferner ein Dosiermodul zum Eindosieren des Reduktionsmittels in den Abgasstrang des Kraftfahrzeuges. Das Dosiersystem ist derart an das Fördermodul des Dosiersystems angeschlossen, dass es über das Fördermodul mit Reduktionsmittel versorgbar und/oder entleerbar ist. Vorzugsweise ist hierzu das Fördermodul als Pumpe ausgelegt, welche eine Umkehr der Förderrichtung ermöglicht. Alternativ können auch zwei Pumpen vorgesehen werden, von denen eine der Versorgung des Dosiermoduls mit Kraftstoff und eine der Entleerung des Dosiermoduls dient.Advantageously, the metering system further comprises a metering module for metering the reducing agent into the exhaust gas line of the motor vehicle. The metering system is connected to the delivery module of the metering system such that it can be supplied and / or emptied via the delivery module with reducing agent. Preferably, for this purpose, the delivery module is designed as a pump, which allows a reversal of the conveying direction. Alternatively, two pumps may be provided, one of which serves to supply the metering module with fuel and one of the emptying of the metering module.

Ferner wird ein Tanksystem zur Bevorratung eines Betriebsmediums, insbesondere Kraftstoff, Wasser oder eine wässrige Harnstofflösung, mit einem erfindungsgemäßen Ventil vorgeschlagen, wobei das Ventil in einer Entlüftungsleitung des Tanksystems angeordnet ist. Die Entlüftungsleitung ist weiterhin vorzugsweise in einem Entlüftungsstutzen ausgebildet, der von einer Verschlusskappe abgedeckt ist. Die Verschlusskappe ist dabei derart gestaltet, dass Luft aus dem Entlüftungsstutzen entweichen kann.Further, a tank system for storing an operating medium, in particular fuel, water or an aqueous urea solution, proposed with a valve according to the invention, wherein the valve is arranged in a vent line of the tank system. The vent line is further preferably formed in a vent pipe, of a cap is covered. The cap is designed such that air can escape from the vent pipe.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung besitzt die Verschlusskappe Federarme, mittels welcher das Ventilschließelement des Ventils in Richtung des Ventilsitzes axial vorspannbar ist. Die axiale Vorspannung des Ventilschließelements stellt sicher, dass nach Auflösen des Distanzelements, das heißt nach der Erstbefüllung des Tanksystems, das Ventil dauerhaft schließt.In a particularly advantageous embodiment, the closure cap has spring arms, by means of which the valve closing element of the valve can be axially prestressed in the direction of the valve seat. The axial bias of the valve closing element ensures that after dissolution of the spacer element, that is after the initial filling of the tank system, the valve closes permanently.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil a) vor dem Auflösen des Distanzstücks und b) nach dem Auflösen des Distanzstücks, 1 a schematic longitudinal section through a valve according to the invention a) before the dissolution of the spacer and b) after the dissolution of the spacer,

2 eine schematische Darstellung eines bekannten Dosiersystems, 2 a schematic representation of a known metering system,

3 eine schematische Darstellung eines an einem Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten bekannten Dosiersystems, 3 a schematic representation of a arranged on an exhaust line of a motor vehicle known metering system,

4 einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ventil a) vor dem Auflösen des Distanzstücks und b) nach dem Auflösen des Distanzstücks und 4 a schematic longitudinal section through another valve according to the invention a) before the dissolution of the spacer and b) after the dissolution of the spacer and

5 einen schematischen Längsschnitt durch ein Tanksystem mit einem Ventil gemäß der 4. 5 a schematic longitudinal section through a tank system with a valve according to the 4 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Das in der 1a und 1b dargestellte Ventil 1 ist Bestandteil eines Vorratsbehälters 11 zur Bevorratung einer wässrigen Harnstofflösung als Reduktionsmittel. Es umfasst einen Ventilkörper 9, der zugleich als Ventilgehäuse dient und einen Ventilsitz 6 ausbildet, der vorliegend als Flachsitz gestaltet ist. Im Ventilkörper 9 ist ein bewegliches Ventilschließelement 5 mit einem Ventilteller 10 aufgenommen, welcher mit dem als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz 6 dichtend zusammenwirkt. An den Ventilteller 10 ist ein kolbenförmiger Abschnitt des Ventilschließelements 5 angesetzt, welcher durch den Ventilkörper 9 hindurch geführt ist und in einem plattenförmigen Abschnitt 14 endet. Zwischen dem plattenförmigen Abschnitt 14 und dem Ventilkörper 9 ist ein ringförmiges Distanzstück 8 eingelegt, welches das Ventil 1 entgegen der Federkraft einer Feder 7 offen hält. Das Distanzstück 8 verhindert, dass die Federkraft der Feder 7, die einerseits am Ventilkörper 9 und andererseits am Ventilteller 10 des Ventilschließelements 5 abgestützt ist, das Ventilschließelement 5 in den Ventilsitz 6 drückt (siehe 1a).That in the 1a and 1b illustrated valve 1 is part of a storage container 11 for storing an aqueous urea solution as a reducing agent. It includes a valve body 9 , which also serves as a valve housing and a valve seat 6 forms, which is designed here as a flat seat. In the valve body 9 is a movable valve closing element 5 with a valve plate 10 taken, which with the formed as a flat seat valve seat 6 cooperates sealingly. To the valve plate 10 is a piston-shaped portion of the valve closing element 5 attached, which through the valve body 9 passed through and in a plate-shaped section 14 ends. Between the plate-shaped section 14 and the valve body 9 is an annular spacer 8th inserted, which is the valve 1 against the spring force of a spring 7 keeps open. The spacer 8th prevents the spring force of the spring 7 on the one hand on the valve body 9 and on the other hand on the valve plate 10 the valve closing element 5 is supported, the valve closing element 5 in the valve seat 6 presses (see 1a ).

Da das Distanzstück 8 das Ventil 1 lediglich temporär offen halten soll, vorzugsweise während der Dauer der Erstbefüllung eines Dosiersystems 3, das den Vorratsbehälter 11 bzw. das Ventil 1 umfasst, ist das Distanzstück 8 aus einem Werkstoff hergestellt, welcher sich in wässriger Harnstofflösung vollständig auflöst. Als Werkstoff wurde vorliegend Harnstoff gewählt, der bei Kontakt mit der wässrigen Harnstofflösung in Lösung geht.Because the spacer 8th the valve 1 only temporarily to keep open, preferably during the period of Erstbefüllung a dosing 3 that the storage tank 11 or the valve 1 includes, is the spacer 8th made of a material that completely dissolves in aqueous urea solution. The material used in the present case was urea, which dissolves on contact with the aqueous urea solution.

Bei der Erstbefüllung eines Dosiersystems 3 wird auch der Vorratsbehälter 11 mit Reduktionsmittel befüllt. Auf diese Weise gelangt das aus Harnstoff hergestellte Distanzstück 8 in Kontakt mit der wässrigen Harnstofflösung und löst sich in der Folge auf (siehe 1b). Mit Auflösen des Distanzstücks 8 wird das Ventilschließelement 5 über die Federkraft der Feder 7 in den Ventilsitz 6 gedrückt und das Ventil 1 schließt. Das Ventil 1 ist somit erst nach dem Auflösen des Distanzstücks 8 in der Lage seine Funktion zu erfüllen, die beispielsweise darin bestehen kann, einen Flutungsschutz sicherzustellen.When first filling a dosing system 3 is also the reservoir 11 filled with reducing agent. In this way, the spacer made of urea passes 8th in contact with the aqueous urea solution and dissolves in the sequence (see 1b ). With dissolution of the spacer 8th becomes the valve closing element 5 about the spring force of the spring 7 in the valve seat 6 pressed and the valve 1 closes. The valve 1 is thus only after the dissolution of the spacer 8th able to perform its function, which may be, for example, to ensure flood protection.

In der 2 ist ein bekanntes Dosiersystem 3 stark vereinfacht dargestellt. Das Dosiersystem 3 umfasst einen Vorratsbehälter 1 für ein Reduktionsmittel und ein Fördermodul 12, welche über Leitungen 2 verbunden sind. Über die linke Leitung 2 saugt das Fördermodul 12 Reduktionsmittel aus dem Vorratsbehälter 11 an, während die rechte Leitung 2 der Rückführung von Reduktionsmittel in den Vorratsbehälter 11 dient, beispielsweise bei einer Entleerung des Systems, um Schäden durch Eisdruck zu verhindern. In beiden Leitungen 2 ist jeweils ein Rückschlagventil angeordnet, um ein Rückströmen von Reduktionsmittel in die jeweils andere Richtung zu verhindern. Das Ventil der rechten Leitung 2 vermag somit eine Flutungsschutzfunktion zu erfüllen. Um bei einem solchen System die Erstbefüllung zu erleichtern, ist das Ventil der rechten Leitung 2 vorteilhafterweise als erfindungsgemäßes Ventil 1 ausgebildet.In the 2 is a well-known dosing system 3 shown greatly simplified. The dosing system 3 includes a reservoir 1 for a reducing agent and a delivery module 12 which via lines 2 are connected. Over the left line 2 sucks the delivery module 12 Reducing agent from the reservoir 11 while the right line 2 the return of reducing agent in the reservoir 11 serves, for example, when emptying the system to prevent damage by ice pressure. In both lines 2 In each case, a check valve is arranged to prevent a backflow of reducing agent in the other direction. The valve of the right line 2 thus able to fulfill a flood protection function. In order to facilitate initial filling in such a system, the valve is the right-hand conduit 2 advantageously as a valve according to the invention 1 educated.

3 zeigt ein weiteres bekanntes Dosiersystem 3 in Verbindung mit einem Abgasstrang 4 eines Kraftfahrzeuges. Auch bei diesem System kann ein erfindungsgemäßes Ventil 1 zum Einsatz gelangen. Das Ventil 1 kann hierzu in den Vorratsbehälter 11, in die Leitung 2 oder in ein nicht näher dargestelltes Fördermodul 12 integriert sein. Das Dosiersystem 3 der 3 umfasst neben einem Vorratsbehälter 11, einem Fördermodul 12 und einer Leitung 2 ferner ein Dosiermodul 13, mittels dessen das Reduktionsmittel in den Abgasstrang 4 des Kraftfahrzeugs genau eindosiert werden kann. Darüber hinaus ist eine Steuereinheit 15 zur Ansteuerung des Dosiersystems 3 vorgesehen. 3 shows another known dosing system 3 in conjunction with an exhaust system 4 a motor vehicle. Also in this system, an inventive valve 1 to be used. The valve 1 can do this in the reservoir 11 , in the lead 2 or in a not shown in detail conveyor module 12 be integrated. The dosing system 3 of the 3 includes next to a storage container 11 , a conveyor module 12 and a line 2 also a dosing module 13 , By means of which the reducing agent in the exhaust line 4 of the motor vehicle can be accurately metered. In addition, a control unit 15 for controlling the dosing system 3 intended.

Im Abgasstrang 4 ist stromaufwärts des Dosiermoduls 13 des Dosiersystems 3, bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases, ein Partikelfilter 16 angeordnet. Stromabwärts des Dosiermoduls 13 befindet sich ein SCR-Katalysator 17 zur Durchführung der selektiven katalytischen Reduktion, d. h. zur Reduzierung der Stickoxide im Abgas, wobei die wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel dient. In the exhaust system 4 is upstream of the dosing module 13 of the dosing system 3 , Based on the flow direction of the exhaust gas, a particulate filter 16 arranged. Downstream of the dosing module 13 there is an SCR catalyst 17 for carrying out the selective catalytic reduction, ie for reducing the nitrogen oxides in the exhaust gas, wherein the aqueous urea solution serves as a reducing agent.

Den 4a und 4b ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1 zu entnehmen. Das Ventil 1 ist am Ende einer Entlüftungsleitung 18 in einem Entlüftungsstutzen 19 angeordnet, auf den eine Verschlusskappe 20 aufgepresst ist. Die Verschlusskappe 20 bildet stirnseitig Federarme 21 aus, die auf ein kugelförmiges Ventilschließelement 5 eine Vorspannkraft in Richtung eines kegelförmigen Ventilsitzes 6 ausüben (siehe 4a). Zwischen dem Ventilschließelement 5 und dem Ventilsitz 6 ist ein ringförmiges Distanzstück 8 eingelegt, das sich in der Umgebung eines bestimmten Betriebsmediums vollständig auflöst. Löst sich das Distanzstück 8 auf, drücken die Federarme 21 der Verschlusskappe 20 das Ventilschließelement 5 in den Ventilsitz 6 und das Ventil schließt dauerhaft (siehe 4b).The 4a and 4b is another embodiment of a valve according to the invention 1 refer to. The valve 1 is at the end of a vent line 18 in a vent pipe 19 arranged on which a cap 20 is pressed on. The cap 20 forms spring arms on the front side 21 out on a spherical valve closing element 5 a biasing force in the direction of a conical valve seat 6 exercise (see 4a ). Between the valve closing element 5 and the valve seat 6 is an annular spacer 8th is inserted, which dissolves completely in the environment of a certain operating medium. The spacer dissolves 8th on, press the spring arms 21 the cap 20 the valve closing element 5 in the valve seat 6 and the valve closes permanently (see 4b ).

Das in den 4a und 4b dargestellte Ventil kann beispielsweise in einem Tanksystem entsprechend der 5 eingesetzt werden. Bei der Befüllung des Tanksystems muss das Betriebsmedium wenigstens ein Filtergewebe 22 eines vorgeschalteten Filters passieren, wodurch der Prozess der Befüllung in der Regel beeinträchtigt wird. Vorliegend weist der Filter zwei nacheinander geschaltete Filtergewebe 22 auf, die einen Zwischenraum umschließen. Zur Entlüftung des Zwischenraums ist ein Entlüftungsstutzen 19 mit einem erfindungsgemäßen Ventil 1 vorgesehen, das entsprechend der 4a und 4b ausgebildet ist.That in the 4a and 4b shown valve, for example, in a tank system according to the 5 be used. When filling the tank system, the operating medium must at least one filter fabric 22 an upstream filter, whereby the process of filling is usually impaired. In the present case, the filter has two successively switched filter fabric 22 on, which enclose a gap. For venting the gap is a vent pipe 19 with a valve according to the invention 1 provided according to the 4a and 4b is trained.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004054238 A1 [0003] DE 102004054238 A1 [0003]

Claims (13)

Ventil (1) zur Sicherstellung einer schnellen Erstbefüllung eines Tank- oder Dosiersystems (3) mit einem Betriebsmedium, umfassend ein bewegliches Ventilschließelement (5), das in Richtung eines Ventilsitzes (6) von der Federkraft einer Feder (7) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) ferner ein Distanzstück (8) umfasst, mittels dessen das Ventil (1) temporär offen haltbar ist, wobei das Distanzstück (8) aus einem Werkstoff hergestellt ist, der sich in Kontakt mit dem Betriebsmittel auflöst.Valve ( 1 ) to ensure a fast initial filling of a tank or dosing system ( 3 ) with an operating medium, comprising a movable valve closing element ( 5 ), which in the direction of a valve seat ( 6 ) of the spring force of a spring ( 7 ), characterized in that the valve ( 1 ) further a spacer ( 8th ), by means of which the valve ( 1 ) is temporarily open, wherein the spacer ( 8th ) is made of a material that dissolves in contact with the equipment. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (8) ein aus wenigstens einer löslichen Komponente, wie beispielsweise Harnstoff oder Polyethylenglycol, hergestellter Presskörper ist.Valve according to claim 1, characterized in that the spacer ( 8th ) is a compact made of at least one soluble component such as urea or polyethylene glycol. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskörper neben der wenigstens einen löslichen Komponente ferner wenigstens einen Hilfsstoff, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat, enthält.Valve according to claim 2, characterized in that the compact next to the at least one soluble component further contains at least one excipient, preferably sodium bicarbonate. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (8) scheiben-, ring- oder hülsenförmig ausgebildet ist und vorzugsweise das Ventilschließelement (5) zumindest abschnittsweise umgibt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer ( 8th ) is disc-shaped, ring-shaped or sleeve-shaped and preferably the valve closing element ( 5 ) at least partially surrounds. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (8) in axialer Richtung an dem Ventilschließelement (5) und/oder an einem Ventilkörper (9) abgestützt ist. Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer ( 8th ) in the axial direction on the valve closing element ( 5 ) and / or on a valve body ( 9 ) is supported. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (8) zwischen dem Ventilschließelement (5) und dem Ventilsitz (6) eingelegt ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer ( 8th ) between the valve closing element ( 5 ) and the valve seat ( 6 ) is inserted. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (6) als Flachsitz ausgebildet ist und/oder mit einem Ventilteller (10) des Ventilschließelements (5) dichtend zusammenwirkt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat ( 6 ) is formed as a flat seat and / or with a valve disc ( 10 ) of the valve closing element ( 5 ) cooperates sealingly. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (6) kegelförmig gestaltet ist und mit einem kugelförmigen Ventilschließelement (5) zusammenwirkt.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve seat ( 6 ) is conically shaped and provided with a spherical valve closing element ( 5 ) cooperates. Dosiersystem zum Eindosieren eines Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in einen Abgasstrang (4) eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) in oder an einer Reduktionsmittel führenden Leitung (2) angeordnet ist, die vorzugsweise einen Vorratsbehälter (11) zur Bevorratung des Reduktionsmittels mit einem Fördermodul (12) zur Förderung des Reduktionsmittels verbindet.Dosing system for dosing a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, into an exhaust gas line (US Pat. 4 ) of a motor vehicle with a valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 1 ) in or on a reducing agent leading line ( 2 ), which is preferably a storage container ( 11 ) for storing the reducing agent with a delivery module ( 12 ) connects to promote the reducing agent. Dosiersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (2) eine Zuführ- und/oder Rückführleitung ist.Dosing system according to claim 9, characterized in that the line ( 2 ) is a supply and / or return line. Dosiersystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Dosiermodul (13) zum Eindosieren des Reduktionsmittels in den Abgasstrang (4) des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, das über das Fördermodul (12) mit Reduktionsmittel versorgbar und/oder entleerbar ist. Dosing system according to claim 9 or 10, characterized in that further comprises a metering module ( 13 ) for dosing the reducing agent in the exhaust line ( 4 ) of the motor vehicle is provided, which via the conveyor module ( 12 ) can be supplied with reducing agent and / or emptied. Tanksystem zur Bevorratung eines Betriebsmediums, insbesondere Kraftstoff, Wasser oder eine wässrige Harnstofflösung, mit einem Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in einer Entlüftungsleitung (18) des Tanksystems angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Entlüftungsleitung (18) in einem Entlüftungsstutzen (19) ausgebildet ist, der von einer Verschlusskappe (20) abgedeckt ist.Tank system for storing an operating medium, in particular fuel, water or an aqueous urea solution, with a valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve in a vent line ( 18 ) of the tank system is arranged, wherein preferably the vent line ( 18 ) in a vent pipe ( 19 ) is formed by a cap ( 20 ) is covered. Tanksystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (20) Federrame (21) besitzt, mittels welcher das Ventilschließelement (5) in Richtung des Ventilsitzes (6) axial vorgespannt ist.Tank system according to claim 12, characterized in that the closure cap ( 20 ) Spring frame ( 21 ), by means of which the valve closing element ( 5 ) in the direction of the valve seat ( 6 ) is axially biased.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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