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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fluidsystem, aufweisend einen Tank, eine Pumpe und einen Verbraucher, wobei die Komponenten über eine das Fluid führende Leitung miteinander verbunden sind, und wobei in der Leitung zwischen der Pumpe und dem Verbraucher ein Pulsationsdämpfer sowie ein Überdruckventil für das Fluid angeordnet sind.
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Stand der Technik
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Eine derartige Fluideinrichtung ist aus der
DE 199 46 900 A1 bekannt. Dieses Fluidsystem ist für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine ausgelegt und weist einen ein Reduktionsmittel bevorratenden Tank auf, der über eine Leitung mit einem Verbraucher in Form einer Dosiereinrichtung verbunden ist. Mittels der Dosiereinrichtung wird in eine Abgasleitung der Brennkraftmaschine das Reduktionsmittel eingespeist. In der Leitung sind eine Pumpe, ein Pulsationsdämpfer und ein Überdruckventil angeordnet. Der Pulsationsdämpfer dämpft insbesondere von der Pumpe bzw. dem Dosiermodul hervorgerufene Pulsationen des Reduktionsmittels in der Leitung, während das Überdruckventil den Systemdruck des Fluidsystems auf einen Maximalwert begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fluidsystem mit einem Pulsationsdämpfer und einem Überdruckventil bereitzustellen, dass gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Pulsationsdämpfer und das Überdruckventil eine Baueinheit bilden. Diese Ausgestaltung verringert die Anzahl der Komponenten des so ausgebildeten Fluidsystems und trägt somit zu einer Verringerung des Raumbedarfs und auch des Gewichts des Gesamtsystems bei. Auch wird die Betriebssicherheit des Gesamtsystems erhöht, indem weniger separate Bauteile vorhanden sind, die über Leitungsabschnitte miteinander zu verbindenden sind.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Baueinheit ein Gehäuse auf. In dieses Gehäuse sind der Pulsationsdämpfer und das Überdruckventil miteinander zusammenwirkend integriert. Dabei weist das Gehäuse einen einzigen hydraulischen Anschluss zur Verbindung mit der Leitung und einen hydraulischen Anschluss zur Verbindung mit einem Rücklauf auf. Somit ist die gewünschte leitungseinsparende Integration der Baueinheit in das Fluidsystem ermöglicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Pulsationsdämpfer eine Druckkammer auf, in der eine hutförmige mit einer Grundplatte zusammenwirkende Kappe angeordnet ist, und das der Werkstoff der Kappe ein gummiartiges Material ist. Die aus dem gummiartigen Material, beispielsweise Gummi oder einem elastischen Kunststoff bestehende Kappe ist verformbar und ermöglicht somit die Kompensation von Pulsationen des Fluids, die von der Pumpe oder dem Verbraucher oder einem sonstigen Verursacher hervorgerufen werden. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung von der Kappe und der Grundplatte ein Kompensationsraum gebildet, in dem ein Federelement angeordnet ist. Das Federelement hält die hutförmige Kappe in einer Ausgangsstellung, in der der Kompensationsraum ein maximales Kompensationsvolumen aufweist. Wirken nun von der Druckkammer auf die hutförmige Kappe Pulsationen ein, wird das Kompensationsvolumen des Kompensationsraums mit der Wirkung eines Abbaus der Pulsationen in dem Fluid verringert und anschließend wieder auf den Ausgangswert vergrößert. Das Federelement ist zusammen mit dem Werkstoff der Kappe auf den Systemdruck des Fluidsystems abgestimmt.
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In Weiterbildung der Erfindung bildet die Grundplatte eine Ventilplatte des Überdruckventils, wobei die Ventilplatte mit einer Sitzfläche der Baueinheit zusammenwirkt. Dabei ist die Sitzfläche bevorzugt von dem Gehäuse beispielsweise in Form eines Absatzes gebildet. Dabei ist wiederum in weiterer Ausgestaltung die Grundplatte in einer mit einer Rücklaufleitung verbundenen Rücklaufkammer des Überdruckventils angeordnet. Wird die Grundplatte aus der Sitzfläche bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Systemdrucks abgehoben, wird folglich die Druckkammer mit der Rücklaufkammer verbunden und das von der Leitung über den hydraulischen Anschluss in die Baueinheit eingeleitete Fluid wird über den hydraulischen Anschluss mit der Rücklaufleitung abgesteuert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Grundplatte von einer Feder gegen die Sitzfläche vorgespannt. Dabei ist wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Federsteifigkeit der Feder größer als die des Federelements. Dadurch ist gewährleistet, dass zunächst einmal die Kappe gegenüber dem Federelement verformt wird und somit eine Pulsationsdämpfung des Fluids bewirkt wird, bevor bei überschreiten eines vorgegebenen Systemdrucks die von der Feder gegen die Sitzfläche gespannte Grundplatte eine Strömungsverbindung zwischen der Druckkammer und der Rücklaufkammer freigibt und somit die Funktion des Überdruckventils realisiert ist.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Grundplatte eine Drosselöffnung auf, die somit den Kompensationsraum mit der Rücklaufkammer verbindet. Auf diese Weise kann die Hubbewegung des Federelements und somit die Volumenfreigabe in der Druckkammer eingestellt werden. Dies hat einen direkten Einfluss auf die Dämpfung der Pulsation. Auf diese Weise kann insbesondere ein Aufschaukeln oder Nachschwingen des Pulsationsdämpfers und somit des Systemdrucks in dem Fluidsystem vermieden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindung der Rücklaufkammer mit der Rücklaufleitung eine Drossel auf. Auf diese Weise kann der Absteuervorgang und somit der Druckabfall in dem Fluidsystem bei einem Absteuervorgang eingestellt werden.
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Wenn auch das Fluidsystem beliebig einsetzbar ist, ist die bevorzugte Anwendung bei einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine gegeben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
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Es zeigen:
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1 zeigt eine Systemanordnung eines Fluidsystems, das bei einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine angewendet ist und wobei das Fluidsystem einen eine Baueinheit bildenden Pulsationsdämpfer und ein Überdruckventil aufweist,
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2 eine vergrößerte Detailansicht einer Baueinheit gemäß 1.
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Das in 1 dargestellte Fluidsystem ist für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine ausgelegt. Dabei wird mit dem Fluidsystem ein Reduktionsmittel, das beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung ist, zur Reduzierung von unerwünschten Bestandteilen des Abgases der Brennkraftmaschine in das Abgas eingeleitet. Das Fluidsystem weist einen Tank 1 auf, in dem das Fluid in Form des Reduktionsmittels bevorratet wird. In dem Tank ist eine aus mehreren Leitungsabschnitten bestehende Leitung 2 eingeführt, die den Tank mit einem Verbraucher in Form eines Dosierventils 3 verbindet. Das Dosierventil 3 ist beispielsweise als Zweiwegeventil mit einem Spritzlöscher 4 aufweisenden Ventilkörper ausgebildet, wobei die Spritzlöscher 4 in eine Abgasleitung 5 der Brennkraftmaschine einmünden. Der notwendige Systemdruck des Reduktionsmittels in der Leitung 2 wird von einer Pumpe 6 aufgebaut, die auf der Saugseite zu dem Tank in ein Saugventil 7a und auf der Druckseite der Pumpe 6 zu dem Dosierventil 3 in ein Druckventil 8a aufweist. Folglich bildet die Leitung 2 zwischen dem Druckventil 8b und dem Dosierventil 3 eine Druckleitung 9 in diesem Bereich der Druckleitung 9 der Leitung 2 ist die erfindungsgemäße Baueinheit bestehend aus dem Pulsationsdämpfer 10 und dem Überdruckventil 11 eingebaut, die nachfolgend genauer erläutert wird. Neben der Pumpe 6 mit dem Saugventil 7a und dem Druckventil 8a kann das Fluidsystem eine Rückförderpumpe 12 aufweisen, die die Druckleitung 9 wiederum mit dem Tank 1 verbindet. Die Rückförderpumpe 12 weist ebenfalls auf der Saugseite ein Saugventil 7b und auf der Druckseite ein Druckventil 8b auf. Mittels der Rückförderpumpe 12 kann bei einer Außerbetriebnahme der Abgasnachbehandlungseinrichtung das in der Druckleitung 9 und dem Dosierventil 3 befindliche Dosiermittel zurück in den Tank 1 gefördert werden. Dies ist insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen sinnvoll, da das Reduktionsmittel in der Druckleitung 9 und dem Dosierventil 3 frieren kann und durch eine Volumenzunahme Beschädigungen hervorrufen kann.
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Die Baueinheit bestehend aus dem Pulsationsdämpfer 10 und dem Überdruckventil 11 weist ein Gehäuse 13 auf, das einen hydraulischen Anschluss 14a zur Verbindung mit dem die Druckleitung bildenden Leitungsteil der Leitung 2 und einen hydraulischen Anschluss 14b zur Verbindung mit einer Rücklaufleitung 15 bildet. Die Rücklaufleitung 15 kann mit der Förderleitung 16 der Rückförderpumpe 12 zusammengeführt sein und mündet in den Tank 1. Der mit der Druckleitung 9 verbundene hydraulische Anschluss 14a in dem Gehäuse 13 mündet in eine Druckkammer 17 in dem Gehäuse 13, die von einer Grundplatte 18 und einer hutförmigen mit der Grundplatte 18 zusammenwirkende Kappe 19 innerhalb des Gehäuses 13 begrenzt ist. Die hutförmige Kappe 19 ist aus einem gummiartigen Material, beispielsweise Gummi oder einem elastischen Kunststoff hergestellt und somit verformbar. Innerhalb der Kappe 19 und der Grundplatte 18 ist ein Kompensationsraum 20 gebildet, in dem ein Federelement 21 angeordnet ist. Das Federelement 21 stützt sich auf der Grundplatte 18 und einer Federplatte 22 ab, die in der Kappe 19 dem hydraulischen Anschluss 14a gegenüberliegend angeordnet ist. Das Federelement 21 hält die hutförmige Kappe 19 im Ruhezustand des Fluidsystems in der dargestellten Stellung. Treten nun in der Druckleitung 9 beispielsweise hervorgerufen durch die Pumpe 6 oder das Dosierventil 3 Druckpulsationen des Reduktionsmittels auf, werden diese Druckpulsationen in die Druckkammer 17 eingeleitet und bewirken ein Zusammendrücken der hutförmigen Kappe 19. Wird die die Pulsation hervorrufende Druckspitze in der Druckleitung 9 beispielsweise durch ein Öffnen des Dosierventils 3 wieder abgebaut nimmt die hutförmige Kappe 19 wieder die dargestellte Form an. Durch die dadurch in der Druckkammer 17 hervorgerufene Volumenänderung wird ein Abbau der Druckpulsationen des Reduktionsmittels in der Druckleitung 9 bewirkt.
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Übersteigt der Systemdruck in der Druckleitung 9 und folglich in der Druckkammer 17 einen Maximalwert, wird die Grundplatte 18 des Pulsationsdämpfers 10, die gleichzeitig eine Ventilplatte des Überdruckventils 11 bildet, aus einer Sitzfläche 23 an dem Gehäuse 13 abgehoben und verbindet die Druckkammer 17 mit einer Rücklaufkammer 24, die wiederum über den hydraulischen Anschluss 14b mit der Rücklaufleitung 15 verbunden ist. Der hydraulische Anschluss 14b kann in dem Gehäuse 13 oder einem Deckel 25 des Gehäuses 13 angeordnet sein. Somit wird bei Übersteigen eines Maximaldrucks des Fluids dieses von der Druckleitung 9 in die Rücklaufleitung 15 abgesteuert.
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In einer weiterführenden Ausgestaltung ist in die Grundplatte 18 eine Drosselöffnung 26 eingelassen, die die Druckkammer 17 mit der Rücklaufkammer 24 verbindet. Auf diese Weise kann die Hubbewegung des Federelements 21 und somit die Volumenfreigabe in der Druckkammer 17 eingestellt werden. Weiterhin kann in dem hydraulischen Anschluss 14b oder aber auch in die Rücklaufleitung 15 eine Drossel 27 eingebaut sein, die die Volumenfreigabe der Rücklaufkammer 24 gegenüber der Rücklaufleitung 15 bestimmt. Auf diese Weise kann der Absteuervorgang und somit der Druckabfall in dem System eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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