DE102015224808A1

DE102015224808A1 - Injection device for a vehicle, exhaust aftertreatment device, motor vehicle

Info

Publication number: DE102015224808A1
Application number: DE102015224808.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Buerglin; Martin Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer betätigbaren Ventileinrichtung (2), die einen in einem Gehäuse (5) befestigten Ventilkörper (6) mit zumindest einer Ventilöffnung (7), wenigstens ein in dem Gehäuse (5) beweglich gelagertes Schließelement (10) zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnung (7) aufweist, mit einem betätigbaren Aktuator (3) zum Bewegen des Schließelements (10), und mit zumindest einer Eisdruckentspannungseinrichtung (4, 24). Es ist vorgesehen, dass dem Ventilkörper (6) – in Durchströmungsrichtung gesehen – eine Spritzlochscheibe (19) nachgeschaltet ist, die in dem Gehäuse (5) in Durchströmungsrichtung verschiebbar gelagert und durch ein auf Zug beanspruchbares Federelement (22) fest mit dem Ventilkörper (6) oder mit dem Gehäuse (5) verbunden ist.The invention relates to an injection device (1) for a vehicle, in particular a motor vehicle, having an actuatable valve device (2) having a valve body (6) fastened in a housing (5) with at least one valve opening (7), at least one in the housing (7). 5) movably mounted closing element (10) for releasing and closing the valve opening (7), with an actuatable actuator (3) for moving the closing element (10), and with at least one Eisdruckentspannungseinrichtung (4, 24). It is envisaged that the valve body (6) - seen in the flow direction - a spray hole plate (19) is slidably mounted in the housing (5) in the flow direction and by a claimable on train spring element (22) fixed to the valve body (6 ) or to the housing (5) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer betätigbaren Ventileinrichtung, die einen in einem Gehäuse befestigten Ventilkörper mit zumindest einer Ventilöffnung und wenigstens ein in dem Gehäuse beweglich gelagertes Schließelement zum Freigeben und Verschließen der Ventilöffnung aufweist, mit einem betätigbaren Aktuator zum Bewegen des Schließelements, und mit zumindest einer Eisdruckentspannungseinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an injection device for a vehicle, in particular a motor vehicle, having an actuatable valve device which has a valve body fixed in a housing with at least one valve opening and at least one closing element movably mounted in the housing for releasing and closing the valve opening, with an actuatable actuator for Moving the closing element, and with at least one Eisdruckentspannseinrichtung. Furthermore, the invention relates to an exhaust aftertreatment device for a motor vehicle and a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Einspritzvorrichtungen, Abgasnachbehandlungseinrichtungen und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, die eine Brennkraftmaschine als Antriebseinrichtung aufweisen, ist es bekannt, dem Abgas der Brennkraftmaschine ein Abgasnachbehandlungsmittel zuzuführen, das zusammen mit dem Abgas in einem Katalysator Schadstoffemissionen reduzierend reagiert. Insbesondere bei Dieselmotoren hat sich die sogenannte SCR-Technik (SCR = selektive katalytische Reduktion) bewährt. Dabei wird als Abgasnachbehandlungsmittel eine wässrige Harnstofflösung in das Abgas durch eine Einspritzvorrichtung druckaufwärts des Katalysators eingespritzt.Injection devices, exhaust aftertreatment devices and motor vehicles of the type mentioned are known from the prior art. To reduce the pollutant emissions of motor vehicles having an internal combustion engine as a drive device, it is known to supply the exhaust gas of the internal combustion engine, an exhaust aftertreatment agent, which reacts reducing emissions together with the exhaust gas in a catalyst pollutant emissions. Especially in diesel engines, the so-called SCR technique (SCR = selective catalytic reduction) has proven itself. In this case, as an exhaust gas aftertreatment agent, an aqueous urea solution is injected into the exhaust gas through an injector upstream of the catalyst.

Sinken die Umgebungstemperaturen derart weit, dass das Abgasnachbehandlungsmittel gefriert, so vergrößert das Abgasnachbehandlungsmittel sein Volumen, wodurch ein hoher Eisdruck insbesondere in der Einspritzvorrichtung entstehen kann, der im schlimmsten Fall zu einer Bestätigung der Einspritzvorrichtung führt.If the ambient temperatures drop so much that the exhaust aftertreatment agent freezes, the exhaust aftertreatment agent increases its volume, whereby a high ice pressure can arise, in particular in the injection device, which leads in the worst case to a confirmation of the injector.

Um dies zu vermeiden ist es bekannt, bei Abstellen der Einspritzvorrichtung beziehungswiese der Brennkraftmaschine die Einspritzvorrichtung und große Teile des Fördersystems, welches das flüssige Abgasnachbehandlungsmittel von einem Tank zu der Einspritzvorrichtung fördert, von dem flüssigen Abgasnachbehandlungsmittel zu befreien, indem es durch die Einspritzvorrichtung entweder ausgetrieben oder zurückgesaugt wird. Insbesondere für das Zurücksaugen ist dann jedoch ein bidirektionales Pumpensystem notwendig, es verbleibt außerdem eine Korrosions- und Kristallisationsgefahr in der Einspritzvorrichtung selbst. Insgesamt wird das Abgasnachbehandlungssystem aufgrund des Entleerens und wieder neu Befüllens des Systems auf Dauer außerdem hoch belastet.In order to avoid this, it is known that when the injector is switched off, the injector and large parts of the delivery system, which deliver the liquid exhaust aftertreatment agent from a tank to the injector, are exempted from the liquid exhaust aftertreatment agent by either expelled or expelled by the injector is sucked back. However, in particular for the sucking back then a bidirectional pump system is necessary, it also remains a risk of corrosion and crystallization in the injector itself. Overall, the exhaust aftertreatment system due to the emptying and re-filling the system in the long term also charged high.

Aus der Offenlegungsschrift EP 1 339 956 B1 ist bereits eine Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Diese weist als Eisdruckentspannungseinrichtung bewegliche Teile auf, welche eine Volumenvergrößerung des in der Einspritzvorrichtung befindlichen Abgasnachbehandlungsmittels erlauben, und dadurch kritischen Eisdruck in der Einspritzvorrichtung verhindern.From the publication EP 1 339 956 B1 An injection device with the features of the preamble of claim 1 is already known. This has as Eisdruckentspannungseinrichtung moving parts, which allow an increase in volume of the exhaust gas aftertreatment device located in the injector, and thereby prevent critical ice pressure in the injector.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Eisdruckentspannungseinrichtung auf vorteilhafte Weise integriert und eine Spraybildung durch die Einspritzvorrichtung sicher gewährleistet wird. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass dem Ventilkörper – in Durchströmungsrichtung gesehen – eine Spritzlochscheibe nachgeschaltet ist, die in dem Gehäuse in Durchströmungsrichtung verschiebbar gelagert und durch ein auf Zug beanspruchbares Federelement fest mit dem Ventilkörper oder mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Erfindung sieht also vor, dass dem Ventilkörper eine Spritzlochscheibe nachgeschaltet ist. Dies ist grundsätzlich bei Einspritzvorrichtungen nicht ungewöhnlich. Bis jetzt gibt es jedoch noch keine Lösung, wie in einem solchen Fall die Eisdruckfestigkeit der Einspritzvorrichtung gewährleistet werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spritzlochscheibe in dem Gehäuse verschiebbar gelagert ist. Dadurch ergibt sich, dass das Volumen, das von der Spritzlochscheibe, dem Gehäuse und dem Ventilkörper eingeschlossen wird, variabel ist. Die Spritzlochscheibe ist dabei durch ein Federelement mit dem Ventilkörper oder mit dem Gehäuse fest verbunden, wobei das Federelement auf Zug beanspruchbar ist. Nimmt also das Volumen in der Kammer zu, so wird die Spritzlochscheibe nach außen beziehungsweise in Durchströmungsrichtung gedrängt und in dem Gehäuse verschoben, wodurch das Federelement auf Zug beansprucht wird. Sobald die Temperatur wieder zunimmt und in der Kammer gefrorenes Abgasnachbehandlungsmittel wieder auftaut, zieht das Federelement die Spritzlochscheibe in ihre Ausgangsstellung, in welcher das Federelement entspannt ist, zurück. Damit wird die Eisdruckfestigkeit in der Einspritzvorrichtung im Bereich der Spritzlochscheibe auf einfache Art und Weise sicher gewährleistet. Die so gebildete Eisdruckentspannungseinrichtung ist kostengünstig herstellbar und kompakt in die Einspritzvorrichtung integrierbar.The injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an Eisdruckentspannungseinrichtung integrated in an advantageous manner and a spray formation is ensured by the injection device safely. According to the invention it is provided that the valve body - seen in the flow direction - a spray orifice plate is slidably mounted in the housing in the flow direction and is connected by a claimable on train spring element fixed to the valve body or with the housing. The invention thus provides that the valve body is followed by a spray-orifice plate. This is not uncommon for injectors. Until now, however, there is still no solution, as can be ensured in such a case, the ice crushing strength of the injector. According to the invention it is provided that the spray perforated disk is mounted displaceably in the housing. As a result, the volume trapped by the spray orifice plate, the housing and the valve body is variable. The spray perforated disk is firmly connected by a spring element with the valve body or with the housing, wherein the spring element is claimed to train. Thus, if the volume in the chamber increases, the spray-orifice plate is forced outwards or in the direction of flow and displaced in the housing, as a result of which the spring element is subjected to tension. As soon as the temperature increases again and defrosted frozen exhaust aftertreatment agent in the chamber, the spring element retracts the spray perforated disk into its starting position, in which the spring element is relaxed. In order to ensure the ice crushing strength in the injection device in the spray orifice plate in a simple manner safely. The Eisdruckentspannungseinrichtung thus formed is inexpensive to produce and compact integrated into the injection device.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement einendig form- und/oder stoffschlüssig an dem Ventilkörper oder an dem Gehäuse befestigt ist. Dadurch ist eine sichere Arretierung des Federelements an dem Ventilkörper beziehungsweise an dem Gehäuse, also letztendlich gehäuseseitig, gewährleistet. Die stoffschlüssige Verbindung wird insbesondere durch ein Verschweißen von Federelement und Ventilkörper beziehungsweise Gehäuse realisiert. Zur formschlüssigen Verbindung kann das Federelement beispielsweise in eine Hintergriffposition zu dem Ventilkörper angeordnet sein, sodass das Federelement sicher auf Zug belastbar ist. Auch ist es denkbar, das Federelement einendig durch einen Bajonettverschluss an dem Ventilkörper zu arretieren und optional anschließend daran zu verschweißen, um eine form- und stoffschlüssige Verbindung zu gewährleisten.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the spring element is integrally attached positively and / or materially attached to the valve body or to the housing. As a result, a secure locking of the spring element on the valve body or on the housing, so ultimately the housing side, guaranteed. The cohesive connection is in particular realized by welding of spring element and valve body or housing. For positive connection, the spring element may for example be arranged in a rear grip position to the valve body, so that the spring element is safe to train loaded. It is also conceivable to lock the spring element at one end by a bayonet lock on the valve body and optionally then to weld it to ensure a positive and cohesive connection.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement anderendig form- und/oder stoffschlüssig an der Spritzlochscheibe befestigt ist. Die anderendige Befestigung des Federelements ist dabei bevorzugt wie obenstehend zur einendigen Befestigung beschrieben realisiert. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile.Furthermore, it is preferably provided that the spring element is otherwise form-fitting and / or materially secured to the spray-orifice plate. The other end fastening of the spring element is preferably realized as described above for one-end attachment. This results in the already mentioned advantages.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet ist. Hierdurch ist eine kostengünstige Realisierung des Federelements und eine vorteilhafte Integration in die Einspritzvorrichtung gewährleistet. Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement als Tellerfeder ausgebildet ist. Hierdurch werden zwar Herstellungskosten gegebenenfalls erhöht, jedoch bietet die Tellerfeder auf kürzerem Raum höhere Federkräfte, sodass eine kompaktere Realisierung der Einspritzvorrichtung dadurch ermöglicht wird. Die Tellerfeder weist bevorzugt einen oder mehrere aneinander liegende Teller auf, die zusammen die Federkraft des Federelements und den Federweg des Federelements bestimmen.Furthermore, it is preferably provided that the spring element is designed as a helical spring. This ensures a cost-effective implementation of the spring element and an advantageous integration into the injection device. Alternatively, it is preferably provided that the spring element is designed as a plate spring. As a result, although manufacturing costs may be increased, but provides the diaphragm spring in a shorter space higher spring forces, so that a more compact implementation of the injection device is made possible. The plate spring preferably has one or more adjacent plates, which together determine the spring force of the spring element and the spring travel of the spring element.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement als einen Spritzkanal bildendes Elastomerelement ausgebildet ist. Das Elastomerelement ist dazu vorzugsweise ringförmig ausgebildet und an seinen Stirnseiten jeweils fest mit dem Ventilkörper und der Spritzlochscheibe, wie zuvor beschrieben, befestigt. Das Elastomerelement hat den Vorteil, dass es auch eine radiale Vergrößerung des Volumens erlaubt.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the spring element is formed as an injection element forming an elastomeric element. The elastomeric element is preferably annular and fixed at its end faces in each case fixed to the valve body and the spray perforated disk, as described above. The elastomer element has the advantage that it also allows a radial enlargement of the volume.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spritzlochscheibe seitlich durch das Gehäuse in Durchströmungsrichtung geführt gelagert ist. Damit wird durch die Führung gewährleistet, dass die Spritzlochscheibe bei einer Verlagerung in dem Gehäuse nicht verkantet oder verkippt, sodass ein sicherer Betrieb und insbesondere auch ein sicheres Zurückholen der Spritzlochscheibe in ihre Ausgangsposition sicher gewährleistet ist. Darüber hinaus wird durch die vorteilhafte Führung gewährleistet, dass die Spritzlochscheibe bei Durchführen eines Einspritzvorgangs ein nachvollziehbares Spray, insbesondere unabhängig von ihrer Position ein in jeweils in die gleiche Richtung weisendes Spray erzeugt. Die Spritzlochscheibe weist insbesondere eine kreisförmige Außenkontur auf, wobei der Außendurchmesser der Spritzlochscheibe dabei zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses entspricht, um die vorteilhafte Führung zu gewährleisten.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the spray perforated disk is mounted laterally guided by the housing in the flow direction. Thus, it is ensured by the guide that the spray perforated disc is not tilted or tilted during a displacement in the housing, so that safe operation and in particular a safe retrieval of the spray perforated disc is securely ensured in its initial position. In addition, it is ensured by the advantageous guidance, that the spray perforated disk, when carrying out an injection process, generates a traceable spray, in particular, irrespective of its position, a spray pointing in the same direction in each case. In particular, the spray perforated disk has a circular outer contour, wherein the outer diameter of the spray perforated disk at least substantially corresponds to the inner diameter of the housing in order to ensure the advantageous guidance.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die Spritzlochscheibe ausgehend von einem entspannten Zustand des Federelements durch das Gehäuse derart weit geführt/führbar ist, dass eine zumindest 7%ige, insbesondere 10%ige Volumenzunahme der durch die Spritzlochscheibe, den Ventilkörper und das Gehäuse gebildeten Kammer ermöglicht. Hierdurch wird also gewährleistet, dass auch dann, wenn die Kammer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist und diese Flüssigkeit gefriert, die Spritzlochscheibe über den gesamten Verschiebeweg von dem Gehäuse, insbesondere einer Ventilhülse der Einspritzvorrichtung, geführt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die Spritzlochscheibe jederzeit durch die Zugkraft des Federelements in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen werden kann, weil sie das Gehäuse auch bei maximaler Volumenzunahme der gefrierenden Flüssigkeit das Gehäuse nicht verlässt.According to a preferred embodiment of the invention, it is also provided that the spray-orifice plate, starting from a relaxed state of the spring element through the housing is so far out / feasible that at least 7%, in particular 10% volume increase of the spray through the valve disk, and the valve body allows the housing formed chamber. This ensures that even when the chamber is completely filled with liquid and this liquid freezes, the spray perforated disk over the entire displacement of the housing, in particular a valve sleeve of the injection device is guided. This ensures that the spray perforated disc can be retracted at any time by the tensile force of the spring element into its initial position, because it does not leave the housing even at maximum volume increase of the freezing liquid housing.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Spritzlochscheibe eine betätigbare Arretiereinrichtung zum bedarfsweisen Arretieren der Stellung der Spritzlochscheibe in dem Gehäuse zugeordnet ist. Die Arretiereinrichtung arretiert die Spritzlochscheibe bei ihrer Betätigung bevorzugt kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Dazu können beispielsweise Klemmelemente radial nach innen beziehungsweise in Richtung der Spritzlochscheibe in das Gehäuse von außen eingeschoben werden, welche die Spritzlochscheibe dann an ihrer aktuellen Position durch Klemmung arretieren. Dazu kann das Gehäuse an diesen Stellen beispielsweise flexibel ausgebildet sein, sodass die Dichtheit des Gehäuses gewährleistet bleibt. Durch das Arretieren der Spritzlochscheibe ist gewährleistet, dass im Normalbetrieb, wenn also flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel durch die Einspritzvorrichtung dosiert wird, der Spritzdruck nicht dazu führt, dass die Spritzlochscheibe verschoben und dadurch das Einspritzspray beeinträchtigt wird.Furthermore, it is preferably provided that the spray perforated disk is associated with an actuatable locking device for locking the position of the spray perforated disk in the housing as required. The locking device locks the spray perforated disk in its operation preferably non-positively and / or positively. For this example, clamping elements can be inserted radially inwards or in the direction of the spray perforated disk in the housing from the outside, which then lock the spray-orifice plate at its current position by clamping. For this purpose, the housing can be designed to be flexible at these locations, for example, so that the tightness of the housing remains ensured. By locking the spray perforated disk is ensured that in normal operation, ie when liquid exhaust aftertreatment agent is metered by the injection device, the injection pressure does not cause the spray perforated disk is displaced and thereby the injection spray is impaired.

Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.The exhaust aftertreatment device according to the invention is characterized by the injection device according to the invention. This results in the already mentioned advantages.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung aus. Es ergeben sich auch hierdurch die bereits genannten Vorteile.The motor vehicle according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the exhaust aftertreatment device according to the invention. This also results in the already mentioned advantages.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Further advantages and preferred features and combinations of features emerge in particular from the previously described and from the claims.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show this

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Einspritzvorrichtung, 1 A first embodiment of an advantageous injection device,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Einspritzvorrichtung, 2 A second embodiment of the injection device,

3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Einspritzvorrichtung und 3 a third embodiment of the injection device and

4 eine weitere Einspritzvorrichtung, jeweils ein einer vereinfachten Längsschnittdarstellung. 4 another injection device, each one a simplified longitudinal sectional view.

1 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung eine Einspritzvorrichtung 1, die eine betätigbare Ventileinrichtung 2, einen betätigbaren Aktuator 3 sowie eine Eisdruckentspannungseinrichtung 4 aufweist. 1 shows in a simplified longitudinal sectional view of an injection device 1 , which is an actuatable valve device 2 , an actuatable actuator 3 and an ice pressure relief device 4 having.

Die Ventileinrichtung 2 weist ein Gehäuse 5 in Form einer Ventilhülse auf, in welcher ein Ventilkörper 6 fest angeordnet ist. Der Ventilkörper 6 weist eine Ventilöffnung 7 auf, durch welche Flüssigkeit, insbesondere flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel strömen kann. Der Ventilöffnung 7 ist ein Ventilsitz 8 zugeordnet, welcher die Ventilöffnung 7 auf einer Seite des Ventilkörpers 6 umgibt. Die Ventilöffnung 7 ist mittig in dem Ventilkörper und damit koaxial zu einer Mittellängsachse 9 der Einspritzvorrichtung 1 ausgerichtet.The valve device 2 has a housing 5 in the form of a valve sleeve, in which a valve body 6 is fixed. The valve body 6 has a valve opening 7 on, through which liquid, in particular liquid exhaust aftertreatment agent can flow. The valve opening 7 is a valve seat 8th associated with which the valve opening 7 on one side of the valve body 6 surrounds. The valve opening 7 is centered in the valve body and thus coaxial with a central longitudinal axis 9 the injector 1 aligned.

Die Ventileinrichtung 2 weist weiterhin ein verlagerbares Schließelement 10 auf, das durch eine Druckfeder, vorliegend durch eine Schraubenfeder 11 gegen den Ventilsitz 8 gedrängt wird, sodass es die Ventilöffnung 7 schließt und die Flüssigkeit am Durchströmen der Ventilöffnung 7 hindert.The valve device 2 furthermore has a displaceable closing element 10 on, by a compression spring, in this case by a coil spring 11 against the valve seat 8th is urged so that it opens the valve 7 closes and the liquid flows through the valve opening 7 prevents.

Der Ventileinrichtung 2 ist der Aktuator 3 zugeordnet, um bei Bedarf das Schließelement 10 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 von dem Ventilsitz 8 zu lösen, um flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel dosiert auszugeben. Das Abgasnachbehandlungsmittel wird dabei der Einspritzvorrichtung 1 durch eine Anschlussöffnung 12 zugeführt, die in fluidtechnischer Verbindung zu dem Ventilkörper 6 aus der Seite des Ventilsitzes 8 steht. Dabei wird die Flüssigkeit durch ein Filtersieb 15 geführt, um eine Verschmutzung der beweglichen Teile der Ventilvorrichtung 1 zu vermeiden.The valve device 2 is the actuator 3 assigned to the closing element if necessary 10 against the force of the compression spring 11 from the valve seat 8th to dispense to dispense liquid exhaust aftertreatment agent. The exhaust aftertreatment agent is the injection device 1 through a connection opening 12 supplied in fluid communication with the valve body 6 from the side of the valve seat 8th stands. The liquid is passed through a filter screen 15 led to contamination of the moving parts of the valve device 1 to avoid.

Der Aktuator ist vorliegend als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet, der eine bestrombare Spule 13 aufweist, welche die Ventilhülse 5 umgibt und magnetisch mit einem Betätigungselement 14, welches das Schließelement 10 trägt, zusammenwirkt. Wird die Spule 13 bestromt, so wird eine Magnetkraft erzeugt, welche das Betätigungselement 14 und damit das Schließelement 10 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 verlagert und dadurch die Ventilöffnung 7 freigibt.In the present case, the actuator is designed as an electromagnetic actuator, which is an energizable coil 13 having, which the valve sleeve 5 surrounds and magnetically with an actuator 14 which is the closing element 10 carries, cooperates. Will the coil 13 energized, a magnetic force is generated, which is the actuating element 14 and thus the closing element 10 against the force of the compression spring 11 displaces and thereby the valve opening 7 releases.

Während vorliegend der Aktuator 3 fest mit der Ventilhülse beziehungsweise dem Gehäuse 5 verbunden ist, ist es alternativ vorgesehen, dass die Ventilhülse relativ zu dem Aktuator 3 verlagerbar in einem Aktuatorgehäuse 16, das den Anschluss 12 aufweist, gelagert. Zwischen dem Aktuator 3 und der Ventilhülse beziehungsweise dem Gehäuse 5 ist dabei ein Federelement 17, das vorliegend als doppelte Tellerfeder ausgebildet ist, vorgespannt angeordnet, welches das Gehäuse 5 gegen das Gehäuse 16 drängt. Das Gehäuse 5 ist dabei in einem Aufnahmeabschnitt des Gehäuses 16 an seinem Außenumfang durch einen Dichtring 18, insbesondere O-Ring, dicht an dem Gehäuse 16 verschiebbar gehalten. Dabei ist das dem Gehäuse 16 zugeordnete Ende des Gehäuses 5 strömungstechnisch mit dem Anschluss 12 verbunden, sodass das flüssige Abgasnachbehandlungsmittel durch den Anschluss 12, den Filter 15 in das Gehäuse 5 bis zu dem Ventilsitz 8 gelangt.While present, the actuator 3 firmly with the valve sleeve or the housing 5 is connected, it is alternatively provided that the valve sleeve relative to the actuator 3 displaceable in an actuator housing 16 that the connection 12 has stored. Between the actuator 3 and the valve sleeve or the housing 5 is a spring element 17 , which in the present case is designed as a double disc spring, arranged biased, which the housing 5 against the case 16 urges. The housing 5 is in a receiving portion of the housing 16 on its outer circumference by a sealing ring 18 , in particular O-ring, close to the housing 16 held displaceable. This is the case 16 associated end of the housing 5 fluidically with the connection 12 connected so that the liquid exhaust aftertreatment agent through the connection 12 , the filter 15 in the case 5 to the valve seat 8th arrives.

Dem Ventilkörper 6 ist weiterhin in Durchströmungsrichtung gesehen, also auf der dem Schließelement 10 abgewandten Seite des Ventilkörpers 6, eine Spritzlochscheibe 19 zugeordnet, die mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Spritzöffnungen 20 beziehungsweise Spritzlöcher aufweist. Die Spritzlochscheibe 19 ist verschiebbar in dem Gehäuse 5 gelagert, wie durch einen Doppelpfeil 21 angedeutet, sodass sie in Richtung der Längsachse 9 verschiebbar ist, sodass sich ihr Abstand zu dem Ventilkörper 10 verändern kann. Der Außendurchmesser der Spritzlochscheibe 19 entspricht dabei zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 5, sodass die Spritzlochscheibe 19 in dem Gehäuse 5 geführt verschiebbar ist, sodass ein Verkippen oder Verklemmen der Spritzlochscheibe 19 in dem Gehäuse 15 sicher verhindert ist. Die Spritzlochscheibe 19 ist dabei an einem freien Ende des Gehäuses 5 angeordnet.The valve body 6 is still seen in the flow direction, ie on the closing element 10 opposite side of the valve body 6 , a spray-disk 19 assigned, the more evenly distributed spray openings 20 or has injection holes. The spray perforated disk 19 is slidable in the housing 5 stored as if by a double arrow 21 indicated so that they are in the direction of the longitudinal axis 9 is displaceable, so that their distance from the valve body 10 can change. The outer diameter of the spray perforated disk 19 corresponds at least substantially to the inner diameter of the housing 5 so that the spray-hole disc 19 in the case 5 slidably guided, so that tilting or jamming of the spray perforated disk 19 in the case 15 is safely prevented. The spray perforated disk 19 is at a free end of the housing 5 arranged.

Zwischen der Spritzlochscheibe 19 und dem Ventilkörper 6 ist weiterhin ein Federelement 22 angeordnet, das vorliegend als doppelte Tellerfeder ausgebildet ist, die einendig an dem Ventilkörper 6 und anderendig an der Spritzlochscheibe 19 jeweils befestigt ist. Dazu ist die Tellerfeder beziehungsweise das Federelement 22 einendig form- und/oder stoffschlüssig mit dem Ventilkörper 6 und anderendig form- und/oder stoffschlüssig mit der Spritzlochscheibe 19 verbunden, sodass das Federelement 22 durch die Verlagerung der Spritzlochscheibe 19 auf Zug beanspruchbar ist.Between the spray perforated disk 19 and the valve body 6 is still a spring element 22 arranged, which is presently designed as a double plate spring, the one-end on the valve body 6 and at the other end of the spray perforated disk 19 each is attached. For this purpose, the plate spring or the spring element 22 one-piece positive and / or material fit with the valve body 6 and other form-fitting and / or cohesively with the Spray disk 19 connected so that the spring element 22 by the displacement of the spray perforated disk 19 is claimable on train.

Ist das Federelement 22 entspannt, so befindet sich die Spritzlochscheibe 19 in einer Ausgangsstellung.Is the spring element 22 relaxed, so is the spray perforated disk 19 in a starting position.

Sinkt die Temperatur des flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels in der Einspritzvorrichtung 1 unter ihren Gefrierpunkt, so beginnt sich Eis zu bilden, wodurch das Volumen des Abgasnachbehandlungsmittels in der Einspritzvorrichtung 1 zunimmt. Dadurch, dass die Ventilhülse beziehungsweise das Gehäuse 5 verlagerbar in dem Gehäuse 16 angeordnet ist, führt die Volumenzunahme im Bereich zwischen dem Filter 15 und dem Schließelement 10 dazu, dass das Gehäuse 5 entgegen der Kraft des Federelements 17 in dem Gehäuse 16 verlagert wird, wodurch das freie Volumen in der Einspritzvorrichtung 1 vergrößert und der Eisdruck reduziert wird. Dadurch wird eine Beschädigung der Ventileinrichtung 2 sicher verhindert. Die Lagerung des Gehäuses 5 in dem Gehäuse 16 sowie das Federelement 17 stellen insofern eine weitere Eisdruckentspannungseinrichtung 24 dar.When the temperature of the liquid exhaust aftertreatment agent in the injector decreases 1 below its freezing point, ice begins to form, reducing the volume of the exhaust aftertreatment agent in the injector 1 increases. Due to the fact that the valve sleeve or the housing 5 displaceable in the housing 16 is arranged, performs the volume increase in the area between the filter 15 and the closing element 10 to that the case 5 against the force of the spring element 17 in the case 16 is displaced, reducing the free volume in the injector 1 increased and the ice pressure is reduced. This will damage the valve device 2 safely prevented. The storage of the housing 5 in the case 16 and the spring element 17 represent insofar another Eisdruckentspannungseinrichtung 24 represents.

Das in der Kammer 23 zwischen der Spritzlochscheibe 19, dem Gehäuse 5 und dem Ventilkörper 6 befindliche Abgasnachbehandlungsmittel, das ebenfalls gefriert, führt zu einer Volumenzunahme, welche die Spritzlochscheibe 19 von dem Ventilkörper 6 weg nach außen drängt. Dabei wird das Federelement 22 auf Zug beansprucht und gibt elastisch nach. Dabei sind das Federelement 22 oder das Gehäuse 5 derart ausgebildet, dass die Spritzlochscheibe 19 derart weit sicher in dem Gehäuse 5 verlagerbar ist, dass auch dann, wenn die Kammer in der Ausgangsstellung der Spritzlochscheibe 19 vollständig mit Abgasnachbehandlungsmittel gefüllt ist, und dieses friert, sie in ihrer durch die Volumenzunahme begründete Endstellung immer noch sicher in dem Gehäuse 5 geführt ist. Durch diese Verschiebbarkeit der Spritzlochscheibe 19 wird also gewährleistet, dass der Eisdruck nicht die Spritzlochscheibe 19 verformt oder beschädigt.That in the chamber 23 between the spray perforated disk 19 , the housing 5 and the valve body 6 Exhaust aftertreatment agent, which also freezes, leads to an increase in volume, which the spray orifice plate 19 from the valve body 6 pushes away to the outside. In this case, the spring element 22 claimed on train and gives way elastically. Here are the spring element 22 or the housing 5 designed such that the spray perforated disk 19 so safe in the case 5 is displaceable, that even if the chamber in the initial position of the spray perforated disk 19 is completely filled with exhaust aftertreatment agent, and this freezes, they still safe in their due to the volume increase end position in the housing 5 is guided. Due to this displaceability of the spray perforated disk 19 So it is guaranteed that the ice pressure is not the spray perforated disk 19 deformed or damaged.

Nehmen die Temperaturen wieder zu, sodass das Abgasnachbehandlungsmittel schmitzt und verflüssigt, so sorgen die Federelement 17 und 22 dafür, dass das Gehäuse 5 beziehungsweise die Spritzlochscheibe 19 jeweils wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgelangen und Einspritzvorgänge wie gewohnt durchgeführt werden können.If the temperatures increase again so that the exhaust aftertreatment agent lubricates and liquefies, so do the spring element 17 and 22 for the case 5 or the spray perforated disk 19 each return to their original position and injections can be carried out as usual.

Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 kann auch vorgesehen sein, dass nur eine der Eisdruckentspannungsvorrichtungen 4, 24 vorgesehen ist.Alternatively to the illustrated embodiment of 1 may also be provided that only one of the Eisdruckentspannungsvorrichtungen 4 . 24 is provided.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Einspritzvorrichtung 1, wobei aus 1 bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen werden. 2 shows a second embodiment of the injector 1 , being out 1 already known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the above description. In the following, the differences should be dealt with essentially.

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier eine anders gestaltete Eisdruckentspannungseinrichtung 24 vorgesehen, wobei die Gehäuse 5 und 16 fest miteinander, beispielsweise durch Schweißverbindungen, wie durch Dreiecke in der Figur gezeigt, verbunden sind. Der Anschluss 12 wird jedoch von einem hülsenförmigen Anschlusselement 25 gebildet, das relativ zu dem Gehäuse 5 in dem Gehäuse 16 in Richtung der Achse 9 verlagerbar ist. Dabei ist zwischen dem Anschlusselement 25 und dem Gehäuse 16 das Federelement 17 angeordnet. Das Anschlusselement 25 ist zwar auf das Gehäuse 5 aufgeschoben und durch den Dichtungsring 18 dicht mit diesem verbunden, jedoch relativ zu dem Gehäuse 5 verlagerbar. Nimmt nun der Druck in dem Anschlusselement 25 zu aufgrund von Eisbildung, so wird das Anschlusselement 25 entgegen der Kraft des Federelements 17 verlagert, wodurch das Volumen vergrößert und die Eisdrucksfestigkeit der Einspritzvorrichtung 1 gewährleistet wird.In contrast to the first embodiment, here is another designed Eisdruckentspannungseinrichtung 24 provided, the housing 5 and 16 firmly together, for example, by welded joints, as shown by triangles in the figure, are connected. The connection 12 However, is a sleeve-shaped connection element 25 formed, relative to the housing 5 in the case 16 in the direction of the axis 9 is relocatable. It is between the connection element 25 and the housing 16 the spring element 17 arranged. The connection element 25 Although it is on the case 5 pushed and through the sealing ring 18 tightly connected to it, but relative to the housing 5 displaced. Now takes the pressure in the connection element 25 due to ice formation, so does the connecting element 25 against the force of the spring element 17 which increases the volume and the ice crushing strength of the injector 1 is guaranteed.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, das sich von dem Ausführungsbeispiel von 2 dadurch unterscheidet, dass das Federelement 22 nicht als Tellerfeder, sondern als ringförmiges Elastomerelement 26 ausgebildet ist, das einen Innendurchmesser aufweist, der in Richtung des Ventilkörpers 6 kleiner ist als in Richtung der Spritzlochscheibe 19. Entsteht in der Kammer 23 nun Eisdruck, wird dadurch einerseits die Spritzlochscheibe 19 nach außen verschoben, wie bisher auch, und außerdem das Federelement 22 elastisch derart verformt, dass auch dadurch das Volumen in der Kammer 23 zunimmt. 3 shows a third embodiment, which differs from the embodiment of 2 characterized in that the spring element 22 not as a plate spring, but as an annular elastomeric element 26 is formed, which has an inner diameter, which is in the direction of the valve body 6 smaller than in the direction of the spray perforated disk 19 , Arises in the chamber 23 now ice pressure, on the one hand becomes the spray perforated disk 19 shifted to the outside, as before, and also the spring element 22 elastically deformed such that thereby also the volume in the chamber 23 increases.

Darüber hinaus beeinflusst das Elastomerelement 26 im Normalbetrieb die Strömungsführung des Abgasnachbehandlungsmittels zu den Spritzöffnungen 20 der Spritzlochscheibe 19. Sobald bei einer Dosierung das Schließelement 10 von dem Ventilsitz 8 abgehoben wird, erhöht sich der Fluiddruck zwischen dem Ventilkörper 6 und der Spritzlochscheibe 19. Dies führt dazu, dass das Elastomerelement radial gedehnt wird, sodass sich sein Innendurchmesser aufweitet, und dass die Spritzlochscheibe 19 sich geringfügig von dem Ventilkörper 6 weiter entfernt. Da nun die Zuströmung des Abgasnachbehandlungsmittels zu den Spritzlöchern nicht mehr nur von der Ventilöffnung 7, sondern im Wesentlichen durch das Elastomerelement 26 bestimmt wird, welches sich gemeinsam mit der Spritzlochscheibe 19 bewegt, bleiben die Zuströmbedingungen zu den Spritzöffnungen 20 unabhängig von der Bewegung der Spritzlochscheibe 19 konstant. Damit bleibt jederzeit die Sprayformung der Einspritzvorrichtung 1 gleich und zuverlässig.In addition, the elastomer element influences 26 in normal operation, the flow guidance of the exhaust aftertreatment agent to the spray openings 20 the spray perforated disk 19 , Once at a dosage, the closing element 10 from the valve seat 8th is lifted, the fluid pressure between the valve body increases 6 and the spray perforated disk 19 , This results in that the elastomeric element is stretched radially, so that widens its inner diameter, and that the spray perforated disc 19 slightly from the valve body 6 further away. Since now the inflow of the exhaust aftertreatment agent to the spray holes not only from the valve opening 7 but essentially by the elastomeric element 26 is determined, which together with the spray perforated disk 19 moves, the inflow conditions remain to the spray openings 20 regardless of the movement the spray perforated disk 19 constant. This keeps the spray forming of the injection device at all times 1 equal and reliable.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einspritzvorrichtung 1, bei welchem im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, dass die Spritzlochscheibe 19 fest an dem Ventilkörper 6 angeordnet ist, beispielsweise durch einen Formschluss und/oder Stoffschluss, und dass der Ventilkörper 6 zusammen mit der Spritzlochscheibe 19 bei Auftreten eines Eisdrucks entgegen der Kraft des nun außenliegend angeordneten Federelements 22 verschiebbar ist. Das Federelement 22 stützt sich dabei an dem Gehäuse 5 ab und wird bei Auftreten von Eisdruck auf Druck belastet. Auch hierdurch wird eine vorteilhafte Eisdruckfestigkeit der Einspritzvorrichtung 1 gewährleistet. 4 shows an embodiment of the injection device 1 in which, in contrast to the preceding embodiment, it is provided that the spray perforated disk 19 firmly on the valve body 6 is arranged, for example by a positive connection and / or material connection, and that the valve body 6 together with the spray-disk 19 when an ice pressure occurs against the force of the now outboard spring element 22 is displaceable. The spring element 22 relies on the case 5 and is charged when pressure of ice occurs on pressure. This also makes an advantageous ice crushing strength of the injector 1 guaranteed.

Das Federelement 17 und/oder 22 kann in seiner Ausgangsstellung bevorzugt vorgespannt sein, und zwar insbesondere derart, dass eine Verschiebung des Ventilkörpers 6 erst dann entsteht, wenn der Betriebsdruck der Einspritzvorrichtung 1 überschritten wird. Dies hat den Vorteil, dass während eines normalen Dosierbetriebs der Hub des Schließelements 10 unverändert bleibt. Dadurch wird das Öffnungs- und Schließverhalten der Einspritzvorrichtung 1 stabilisiert.The spring element 17 and or 22 may preferably be biased in its initial position, in particular such that a displacement of the valve body 6 only then arises when the operating pressure of the injector 1 is exceeded. This has the advantage that during a normal metering operation, the stroke of the closing element 10 remains unchanged. As a result, the opening and closing behavior of the injector 1 stabilized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1339956 B1 [0005]

Claims

Injection device ( 1 ) for a vehicle, in particular motor vehicle, with an actuatable valve device ( 2 ), one in a housing ( 5 ) attached valve body ( 6 ) with at least one valve opening ( 7 ) and at least one in the housing ( 5 ) movably mounted closing element ( 10 ) for releasing and closing the valve opening ( 7 ), with an actuatable actuator ( 3 ) for moving the closing element ( 10 ), and with at least one Eisdruckentspannseinrichtung ( 4 . 24 ), characterized in that the valve body ( 6 ) - viewed in the direction of flow - a spray perforated disk ( 19 ) located in the housing ( 5 ) slidably mounted in the flow direction and by a claimable on train spring element ( 22 ) fixed to the valve body ( 6 ) or with the housing ( 5 ) connected is.

Injection device according to claim 1, characterized in that the spring element ( 22 ) one-piece positive and / or material fit on the valve body ( 6 ) or the housing ( 5 ) is attached.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 22 ) at the other end positively and / or material fit on the spray perforated disk ( 19 ) is attached.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 22 ) is designed as a plate spring.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 22 ) as an annular elastomeric element ( 26 ) is trained.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spray perforated disk ( 19 ) through the housing ( 5 ) Is guided guided in the direction of flow.

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spray perforated disk ( 19 ) starting from a relaxed state of the spring element ( 22 ) through the housing ( 5 ) is guided / feasible so far that an at least 7%, in particular 10% volume increase due to freezing liquid in a through the spray perforated disk ( 19 ), the valve body ( 6 ) and the housing ( 5 ) formed chamber ( 23 ).

Injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the spray perforated disk ( 19 ) an actuatable locking device for locking the position of the spray perforated disc as required ( 19 ) in the housing ( 5 ) assigned.

Exhaust gas aftertreatment device for a motor vehicle, having a tank for storing and providing a liquid exhaust gas aftertreatment agent, with an injection device assigned to an exhaust pipe ( 1 ) and with a conveyor for conveying the liquid exhaust aftertreatment agent from the tank to the injection device ( 1 characterized by the formation of the injection device according to one of claims 1 to 8. Motor vehicle with an internal combustion engine and with a one of the

Internal combustion engine outgoing exhaust pipe having exhaust aftertreatment system, characterized by an exhaust aftertreatment device according to claim 9.