DE102016007121A1

DE102016007121A1 - Injector for reducing agent

Info

Publication number: DE102016007121A1
Application number: DE102016007121.4A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Malitsky
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: Woodward LOrange GmbH
Priority date: 2016-06-11
Filing date: 2016-06-11
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Injektor (1) für Reduktionsmittel, aufweisend: – ein Gehäuse (3) mit einer Düsenseite (5) zur Anordnung an einem Abgasstrang (7) und einer dazu entgegen gesetzten, düsenfernen Seite (9), – eine Aktuatorik (23), welche auf ein Ventilglied (41) des Injektors (1) zu dessen Hubsteuerung wirkt, – einen Ventilsitzkörper (43), welcher für ein düsenseitiges Ende (41a) des Ventilglieds (41) einen Ventilsitz (45) bildet, wobei – der Injektor (1) eingerichtet ist, den Ventilsitzkörper (43) mittels im Injektor (1) gefrierenden Reduktionsmittels in Richtung hin zur Düsenseite (5) und insoweit in einer Schließrichtung (A) des Ventilglieds (41) für eine Eisdruckkompensation zu verschieben.Injector (1) for reducing agent, comprising: - a housing (3) with a nozzle side (5) for placement on an exhaust line (7) and an opposite, nozzle-distant side (9), - an actuator (23), which on a valve member (41) of the injector (1) acts to lift the valve, - a valve seat body (43) which forms a valve seat (45) for a nozzle end (41a) of the valve member (41), wherein - the injector (1) is arranged is to move the valve seat body (43) by means of reducing agent in the injector (1) towards the nozzle side (5) and in that extent in a closing direction (A) of the valve member (41) for ice pressure compensation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor für Reduktionsmittel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere für ein Abgasnachbehandlungs-Dosiersystem.The present invention relates to an injector for reducing agent according to the preamble of claim 1, in particular for an exhaust aftertreatment metering system.

Gattungsgemäße Reduktionsmittelinjektoren sind dazu vorgesehen, Reduktionsmittel, zum Beispiel in Form von wässriger Harnstofflösung (HWL), an einen Abgasstrom zuzuführen, i. e. im Rahmen von Dosiersystemen zur Abgasnachbehandlung eingesetzt zu werden. Durch das in das Abgas eingedüste Reduktionsmittel können Schadstoffemissionen von Verbrennungskraftmaschinen auf an sich bekannte Weise umweltschonend reduziert werden.Generic Reduktionsmittelinjektoren are intended to reductant, for example in the form of aqueous urea solution (HWL) to supply to an exhaust gas stream, i. e. to be used in the context of dosing systems for exhaust aftertreatment. Due to the reducing agent injected into the exhaust gas, pollutant emissions from internal combustion engines can be reduced in an environmentally friendly manner in a manner known per se.

Problematisch im Zusammenhang mit der Verwendung von Reduktionsmitteln ist regelmäßig, dass diese im Injektor einfrieren können und denselben im Zuge der damit einhergehenden Volumenzunahme ggf. schädigen. Um dem vorzubeugen, wurde mit der Druckschrift DE 10 2012 021 664 A1 ein Injektor vorgeschlagen, welcher ein eisdruckbasiert verschiebliches Verschiebeelement aufweist, an welchem das Ventilglied angelagert ist. Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 10 2011 010 641 A1 ein Injektor der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem ein Ventil zur Eisdruckkompensation eisdruckbasiert verschiebbar ist.A problem associated with the use of reducing agents is regularly that they can freeze in the injector and possibly damage the same in the course of the associated increase in volume. To prevent this, was with the publication DE 10 2012 021 664 A1 an injector is proposed, which has an ice pressure-based displaceable sliding element, on which the valve member is attached. Furthermore, from the document DE 10 2011 010 641 A1 an injector of the type mentioned, in which a valve for Eisdruckkompensation is ice pressure based displaced.

Problematisch bei diesen bekannten Lösungen ist jedoch, dass die zur Eisdruckkompensation zu verschiebenden Baugruppen erhebliche Dimensionen aufweisen, welche einem Verkanten, Feststecken oder Verklemmen, d. h. einem Versagen zuträglich sind. Darüber hinaus werden an den bekannten Injektoren große Wirkflächen für eine Reduktionsmittel-Betriebsdruckeinleitung an den verschieblichen Elementen vorgesehen, die aber wiederum hohe Gegendruck-Federkräfte für die Gewähr der Positionstreue der verschieblichen Elemente im Normalbetrieb des Injektors erfordern. Derart ausgestaltet gehen diese Anordnungen also auch mit einem hohen baulichen Aufwand einher. Beachtlich ist daneben, dass diese bekannten Injektoren ferner hohen Anforderungen an die dort mit einer jeweiligen Verschiebung dynamisch beanspruchten Dichtelemente um jeweilige verschiebliche Elemente herum genügen müssen.The problem with these known solutions, however, is that the components to be displaced for ice pressure compensation have considerable dimensions, which are subject to jamming, sticking or jamming, ie. H. a failure are conducive. In addition, large effective surfaces for a reducing agent operating pressure introduction to the displaceable elements are provided on the known injectors, but in turn require high counter-pressure spring forces to ensure the positional stability of the displaceable elements during normal operation of the injector. So configured, these arrangements are also accompanied by a high structural complexity. It is noteworthy besides that these known injectors also have to meet high demands on the there with a respective displacement dynamically stressed sealing elements around respective slidable elements around.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektor bereitzustellen, welcher die Nachteile des Standes der Technik überwindet, verbesserte funktionale Zuverlässigkeit und unaufwändigere Herstellung gewährleistet.Based on this, the present invention has the object to provide an injector, which overcomes the disadvantages of the prior art, ensures improved functional reliability and less expensive production.

Diese Aufgabe wird durch einen Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an injector having the features of claim 1. Advantageous developments and embodiments are specified in the further claims.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Injektor für Reduktionsmittel, insbesondere für ein Reduktionsmittel-Dosiersystem, weiterhin insbesondere je eines Abgasnachbehandlungssystems. Der Injektor bzw. ein damit gebildetes Dosiersystem (bzw. ein damit gebildetes Abgasnachbehandlungssystem) kann im Rahmen der Erfindung insbesondere für einen Großmotor vorgesehen sein, zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs wie etwa einem Schiff, einer Lok oder einem Nutz- oder Sonderfahrzeug, oder zum Beispiel für eine stationäre Einrichtung vorgesehen sein, z. B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-)Stromaggregat, z. B. auch für Industrieanwendungen.According to the invention, an injector for reducing agent, in particular for a reducing agent metering system, is proposed, more particularly in each case for an exhaust aftertreatment system. In the context of the invention, the injector or a dosing system formed thereby (or an exhaust aftertreatment system formed therewith) can be provided in particular for a large engine, for example a motor vehicle such as a ship, a locomotive or a commercial or special vehicle, or for example a stationary device may be provided, for. B. for a combined heat and power plant, an (emergency) generator, z. B. also for industrial applications.

Der Injektor ist weiterhin insbesondere zur Verwendung mit Reduktionsmittel in Form von z. B. Wasser, wasserhaltigen Medien oder anderen Reduktionsmitteln zur Stickoxidreduktion vorgesehen, insbesondere zur Verwendung mit wässriger Harnstofflösung bzw. Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL), z. B. AdBlue^®, d. h. für eine Abgasnachbehandlung mit in einen Abgasstrang eingedüsten Reduktionsmittels. Das Reduktionsmittel wird hierbei insbesondere auch druckbeaufschlagt an den Injektor versorgt.The injector is further particularly for use with reducing agent in the form of z. As water, aqueous media or other reducing agents for nitrogen oxide reduction provided, in particular for use with aqueous urea solution or urea-water solution (HWL), z. B. AdBlue ^® , ie for an exhaust aftertreatment with injected into an exhaust line reducing agent. The reducing agent is in this case supplied in particular also pressurized to the injector.

Der Injektor umfasst ein Gehäuse, aufweisend eine düsennahe bzw. Düsenseite zur Anordnung an einem Abgasstrang und eine dazu entgegen gesetzte, düsenferne Seite. Bevorzugt kann das Gehäuse im Wesentlichen H-förmigen Querschnitt aufweisen, insbesondere eine obere bzw. düsenferne Kammer ausbilden und eine untere bzw. düsenseitige Kammer. Eine jeweilige Kammer kann weiterhin mit einem Deckelelement versehen sein, welches bevorzugt an dem Gehäuse festgelegt ist.The injector comprises a housing, comprising a nozzle-near or nozzle side for arrangement on an exhaust gas line and an opposite, nozzle-remote side. Preferably, the housing may have a substantially H-shaped cross section, in particular form an upper or nozzle-remote chamber and a lower or nozzle-side chamber. A respective chamber may further be provided with a lid member, which is preferably fixed to the housing.

Der Injektor umfasst weiterhin eine Aktuatorik, welche auf ein Ventilglied des Injektors zu dessen Hubsteuerung wirkt, d. h. auf das Ventilglied eines damit gebildeten Dosierventils des Injektors. Das Ventilglied ist hierbei insbesondere eine Ventilnadel, z. B. zapfenförmig oder bolzenförmig gebildet.The injector further comprises an actuator which acts on a valve member of the injector for its stroke control, d. H. on the valve member of a metering valve of the injector formed therewith. The valve member is in this case in particular a valve needle, z. B. peg-shaped or bolt-shaped.

Die Aktuatorik ist bevorzugt als Magnetaktuatorik ausgeführt, zum Beispiel mittels eines Magnetpakets, welches bestromungsabhängig mit einem Anker der Aktuatorik zusammenwirkt, das heißt als Hubaktor. Alternativ könnte die Aktuatorik zum Beispiel auch ein Piezoaktor sein oder eine davon verschiedene Aktuatorik.The actuator is preferably designed as Magnetaktuatorik, for example by means of a magnetic packet, which interacts with the energization dependent with an armature of the actuator, that is as Hubaktor. Alternatively, the actuator could be, for example, a piezoelectric actuator or a different actuator.

Bevorzugt ist die Aktuatorik in einer wie vorstehend erörterten, düsenfernen Kammer im Gehäuse aufgenommen (Aktuatorikraum), wobei sich das damit, insbesondere mit dem Anker, (wirk)verbundene Ventilglied weiterhin bevorzugt in die düsenseitige Kammer hinein erstreckt (Ventilraum), z. B. durch eine Öffnung in einer Trennwand der Kammern bzw. im Quersteg des H-förmigen Querschnitts.The actuator system is preferably accommodated in a housing, which is remote from the nozzle, in the housing (actuator chamber), the valve member (in particular) connected thereto, in particular with the armature, preferably continuing to extend into the nozzle-side chamber (valve chamber), e.g. B. by an opening in a partition wall of the chambers or in the transverse web of the H-shaped cross section.

Der Injektor weist weiterhin einen Ventilsitzkörper auf, welcher an einem düsenseitigen Ende des Ventilglieds, insbesondere für ein düsenseitiges Ende desselben, einen Ventilsitz bildet, d. h. für das Ventilglied. Bevorzugt ist der Ventilsitzkörper hierbei – in Richtung von der düsenfernen zur düsennahen Seite betrachtet – zwischen der düsenfernen Kammer und einer Düsenanordnung des Injektors angeordnet, z. B. einer Düsenkuppe, welche an der Düsenseite gebildet ist. Weiterhin bevorzugt sind das Ventilglied, der Ventilsitzkörper und die Düsenanordnung hierbei auch koaxial ausgerichet.The injector further comprises a valve seat body which forms a valve seat at a nozzle-side end of the valve member, in particular for a nozzle-side end thereof, d. H. for the valve member. Preferably, the valve seat body is in this case - viewed in the direction of the nozzle distant to the nozzle near side - between the nozzle distant chamber and a nozzle assembly of the injector, z. B. a nozzle tip, which is formed on the nozzle side. Further preferably, the valve member, the valve seat body and the nozzle assembly are also aligned coaxially.

Der Ventilsitzkörper kann zum Beispiel im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisen, wobei das Ventilglied vorzugsweise über einen Abschnitt, insbesondere mit einem düsenseitigen Endabschnitt, in den Ventilsitzkörper eintaucht, das heißt seitens einer düsenfernen Seite desselben. Insoweit ist der Ventilsitz vorzugsweise im Inneren des Ventilsitzkörpers gebildet, so dass das Ventilglied auch präzise im Ventilsitzkörper (gleit)führbar ist. Das mit Ventilsitz und Ventilglied gebildete Dosierventil ist weiterhin bevorzugt ein druckausgeglichenes Ventil, z. B. gebildet mit einem Ringraum um das düsenseitige Ende des Ventilglieds (benachbart zu dem Ventilsitz), in welchen über das Ventil auszudüsendes Reduktionsmittel einbringbar ist.The valve seat body may for example have a substantially cylindrical shape, wherein the valve member preferably via a portion, in particular with a nozzle-side end portion, immersed in the valve seat body, that is, on the part of a nozzle-remote side thereof. In that regard, the valve seat is preferably formed in the interior of the valve seat body, so that the valve member can also be precisely guided in the valve seat body (slide). The metering valve formed with valve seat and valve member is further preferably a pressure-balanced valve, for. B. formed with an annular space around the nozzle-side end of the valve member (adjacent to the valve seat), in which via the valve ausudüsendes reducing agent can be introduced.

Bevorzugt ist der Ventilsitzkörper in einer wie vorstehend erörterten, düsenseitigen Kammer des Gehäuses aufgenommen, und weiterhin – in einer Normalstellung – bevorzugt an die Trennwand zwischen den Kammern gedrängt, insbesondere mittels eines federelastischen Elements. Das federelastische Element, bevorzugt eine – den Ventilsitzkörper umgebende – Schraubendruckfeder, kann hierbei einerseits gegen den Ventilsitzkörper, z. B. eine Schulter desselben, und andererseits gegen ein düsenseitiges Deckelement der Kammer gedrängt am Injektor gefangen sein.The valve seat body is preferably accommodated in a nozzle-side chamber of the housing as discussed above, and furthermore-in a normal position-is preferably urged against the dividing wall between the chambers, in particular by means of a spring-elastic element. The spring-elastic element, preferably a - the valve seat body surrounding - helical compression spring, this case on the one hand against the valve seat body, z. As a shoulder thereof, and on the other hand be trapped against a nozzle-side cover member of the chamber urged on the injector.

Der derart bereitgestellte, insbesondere robust und unaufwändig ausbildbare, Injektor ist weiterhin eingerichtet, den Ventilsitzkörper mittels im Injektor gefrierenden Reduktionsmittels, das heißt eisdruckbasiert bzw. im Zuge eines Eisdruckaufbaus, insoweit insbesondere auch eisdruckgesteuert, hin zur bzw. in Richtung hin zur Düsenseite und insofern in einer Schließrichtung des Ventilglieds für eine Eisdruckkompensation zu verschieben.The thus provided, in particular robust and inexpensive formable, injector is further configured, the valve seat body by means of freezing in the injector reducing agent, ie ice pressure based or in the course of Eisdruckaufbaus, insofar in particular also ice pressure controlled, towards or in the direction of the nozzle side and thus in to shift a closing direction of the valve member for an ice pressure compensation.

Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, im Rahmen einer Eisdruckkompensation die Anzahl und Größe der zu verschiebenden Baugruppen im Injektor vorteilhaft klein zu halten, insbesondere als – im Gegensatz zum Stand der Technik – im Rahmen der Eisdruckkompensation keine eisdruckbasierte Kraft für eine Verschiebung des Ventilglieds und insbesondere eine damit verbundene Aktuatorik aufgewendet werden muss. Infolge der erfindungsgemäßen Lösung, welche zuvorderst nur die eisdruckbasierte Verschiebung des Ventilsitzkörpers (ggf. mit daran angeordneter, kleinteiliger Düsenkuppe) in Schließrichtung vorsieht, müssen vorbenannte Baugruppen für eine Eisdruckkompensation vorteilhaft nicht eisdruckbasiert mitverschoben werden, insoweit auch nicht gegen eine regelmäßig anliegende Schließkraft am Ventilglied. Folglich können die für eine Verschiebung eisdruckzubeaufschlagenden Wirkflächen äußerst klein gehalten werden. Hieraus resultierend können wiederum die Federlasten für die Einnahme einer normalen Betriebsstellung bzw. Normalstellung, welche auf den zu verschiebenden Ventilsitzkörper wirken müssen, gering gehalten und somit vorteilhaft klein dimensionierte Federn verwendet werden.This advantageously makes it possible to advantageously keep the number and size of the components to be displaced in the injector within the scope of ice pressure compensation, in particular, as opposed to the prior art, no ice-pressure-based force for displacement of the valve member and especially one within the scope of ice pressure compensation associated actuator technology must be spent. As a result of the solution according to the invention, which vorstehr only the ice pressure-based displacement of the valve seat body (possibly with arranged thereon, small-sized nozzle tip) in the closing direction, aforementioned assemblies for Eisdruckkompensation advantageously not be displaced ice pressure based, so far not against a regularly applied closing force on the valve member. As a result, the effective surfaces to be coated with ice for displacement can be kept extremely small. As a result, in turn, the spring loads for the assumption of a normal operating position or normal position, which must act on the valve seat body to be moved, kept low and thus advantageously small-sized springs are used.

Insbesondere bei Anordnung des Ventilsitzkörpers an der Düsenseite des Injektors kann z. B. weiterhin bewirkt werden, dass das Reduktionsmittel unmittelbar bzw. auf kurzem Weg aus dem Injektor bei einem Auftauen auch austropfen kann.In particular, in the arrangement of the valve seat body on the nozzle side of the injector z. B. continue to be effected that the reducing agent can also drip directly or on a short way from the injector in a thawing.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des Injektors ist der Ventilsitzkörper in einem Aufnahmeelement im Injektor aufgenommen, insbesondere entgegen einer Vorspannkraft (insbesondere durch das federelastische Element) aus der Normalstellung (eisfreien Betriebsstellung) hin zur Düsenseite eisdruckbasiert verschieblich, d. h. in der Schließrichtung des Ventilglieds. Das Aufnahmeelement kann zum Beispiel ringförmig bzw. hülsenförmig gestaltet sein, wobei das Aufnahmeelement den Ventilsitzkörper bevorzugt auch über einen Abschnitt führt, insbesondere an einem düsenfernen Endabschnitt. Bevorzugt ist eine solche Führung eine Gleitführung, im Rahmen derer dem Ventilsitzkörper die Verschieblichkeit in der Schließrichtung der Ventilnadel (und für eine Rückstellung dazu entgegen gesetzt) zugestanden ist, d. h. eine Hubverschieblichkeit, insbesondere axial.In preferred embodiments of the injector, the valve seat body is received in a receiving element in the injector, in particular against a biasing force (in particular by the resilient element) from the normal position (ice-free operating position) towards the nozzle side ice pressure-based displaceable, d. H. in the closing direction of the valve member. The receiving element may be designed, for example, annular or sleeve-shaped, wherein the receiving element preferably also guides the valve seat body over a section, in particular at a nozzle-distal end section. Preferably, such a guide is a sliding guide, in the context of which the valve seat body is the displaceability in the closing direction of the valve needle (and set for a provision to oppose), d. H. a Hubverschieblichkeit, in particular axially.

Das Aufnahmeelement ist bevorzugt ebenfalls in der wie oben erörterten düsenseitigen Kammer im Gehäuse aufgenommen, das heißt den Ventilsitzkörper bevorzugt umgebend. Vorzugsweise ist auch das Aufnahmeelement mittels der düsenseitigen Deckelung dieser Kammer festgelegt. In diesem Kontext ist jedoch auch denkbar, ein Aufnahmeelement der vorgenannten Art integral mit dem Injektorgehäuse zu bilden.The receiving element is preferably also accommodated in the housing, as discussed above, in the housing, that is, preferably surrounding the valve seat body. Preferably, the receiving element is fixed by means of the nozzle-side capping of this chamber. In this context, however, it is also conceivable to form a receiving element of the aforementioned type integral with the injector.

Insbesondere mit solchen Ausgestaltungen, welche von einem Aufnahmeelement Gebrauch machen, ist der Injektor weiterhin bevorzugt eingerichtet, eine Verschiebung des Ventilsitzkörpers aus der Normalstellung (eisdruckfrei) in Richtung hin zur Düsenseite durch Aufbau von Eisdruck in einer Kammer bzw. einem Reduktionsmittelvolumen zwischen dem Aufnahmeelement und dem Ventilsitzkörper zu bewirken (wobei das so gebildete Reduktionsmittelvolumen mit Verschiebung insbesondere bevorzugt auch geöffnet werden kann). Hierbei bilden bzw. definieren insoweit bevorzugt die Außenwandung des Ventilsitzkörpers und die Innenwandung des Aufnahmeelements gemeinsam das Reduktionsmittelvolumen.In particular, with such embodiments, which make use of a receiving element, the injector is further preferably arranged, a displacement of the valve seat body of the Normal position (free of ice pressure) in the direction of the nozzle side by establishing ice pressure in a chamber or a reducing agent volume between the receiving element and the valve seat body to effect (wherein the thus formed reducing agent volume with displacement particularly preferably can also be opened). In this respect, the outer wall of the valve seat body and the inner wall of the receiving element jointly form or define the reducing agent volume together.

Zur Ausbildung eines solchen Reduktionsmittelvolumens, welches bevorzugt ein Ringraum bzw. eine Ringkammer um den Ventilsitzkörper ist (allgemein aber auch ein Raum sein kann, welcher den Ventilsitzkörper zumindest teilweise umgibt), kann die Innenwandung des Aufnahmeelements geeignet profiliert sein, insbesondere – in Richtung von der düsenfernen hin zur Düsenseite betrachtet – querschnittsaufweitend gestuft sein, insbesondere zweistufig profiliert sein. Im Anschluss an einen querschnittsengeren (düsenferneren) Führungsabschnitt der Innenwandung, welcher gegen die Außenwandung des Ventilsitzkörpers diesen führend anliegt, kann eine erste Stufenfläche gebildet sein, deren düsenseitige Kante gegen eine Auskragung bzw. Schulter(ring)fläche des Ventilsitzkörpers wirkt, welche bevorzugt eine zur Düsenseite abgewinkelte Schrägfläche ist.To form such a reducing agent volume, which is preferably an annular space or an annular chamber around the valve seat body (but may also generally be a space which at least partially surrounds the valve seat body), the inner wall of the receiving element can be suitably profiled, in particular - in the direction of the Viewed nozzle-side towards the nozzle side - be stepped cross-sectional widening, in particular be profiled in two stages. Subsequent to a cross-section narrower (nozzle-distant) guide portion of the inner wall, which against the outer wall of the valve seat body this leader, a first step surface may be formed whose nozzle-side edge against a projection or shoulder (ring) surface of the valve seat body acts, which preferably a to Nozzle side angled inclined surface is.

Hierbei kann ein Volumen umschlossen werden, welches insbesondere das vorbezeichnete Reduktionsmittelvolumen bildet, wobei die Schulterfläche und die Kante bevorzugt einen Dichtsitz bilden (d. h. in Normalstellung). Eingerichtet ist der Injektor hierbei insbesondere so, dass mit Verschiebung des Ventilsitzkörpers in Richtung hin zur Düsenseite, das heißt infolge zunehmenden Eisdrucks in dem Reduktionsmittelvolumen, die Kante von der Schulterfläche entfernt wird, so dass das Reduktionsmittelvolumen volumenvergrößert wird und insbesondere hierbei auch öffnet.In this case, a volume can be enclosed, which in particular forms the aforementioned volume of reducing agent, wherein the shoulder surface and the edge preferably form a sealing seat (that is to say in the normal position). In this case, the injector is set up in particular such that with displacement of the valve seat body in the direction of the nozzle side, that is to say as a result of increasing ice pressure in the reducing agent volume, the edge is removed from the shoulder surface, so that the volume of reducing agent is increased in volume and in particular also opens in this case.

Hierbei kann mittels der zweistufigen Profilierung erzielt werden, dass das sich öffnende Reduktionsmittelvolumen in der Folge mit einem Kompensationsvolumen in Kommunikation gebracht wird, welches zwischen einem düsenseitigen, weitesten Innenquerschnitt des Aufnahmeelements und dem Ventilsitzkörper bildbar ist (wobei der weiteste Innenquerschnitt bevorzugt mittels einer zweiten Stufenfläche gebildet ist, welche nochmals eine Aufweitung des Innenquerschnitts bewirkt). Somit kann bereits mit geringfügiger Verschiebung des Ventilsitzkörpers ein großvolumiges Kompensationsvolumen bereitgestellt bzw. in Kommunikation mit dem geöffneten Reduktionsmittelvolumen geschaltet werden werden, so dass vorteilhaft auch die Gefahr einer Zerstörung infolge einer Vereisung zu langer Leitungswege vermieden ist.In this case, it can be achieved by means of the two-stage profiling that the opening reducing agent volume is brought into communication with a compensation volume which can be formed between a nozzle-side, widest internal cross-section of the receiving element and the valve seat body (wherein the widest internal cross-section is preferably formed by means of a second step surface is, which again causes a widening of the inner cross section). Thus, even with slight displacement of the valve seat body, a large-volume compensation volume can be provided or switched in communication with the opened reducing agent volume, so that advantageously the risk of destruction due to icing to long conduction paths is avoided.

Das Kompensationsvolumen ist insoweit bevorzugt düsenseitig um den Ventilsitzkörper herum gebildet, d. h. z. B. ebenfalls als Ringvolumen, wobei vorgesehen ist, dass das Kompensationsvolumen via wenigstens eine düsenseitige Öffnung (im Deckelement) auch ein Austropfen von Reduktionsmittel aus demselben an der Düsenseite ermöglicht, das heißt insbesondere nach einem Auftauen.The compensation volume is so far preferably formed on the nozzle side around the valve seat body around, d. H. z. B. also as an annular volume, wherein it is provided that the compensation volume via at least one nozzle-side opening (in the cover element) also allows dripping of reducing agent from the same on the nozzle side, that is, in particular after thawing.

Vorgesehen ist allgemein, dass der Ringraum bzw. das Reduktionsmittelvolumen über eine Reduktionsmittelversorgungsleitung des Injektors anströmbar bzw. mit druckbeaufschlagtem Reduktionsmittel versorgbar ist, wobei weiterhin Ausgestaltungen bevorzugt werden, bei welchen ausgehend von dem Reduktionsmittelvolumen Reduktionsmittel weiterhin in den Ventilsitzkörper hinein führbar ist, das heißt zur Ausbringung über das Dosierventil. Bevorzugt wird hierbei – insoweit insbesondere stromauf des Ventilsitzes und stromab des Reduktionsmittelvolumens – eine weitere Kammer bzw. ein weiteres Reduktionsmittelvolumen, insbesondere wiederum als Ringvolumen, im Inneren des Ventilsitzkörpers gebildet (insbesondere um den sitzseitigen Endabschnitt des Ventilglieds; wie oben bereits erwähnt), welches ausgehend von dem Reduktionsmittelvolumen, bevorzugt über einen (radialen) Kanal bzw. Anstich, und insbesondere in Normalstellung mit Reduktionsmittel versorgbar ist. Das weitere Reduktionsmittelvolumen bzw. ein solcher Ringraum kann z. B. mittels einer umlaufenden Nut im Inneren des Ventilsitzkörpers gebildet sein.It is generally envisaged that the annular space or the reducing agent volume can be supplied via a reducing agent supply line of the injector or with pressurized reducing agent, further embodiments are preferred in which from the reducing agent volume reducing agent further into the valve seat body is feasible, that is for application via the dosing valve. In this connection, a chamber or a further volume of reducing agent, in particular in turn as ring volume, is preferably formed in the interior of the valve seat body (in particular around the seat-side end section of the valve member, as already mentioned above), which starts, in particular, upstream of the valve seat and downstream of the reducing agent volume of the reducing agent volume, preferably via a (radial) channel or piercing, and in particular in the normal position can be supplied with reducing agent. The further reducing agent volume or such an annular space can, for. B. be formed by means of a circumferential groove in the interior of the valve seat body.

Allgemein ist mit dem Injektor in vorteilhafter Weise auch vorgesehen, dass dieser so eingerichtet ist, dass das Ventilglied infolge einer eisdruckbasierten Verschiebung des Ventilsitzkörpers in Schließrichtung des Ventilglieds auch von dem Ventilsitz getrennt werden kann, d. h. ein Öffnen des (Dosier-)Ventils bewirkt wird, so dass gefrierendes Reduktionsmittel auch in ein Volumen stromab des Ventilsitzes eintreten kann, bevorzugt in einen Düsenraum stromab des Ventilsitzes. Hierdurch kann vorteilhaft erzielt werden, dass auch für das weitere Reduktionsmittelvolumen am Nadelsitz eine Entlastung durch Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Volumens, das heißt unter Hinzuziehung des stromabwärtigen Düsenraums, erfolgt.In general, it is also advantageously provided with the injector that it is arranged such that the valve member can also be separated from the valve seat as a result of an ice pressure-based displacement of the valve seat body in the closing direction of the valve member, ie. H. opening the (metering) valve is effected, so that freezing reducing agent can also enter a volume downstream of the valve seat, preferably in a nozzle chamber downstream of the valve seat. This can advantageously be achieved that also for the further reducing agent volume at the needle seat discharge by increasing the available volume, that is, with the involvement of the downstream nozzle chamber takes place.

Insoweit ist ein solcher Injektor auch eingerichtet, den Ventilsitzkörper (ggf. mit daran angeordneter Düsenkuppe) unabhängig von weiteren Ventilkomponenten eisdruckbasiert verschieben zu können, d. h. insbesondere nach einer Trennung von Ventilglied und Ventilsitz. Eine Trennung erfolgt hierbei insbesondere, sobald die Strecke der eisdruckbasierten Verschiebung des Ventilsitzkörpers den dem Ventilglied zugestandenen Maximalhub in Schließrichtung übersteigt.In that regard, such an injector is also adapted to be able to move the valve seat body (possibly with nozzle arranged thereon) irrespective of other valve components ice pressure based, d. H. in particular after a separation of valve member and valve seat. In this case, a separation takes place in particular as soon as the distance of the ice-pressure-based displacement of the valve seat body exceeds the maximum stroke granted to the valve member in the closing direction.

Angemerkt sei noch, dass der vorgeschlagene Injektor vorteilhaft frei von mit Verschiebung dynamisch beanspruchten, elastomeren Dichtungen, d. h. insoweit nahezu verschleißfrei, bereitstellbar ist. It should also be noted that the proposed injector can advantageously be provided free of dynamic elastomeric seals subjected to displacement, ie in this respect virtually free of wear.

Im Rahmen der Erfindung wird auch ein Dosiersystem für Reduktionsmittel vorgeschlagen, welches mindestens einen wie vorstehend erörterten Injektor für Reduktionsmittel aufweist.In the context of the invention, a metering system for reducing agent is also proposed which has at least one injector for reducing agent as discussed above.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features may be implemented individually for themselves or for a plurality of different combinations in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 exemplarisch und schematisch in einer Schnittansicht einen Injektor für Reduktionsmittel gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 1 exemplary and schematic in a sectional view of an injector for reducing agent according to a first preferred embodiment of the invention.

2 exemplarisch und schematisch in einer Schnittansicht den Injektor nach 1, wobei der Ventilsitzkörper eisdruckbasiert verschoben dargestellt ist. 2 exemplary and schematically in a sectional view of the injector 1 , wherein the valve seat body is shown displaced ice pressure based.

3 exemplarisch und schematisch wiederum in einer Schnittansicht einen Injektor für Reduktionsmittel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 3 by way of example and schematically again in a sectional view, an injector for reducing agent according to a second embodiment of the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

1 zeigt einen Injektor 1 für Reduktionsmittel mit einem Gehäuse 3, wobei das Gehäuse 3 bzw. auch der Injektor 1 eine düsennahe Seite bzw. Düsenseite 5 zur Anordnung an einem Abgasstrang 7 (einer Brennkraftmaschine) aufweist und dazu entgegen gesetzt, eine düsenferne Seite 9. Das Gehäuse 3 ist mit annähernd H-förmigem Querschnitt gebildet, das heißt eine düsenferne Kammer 11 ausbildend, eine Trennwand bzw. einen Quersteg 13 und eine düsennähere Kammer 15. Mittels jeweiliger Deckelelemente 17 bzw. 19 sind die Kammern 11 bzw. 15 weiterhin gedeckelt (wobei das Deckelement 19 ringförmig gebildet ist). 1 shows an injector 1 for reducing agent with a housing 3 , where the case 3 or also the injector 1 a nozzle-side or nozzle side 5 for arrangement on an exhaust gas line 7 (an internal combustion engine) and set against it, a nozzle-distant side 9 , The housing 3 is formed with an approximately H-shaped cross-section, that is, a nozzle-distant chamber 11 training, a partition or a crossbar 13 and a nozzle closer chamber 15 , By means of respective cover elements 17 respectively. 19 are the chambers 11 respectively. 15 continue to be capped (the cover element 19 is formed ring-shaped).

In der düsenferneren Kammer 11 (Aktuatorikraum) aufgenommen ist eine Aktuatorik 21 bzw. Hubaktuatorik des Injektors 1, welche als Magnetaktuatorik mittels eines bestrombaren Magnetpakets 23 sowie einem Anker 25 gebildet ist, welcher plattenförmiger Anker 25 an einem düsenseitigen Ende der Kammer 11 in einem Ankerraum 27 angeordnet ist. Um einen Strömungswiderstand jeweiliger Ankerhübe in dem – bei Injektorbetrieb reduktionsmittelbefüllten – Ankerraum 27 zu verringern, kann der Anker 25 wenigstens eine Axialbohrung 29 aufweisen. An einem düsenseitigen Ende der düsenferneren Kammer 11 kann weiterhin ein Dichtungs- und/oder Einstellelement 31a vorgesehen sein, ebenso wie ein Dichtelement (Ringdichtung) 31b am Deckel 17.In the nozzle-distant chamber 11 (Actuatorikraum) is added an actuator 21 or Hubaktuatorik the injector 1 , which as Magnetaktuatorik means of an energizable magnetic packet 23 as well as an anchor 25 is formed, which plate-shaped anchor 25 at a nozzle end of the chamber 11 in an anchor room 27 is arranged. To a flow resistance of respective armature strokes in the - in injector operation reducing agent-filled - armature space 27 can reduce the anchor 25 at least one axial bore 29 exhibit. At a nozzle-side end of the nozzle-distant chamber 11 can also be a sealing and / or adjustment 31a be provided, as well as a sealing element (ring seal) 31b on the lid 17 ,

Auf den Anker 25 wirkt ein Schließfederelement 33, insbesondere in Form einer Schraubendruckfeder, welches das Magnetpaket 23 durchtritt und welches mittels eines Gewindestifts 35 in einer sich ebenfalls durch das Magnetpaket 23 erstreckenden Anschlagschraube 37 festgelegt ist. Mit der Anschlagschraube 37 im Wirkverbund ist weiterhin ein dichtendes Hülsenelement 39 im Magnetpaket 23 aufgenommen. Bei Bestromung des Magnetpakets 23 wird der Anker 25 in Richtung zur düsenfernen Seite 9 angezogen, bei Wegfall der Bestromung wird der Anker 25 über das Schließfederelement 33 in Richtung zur düsennahen Seite 5 gedrängt.On the anchor 25 acts a closing spring element 33 , in particular in the form of a helical compression spring, which the magnetic package 23 passes through and which by means of a threaded pin 35 in a likewise through the magnetic package 23 extending stop screw 37 is fixed. With the stop screw 37 in the active composite is still a sealing sleeve element 39 in the magnetic package 23 added. When the magnet package is energized 23 becomes the anchor 25 in the direction of the nozzle-distant side 9 energized, when power is removed, the armature 25 over the closing spring element 33 towards the near-jet side 5 crowded.

Mit dem Anker 25 verbunden und insoweit über die Magnetaktuatorik 21 (axial) hubsteuerbar ist ein Ventilglied 41 eines Dosierventils des Injektors 1, welches Ventilglied 41 als Ventilnadel bereitgestellt ist, vorliegend zum Beispiel zapfenförmig. Das Ventilglied 41 durchtritt hierbei die Trennwand 13 der Kammern 11, 15 bzw. den Quersteg des Gehäuses 3, wobei es sich vom düsenseitigen Ende der düsenfernen Kammer 11 in die düsenseitige Kammer 15 (Ventilraum) hinein erstreckt, das heißt in etwa bis zur Mitte der Kammer 15.With the anchor 25 connected and so far on the Magnetaktuatorik 21 (Axially) Hubsteuerbar is a valve member 41 a metering valve of the injector 1 , which valve member 41 is provided as a valve needle, in this case, for example, peg-shaped. The valve member 41 passes through the partition 13 of the chambers 11 . 15 or the crosspiece of the housing 3 being from the nozzle-side end of the nozzle-distant chamber 11 in the nozzle-side chamber 15 (Valve space) extends into, that is, approximately to the middle of the chamber 15 ,

Wie 1 auch veranschaulicht, umfasst der Injektor 1 ferner einen Ventilsitzkörper 43, welcher im Wesentlichen rundhülsenförmig oder rohrabschnittsförmig gebildet ist und welcher für ein düsenseitiges Ende 41a des Ventilglieds 41, vorliegend ein verrundetes Ende, einen Ventilsitz 45 bildet, d. h. einen Ventilsitz 45 eines mittels des Ventilsitzes 45 und der Ventilnadel 41 bzw. deren Ende 41a gebildeten Dosierventils des Injektors 1. Der Ventilsitzkörper 43 ist in der düsenseitigen Kammer 15 aufgenommen.As 1 Also illustrated, the injector includes 1 further a valve seat body 43 , which is formed substantially round sleeve-shaped or pipe-section-shaped and which for a nozzle-side end 41a of the valve member 41 , in this case a rounded end, a valve seat 45 forms, ie a valve seat 45 one by means of the valve seat 45 and the valve needle 41 or their end 41a formed metering valve of the injector 1 , The valve seat body 43 is in the nozzle-side chamber 15 added.

Der Ventilsitzkörper 43 ist in Hubrichtung des Ventilglieds 41 mit einer Durchgangsöffnung 47 bzw. (Stufen-)Bohrung versehen, welche – zur Ausbildung des Ventilsitzes 45 – von einem düsenfernen Ende des Ventilsitzkörpers 43 bis hin zu einem längsmittleren Bereich desselben einen ersten Abschnitt 47a mit einer größeren Weite aufweist und nachfolgend bis hin zu dem düsennahen Ende einen zweiten Abschnitt 47b demgegenüber kleinerer Weite.The valve seat body 43 is in the stroke direction of the valve member 41 with a passage opening 47 or provided (step) bore, which - to form the valve seat 45 - From a nozzle remote end of the valve seat body 43 to a longitudinally central portion thereof a first portion 47a having a larger width and subsequently to the nozzle near end a second section 47b In contrast, smaller width.

Der erste Abschnitt 47a, in welchen das Ventilglied 41 von der düsenfernen Seite eintaucht, ist bereitgestellt, das Ventilglied 41 zu führen, d. h. im Rahmen einer Gleitführung. Hierbei ist der Ventilsitz 45 für das Ventilglied 41 am Übergang vom ersten 47a zum zweiten 47b Abschnitt gebildet, d. h. derart, dass der Ventilsitz 45 und der düsenseitige Endabschnitt 41a des Ventilglieds 41 einen Dichtsitz (mit einer Dichtkante oder Dichtlinie) in dem längsmittleren Bereich des Ventilsitzkörpers 43 bilden können. The first paragraph 47a into which the valve member 41 is immersed from the nozzle-distant side, is provided, the valve member 41 to lead, ie in the context of a sliding guide. Here is the valve seat 45 for the valve member 41 at the transition from the first 47a second 47b Section formed, ie, such that the valve seat 45 and the nozzle-side end portion 41a of the valve member 41 a sealing seat (with a sealing edge or sealing line) in the longitudinally central region of the valve seat body 43 can form.

Der zweite Abschnitt 47b stromabwärts des Ventilsitzes 45 bildet weiterhin einen Düsenraum 49, welcher zu einer Düsenanordnung 51 des Injektors 1 führt, über welche Reduktionsmittel ausdüsbar ist, das heißt in Abhängigkeit der Hubstellung des Ventilglieds 41. Die Düsenanordnung 51 ist in einem Düsenkuppenelement 53 des Injektors 1 gebildet, welche Düsenkuppe 53 am Ventilsitzkörper 43 mit demselben verbunden angeordnet ist oder alternativ integral mit demselben gebildet sein kann, das heißt düsenseitig an demselben.The second section 47b downstream of the valve seat 45 continues to form a nozzle chamber 49 , which leads to a nozzle arrangement 51 of the injector 1 leads, via which reducing agent is ausdüsbar, that is, depending on the stroke position of the valve member 41 , The nozzle arrangement 51 is in a nozzle bowl element 53 of the injector 1 formed, which nozzle tip 53 on the valve seat body 43 is disposed connected to the same or alternatively may be formed integrally with the same, that is, the nozzle side on the same.

Der Ventilsitzkörper 43 ist weiterhin in einem Aufnahmeelement 55 aufgenommen, welches Aufnahmeelement 55 ebenfalls hülsenförmig bzw. als Durchgangshülse bereitgestellt ist und welches Aufnahmeelement 55 den Ventilsitzkörper 43 umgebend in der düsenseitigen Kammer 15 positionstreu festgelegt ist. An dem Aufnahmeelement 55 bzw. einem düsenfernen Innenwandabschnitt 57a desselben ist der Ventilsitzkörper 43 über einen Abschnitt, insbesondere einen düsenfernen Außenumfangsabschnitt, hubverschieblich geführt, wozu Ventilsitzkörper 43 und Innenwandung des Aufnahmeelements 55 über diese Abschnitte korrespondierende Querschnitte aufweisen.The valve seat body 43 is still in a receiving element 55 recorded, which receiving element 55 also sleeve-shaped or provided as a passage sleeve and which receiving element 55 the valve seat body 43 surrounding in the nozzle-side chamber 15 is determined positionally stable. On the receiving element 55 or a nozzle-distant inner wall section 57a the same is the valve seat body 43 via a section, in particular a nozzle-distal outer peripheral portion, guided displaceably, including valve seat body 43 and inner wall of the receiving element 55 have corresponding cross-sections over these sections.

Der Ventilsitzkörper 43 weist in einem längsmittleren Bereich ferner einen Ringkragen bzw. eine (Ring)Schulter 59 an seiner Außenseite auf, gegen welche ein federelastisches Element 61 seitens der Düsenseite wirkt, wobei das federelastische Element 61 eine Schraubendruckfeder ist, welche den Ventilsitzkörper 43 weiterhin an einem düsenseitigen Endabschnitt umgibt.The valve seat body 43 also has a ring collar or a (ring) shoulder in a longitudinally central area 59 on its outside, against which a spring-elastic element 61 From the nozzle side acts, with the resilient element 61 a helical compression spring is which the valve seat body 43 continues to surround at a nozzle-side end portion.

Die Schraubendruckfeder 61 ist hierbei einerseits zwischen dem Deckelelement 19 der düsenseitigen Kammer 15 und andererseits der Ringschulter 59 des Ventilsitzkörpers 43 gefangen, und drängt dabei den Ventilsitzkörper 43 mit dessen düsenfernen Ende in Anlage gegen die Trennwand 13 der Kammern 11, 15, d. h. derart, dass der Ventilsitzkörper 43 mittels der Schraubendruckfeder 61 und dem Aufnahmeelement 55 in eine Betriebs- bzw. Normalposition gedrängt ist (in welcher eine Reduktionsmittelvereisung am Injektor 1 insbesondere nicht vorherrscht).The helical compression spring 61 is here on the one hand between the cover element 19 the nozzle-side chamber 15 and on the other hand the ring shoulder 59 of the valve seat body 43 caught, while pushing the valve seat body 43 with its nozzle-distant end in abutment against the partition wall 13 of the chambers 11 . 15 ie, such that the valve seat body 43 by means of the helical compression spring 61 and the receiving element 55 is forced into an operating or normal position (in which a reducing agent icing on the injector 1 especially not prevails).

Wie 1 auch zeigt, ist zumindest ein Reduktionsmitteleinlass 63 an dem Gehäuse 3 gebildet, ausgehend von welchem sich wenigstens ein Reduktionsmittelkanal 65 (als Bohrung) durch die Gehäusewand 67 und die Wand 69 des Aufnahmeelements 55 erstreckt, das heißt vorliegend insbesondere radial. Zwischen Gehäusewand 67 und Aufnahmeelement 55 kann um den Einlass 63 eine statische Dichtung 71 gebildet sein, z. B. mittels elastomerer O-Ringe. Über den Reduktionsmittelkanal 65 kann ein insbesondere umschlossenes Reduktionsmittelvolumen 73 – mit Bezug auf den Ventilsitzkörper 43 äußeres Reduktionsmittelvolumen 73 – angeströmt werden, welches Reduktionsmittelvolumen 73 je am längsmittleren Bereich derselben zwischen der Außenwandung des Ventilsitzkörpers 43 und der Innenwandung 57 des Aufnahmeelements 55 gebildet ist.As 1 also shows is at least one reductant inlet 63 on the housing 3 formed, starting from which at least one reducing agent channel 65 (as a bore) through the housing wall 67 and the wall 69 of the receiving element 55 extends, that is in the present case in particular radially. Between housing wall 67 and receiving element 55 can be around the inlet 63 a static seal 71 be formed, for. B. by means of elastomeric O-rings. About the reducing agent channel 65 may be a particular enclosed volume of reducing agent 73 With respect to the valve seat body 43 outer reductant volume 73 - Be flowed, which reducing agent volume 73 depending on the longitudinally central region thereof between the outer wall of the valve seat body 43 and the inner wall 57 of the receiving element 55 is formed.

Zur Bildung des Reduktionsmittelvolumens 73 ist die Innenwandung 57 des Aufnahmeelements 55 gestuft profiliert, das heißt derart, dass dem düsenfernen, führenden Abschnitt 57a in Richtung hin zur Düsenseite 5 folgend der Innenquerschnitt des Aufnahmeelements 55 vergrößert ist, wobei die Länge der hierbei geschaffenen Stufenfläche 57b so bemessen ist, dass an einer düsenseitigen Kante 75 derselben eine Anlage einer düsenfernen Schulterfläche 59a der Schulter 59 des Ventilsitzkörpers 43 in der Normalstellung ermöglicht ist. Hierbei wird an der Schulterfläche 59a ein (vorteilhaft klein dimensionierter) (Schräg-)Flächenabschnitt 59b abgeteilt, welcher für eine Druckkrafteinleitung im Zuge einer Beaufschlagung des Reduktionsmittelvolumens 73 mit Reduktionsmittel und insoweit auch seitens gefrierenden Reduktionsmittels zur Verfügung steht.For the formation of the reducing agent volume 73 is the inner wall 57 of the receiving element 55 profiled profiled, that is, such that the nozzle-distant, leading section 57a towards the nozzle side 5 following the inner cross section of the receiving element 55 is increased, wherein the length of the step surface created thereby 57b is sized so that on a nozzle-side edge 75 same an attachment of a nozzle-distant shoulder surface 59a the shoulder 59 of the valve seat body 43 in the normal position is possible. This is done on the shoulder surface 59a a (advantageously small dimensioned) (oblique) surface section 59b divided, which for a pressure force introduction in the course of an admission of the reducing agent volume 73 with reducing agent and in this respect also on the part of freezing reducing agent is available.

Weiterhin in Richtung zur Düsenseite 5 ist die Innenwandung 57 des Aufnahmeelements 55 der Kante 75 nachfolgend nochmals im Querschnitt aufgeweitet, Bz. 57c, (über die radialen Abmessungen der Schulter 59 hinaus, d. h. so, dass zwischen der radialen Schulterendfläche und dem Innenwandabschnitt 57c ein Freiraum verbleibt, Bz. 59c), so dass der Ventilsitzkörper 43 – gegen die Federkraft des federelastischen Elements 61 – ungehindert in Richtung zur Düsenseite 5 verschieblich ist.Continue towards the nozzle side 5 is the inner wall 57 of the receiving element 55 the edge 75 subsequently widened again in cross-section, Bz. 57c , (about the radial dimensions of the shoulder 59 in addition, ie, so that between the radial Schulterendfläche and the inner wall portion 57c a free space remains, Bz. 59c ), so that the valve seat body 43 - against the spring force of the elastic element 61 - unhindered towards the nozzle side 5 is displaceable.

Aus dem derart gebildeten, in Normalstellung umschlossenen Reduktionsmittelvolumen 73 führt weiterhin wenigstens ein (radialer) Kanal 77 bzw. ein Anstich in das Innere des Ventilsitzkörpers 43, insbesondere unmittelbar stromauf des Ventilsitzes 45, in welchem Bereich ein weiteres, mit Bezug auf den Ventilsitzkörper 43 inneres, Reduktionsmittelvolumen 79, insbesondere wiederum in Form eines Ringraumes (um das düsenseitigen Ende der Ventilnadel 41), gebildet ist. Aus diesem zweiten Kammervolumen 79 kann Reduktionsmittel mit Abheben der Ventilnadel 41 vom Ventilsitz 45 (im Normalbetrieb bei Öffnungshub (infolge Bestromung des Magnetpakets); in Richtung hin zur düsenfernen Seite) in den stromabwärtigen Düsenraum 49, mithin zur Düsenanordnung 51, für ein Ausdüsen abströmen.From the thus formed, enclosed in normal position reducing agent volume 73 continues to lead at least one (radial) channel 77 or a puncture into the interior of the valve seat body 43 , in particular immediately upstream of the valve seat 45 in which area another, with respect to the valve seat body 43 inner, reducing agent volume 79 , in particular again in the form of an annular space (around the nozzle-side end of the valve needle 41 ) is formed. For this second chamber volume 79 can reducing agent with lifting the valve needle 41 from the valve seat 45 (in normal operation during opening stroke (due to energization of the magnet package); toward the nozzle distal side) into the downstream nozzle space 49 , hence the nozzle arrangement 51 , for a discharge outflow.

Das Dosierventil ist hierbei insbesondere druckausgeglichen gebildet, so dass nur geringe Schließkräfte mittels der Schließfeder 33 für die zuverlässige Einnahme der Schließstellung des Ventilglieds 41 erzeugt werden müssen.The metering valve is in this case formed in particular pressure-balanced, so that only small closing forces by means of the closing spring 33 for the reliable taking of the closed position of the valve member 41 must be generated.

Der derart ausgestaltete Injektor 1 ist befähigt bzw. eingerichtet, für eine Eisdruckkompensation den Ventilsitzkörper 43 – mittels im Injektor 1 gefrierenden Reduktionsmittels – hin zur bzw. in Richtung hin zur Düsenseite 5 und insoweit in einer Schließrichtung A des Ventilglieds 41 zu verschieben. Hierauf wird nachfolgend näher eingegangen.The thus configured injector 1 is capable or equipped for a Eisdruckkompensation the valve seat body 43 - by means of the injector 1 freezing reductant - towards or towards the nozzle side 5 and insofar in a closing direction A of the valve member 41 to move. This will be discussed in more detail below.

Mit einem Einfrieren von Reduktionsmittel baut sich zunehmend Eisdruck im äußeren Reduktionsmittelvolumen 73 auf (welches bei Betrieb des Injektors 1 zusammen mit dem inneren Reduktionsmittelvolumen 79 auch eine effektive Kühlung bewirken kann). Infolge des Eisdrucks wirkt eine Druckkraft auf die Schrägfläche bzw. Schulterfläche 59b innerhalb des Reduktionsmittelvolumens 73 und bewirkt ein Ausweichen bzw. eine Verschiebung des Ventilsitzkörpers 43 – entgegen der Kraft des federelastischen Elements 61 – in Schließrichtung A des Ventilglieds 41 bzw. hin zur Düsenseite 5. Mit Einsetzen der Verschiebung öffnet hierbei das Reduktionsmittelvolumen 73, das heißt mit Trennung der Schulterfläche 59a von der Kante 75, so dass eine Kommunikation mit einem (vorteilhaft großvolumigen) Kompensationsvolumen 81 ermöglicht wird. Das gefrierende Reduktionsmittel kann sich somit, einhergehend mit einer Volumenvergrößerung desselben, in das Kompensationsvolumen 81 hinein ausdehnen, das heißt seitens der Schulterfläche 59a (über den Freiraum 59c). Das Kompensationsvolumen 81 ist hierbei zwischen dem querschnittsweitesten Innenwandungsabschnitt 57c und dem düsenseitigen Endabschnitt des Ventilsitzkörpers 43 gebildet.With a freezing of reducing agent, ice pressure builds up increasingly in the outer volume of reducing agent 73 on (which during operation of the injector 1 together with the internal volume of reducing agent 79 can also cause effective cooling). As a result of the ice pressure acts a compressive force on the inclined surface or shoulder surface 59b within the volume of reducing agent 73 and causes a deflection or a displacement of the valve seat body 43 - against the force of the elastic element 61 - In the closing direction A of the valve member 41 or to the nozzle side 5 , With the onset of the shift, the volume of reducing agent opens 73 that is with separation of the shoulder surface 59a from the edge 75 , so that communication with a (advantageously large volume) compensation volume 81 is possible. The freezing reducing agent can thus, together with an increase in volume of the same, in the compensation volume 81 expand into it, that is on the part of the shoulder surface 59a (over the free space 59c ). The compensation volume 81 is here between the cross-section-wide inner wall section 57c and the nozzle-side end portion of the valve seat body 43 educated.

2 zeigt nunmehr einen solchen Zustand, bei welchem der Ventilsitzkörper 43 in Schließrichtung A des Ventilglieds 41 in Richtung hin zur Düsenseite 5 verschoben ist. 2 shows now such a state in which the valve seat body 43 in the closing direction A of the valve member 41 towards the nozzle side 5 is moved.

Mit zunehmender Verschiebung des Ventilsitzkörpers 43 hin zur Düsenseite 5 – infolge weiter gesteigerten Eisdrucks – kann sodann auch eine Trennung des Ventilglieds 41 von dem Ventilsitz 45 erfolgen (nicht dargestellt), das heißt wenn der Anker 25 am düsenseitigen Ende des Ankerraums 27 in Anschlag gerät, mithin der maximale Hubweg der Ventilnadel 41 in Schließrichtung A erreicht ist. Trennt sich das Ventilglied 41 von dem Sitz 45 in dem Ventilsitzkörper 43, wird dem expandierenden Eis somit ermöglicht, seitens des inneren Reduktionsmittelvolumens 79 auch in den Düsenraum 49 hinein vorzudringen. Somit ist auch wirkungsvoll vermieden, dass Eisdruckschäden im Inneren des Ventilsitzkörpers 43 bzw. damit verbundener Kriechpfade auftreten. Vorteilhaft benötigt der aufgezeigte Injektor 1 mit dieser Ausgestaltung auch keinerlei mit der Verschiebung dynamisch beanspruchte Elastomerdichtungen.With increasing displacement of the valve seat body 43 towards the nozzle side 5 - Due to further increased ice pressure - can then also a separation of the valve member 41 from the valve seat 45 take place (not shown), that is, when the anchor 25 at the nozzle end of the anchor space 27 comes into abutment, thus the maximum stroke of the valve needle 41 is reached in the closing direction A. Separates the valve member 41 from the seat 45 in the valve seat body 43 Thus, the expanding ice is made possible by the internal volume of reducing agent 79 also in the nozzle room 49 to penetrate into it. Thus, it is also effectively avoided that Eisdruckschäden inside the valve seat body 43 or associated creep paths occur. Advantageously, the indicated injector needed 1 with this embodiment, no dynamic stress with the displacement elastomere seals.

Taut das gefrorene Reduktionsmittel im Kompensationsraum 81 oder im Düsenvolumen 49 auf, kann dasselbe auf einfache Weise schwerkraftunterstützt austropfen, d. h. durch die (Spalt-)Öffnung 83 zwischen dem Deckelelement 19 und der Düsenkuppe oder über die Düsenanordnung 51.Thaw the frozen reductant in the compensation room 81 or in the nozzle volume 49 on, the same can easily drip gravity assisted, ie through the (gap) opening 83 between the lid member 19 and the nozzle tip or via the nozzle assembly 51 ,

3 zeigt nunmehr eine weitere mögliche Ausgestaltung des Injektors 1, bei welchem der Ventilsitzkörper 43 auch unabhängig von einer Düsenkuppe 53 verschiebbar ist bzw. davon getrennt ist. Bei der Ausgestaltung ist im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 1 und 2 vorgesehen, die Düsenkuppe 53 bzw. Düsenanordnung 51 in die düsenseitige Deckelplatte 19 zu integrieren. Für ein Abtropfen aus dem Kompensationsraum 81 kann dabei eine (Durchgangs-)Öffnung 83 in Form zum Beispiel einer Bohrung vorgesehen sein. 3 now shows a further possible embodiment of the injector 1 in which the valve seat body 43 also independent of a nozzle tip 53 is displaceable or separated from it. In the embodiment, in contrast to the embodiment according to 1 and 2 provided, the nozzle tip 53 or nozzle arrangement 51 in the nozzle-side cover plate 19 to integrate. For dripping out of the compensation chamber 81 can thereby a (through) opening 83 be provided in the form of, for example, a bore.

Weiterhin im Unterschied ist das elastische Gegendruck-Federelement 61 hierbei zwischen einem düsenseitigen Ende des Ventilsitzkörpers 43 als auch dem düsenfernen Ende des Deckelelements 19 gefangen. Zur Bereitstellung eines großen Kompensationsvolumens 81 kann hierbei vorgesehen werden, den Ventilsitzkörper 43 düsenseitig relativ kurz bzw. verkürzt auszubilden, so dass ein relativ längerer Abstand vom Deckelelement 19, mithin ein größeres Kompensationsvolumen 81, erzielbar ist.Furthermore, in contrast, the elastic counter-pressure spring element 61 in this case between a nozzle-side end of the valve seat body 43 as well as the nozzle distant end of the lid member 19 captured. To provide a large compensation volume 81 can be provided here, the valve seat body 43 nozzle side relatively short or shortened form, so that a relatively longer distance from the cover element 19 , hence a larger compensation volume 81 , is achievable.

Zur Führung des Reduktionsmittels an die Düsenanordnung 51 und weiterhin zur Bildung des dem Ventilsitz 45 nachgeordneten Düsenvolumens 49 kann weiterhin im Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein, eine Rohrkanal-Verbindung 85 zu schaffen, welche vom Ventilsitzkörper 43 in die Bohrung 87 der Düsenkuppe 53 reicht. Hierfür kann ein Rohrstück in der Düsenkuppe 53 aufgenommen bzw. festgelegt sein, welches sich andernends in den engeren Bohrungsabschnitt 47b des Ventilsitzkörpers 43 erstreckt, das heißt relativ verschieblich und weiterhin von der Düsenseite, und eine Führung desselben daran bewirken kann.For guiding the reducing agent to the nozzle arrangement 51 and continue to form the valve seat 45 downstream nozzle volume 49 can continue to be provided in contrast to the previously described embodiments, a pipe channel connection 85 to create which of the valve seat body 43 into the hole 87 the nozzle tip 53 enough. For this purpose, a piece of pipe in the nozzle tip 53 be recorded or fixed, which at the other end in the narrower bore section 47b of the valve seat body 43 extends, that is relatively displaceable and further from the nozzle side, and a guide thereof can cause it.

Um auch bei einer solchen Ausgestaltung eine Trennung von Ventilglied 41 und Ventilsitzkörper 43 im Zuge einer Eisdruckkompensation mit Verschiebung des Ventilsitzkörpers 43 in Schließrichtung A zu erzielen, d. h. am Ventilsitz 45, ist das Rohrstück 85 bevorzugt so bemessen, dass es sich mit Bezug auf die Normalstellung weniger weit in Richtung hin zur düsenfernen Seite erstreckt als bis zu dem Ventilsitz 45 abzüglich der Maximalhublänge der Ventilnadel 41 in Schließrichtung A.Even with such an embodiment, a separation of the valve member 41 and valve seat body 43 in the course of ice pressure compensation with displacement of the valve seat body 43 to achieve in the closing direction A, ie at the valve seat 45 , is the piece of pipe 85 preferably sized so that it with Reference to the normal position less far toward the nozzle-distal side extends as far as the valve seat 45 minus the maximum stroke length of the valve needle 41 in the closing direction A.

Am Injektor 1 können Isolierelemente 89 angeordnet sein, um einen Wärmeeintrag über den Abgasstrang 7 zu minimieren.At the injector 1 can insulating elements 89 be arranged to heat input through the exhaust line 7 to minimize.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Injektor für ReduktionsmittelInjector for reducing agent
33: Gehäusecasing
55: Düsenseitenozzle side
77: Abgasstrangexhaust gas line
99: düsenferne Seitenozzle-distant side
1111: düsenferne Kammernozzle-distant chamber
1313: Querstegcrosspiece
1515: düsennahe Kammernear-nozzle chamber
1717: Deckelementcover element
1919: Deckelementcover element
2121: Aktuatorikactuators
2323: Magnetpaketmagnet set
2525: Ankeranchor
2727: Ankerraumarmature space
2929: Axialbohrungaxial bore
31a, b31a, b: Dichtungselementsealing element
3333: SchließfederelementClosing spring element
3535: GewindestiftSet screw
3737: Anschlagschraubestop screw
3939: Hülsenelementsleeve member
4141: Ventilgliedvalve member
41a41a: düsenseitiges Endenozzle-side end
4343: VentilsitzkörperValve seat body
4545: Ventilsitzvalve seat
4747: DurchgangsöffnungThrough opening
47a47a: erster Abschnittfirst section
47b47b: zweiter Abschnittsecond part
4949: Düsenraumnozzle chamber
5151: Düsenanordnungnozzle assembly
5353: Düsenkuppeinjector cap
5555: Aufnahmeelementreceiving element
5757: Innenwandunginner wall
57a57a: InnenwandabschnittInner wall section
57b57b: Stufenflächestep surface
57c57c: querschnittsweiterer Innenwandabschnittcross-section further inner wall section
5959: Kragen/SchulterCollar / shoulder
59a59a: Schulterflächeshoulder surface
59b59b: Flächenabschnittsurface section
59c59c: Freiraumfree space
6161: Federelastisches ElementSpring-elastic element
6363: ReduktionsmitteleinlassReducing agent inlet
6565: ReduktionsmittelkanalReducing agent channel
6767: Gehäusewandhousing wall
6969: Wandwall
7171: Dichtungpoetry
7373: ReduktionsmittelvolumenReducing agent volume
7575: Kanteedge
7777: Kanalchannel
7979: weiteres Reduktionsmittelvolumenfurther reducing agent volume
8181: Kompensationsvolumencompensation volume
8383: Öffnungopening
8585: Rohrkanaltube channel
8787: Bohrungdrilling
8989: Isolierelementinsulating
AA: Schließrichtungclosing direction

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

DE 102012021664 A1 [0003]
DE 102011010641 A1 [0003]

Claims

Injector ( 1 ) for reducing agents, comprising: - a housing ( 3 ) with a nozzle side ( 5 ) for arrangement on an exhaust gas line ( 7 ) and an opposite, nozzle-remote side ( 9 ), - an actuator ( 23 ), which on a valve member ( 41 ) of the injector ( 1 ) acts to its stroke control, - a valve seat body ( 43 ), which for a nozzle-side end ( 41a ) of the valve member ( 41 ) a valve seat ( 45 ), wherein - the injector ( 1 ) is arranged, the valve seat body ( 43 ) by means of the injector ( 1 ) freezing reductant towards the nozzle side ( 5 ) and in this respect in a closing direction (A) of the valve member ( 41 ) for ice pressure compensation.

Injector ( 1 ) according to claim 1, characterized in that - the valve seat body ( 43 ) on the injector side ( 1 ) is arranged, in particular in a receiving element ( 55 ) in the injector ( 1 ), wherein - the injector ( 1 ), an ice pressure compensating displacement of the valve seat body ( 43 ) by means of a reducing agent volume ( 73 ) which causes the valve seat body ( 43 ) at least partially surrounds.

Injector ( 1 ) according to claim 2, characterized in that - the volume of reducing agent ( 73 ) with displacement of the valve seat body ( 43 ) is in particular increased in volume and / or opened.

Injector ( 1 ) according to one of claims 2 and 3, characterized in that - the injector ( 1 ) is arranged, with a displacement of the valve seat body ( 43 ) towards the nozzle side ( 5 ) a compensation volume ( 81 ) in communication with the reducing agent volume ( 73 ) bring to.

Injector ( 1 ) according to claim 4, characterized in that - the valve seat body ( 43 ) adjacent to a nozzle-side end of the housing ( 3 ) in the injector ( 1 ) is arranged; - the compensation volume ( 81 ) nozzle-side around the valve seat body ( 43 ) is formed around; and / or - the compensation volume ( 81 ) via at least one opening ( 83 ) an expulsion of reducing agent from the same at the nozzle side ( 5 ).

Injector ( 1 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that - the volume of reducing agent ( 73 ) as an annular space around the valve seat body ( 43 ), wherein the annular space via a reducing agent supply line ( 65 ) of the injector can be flowed against.

Injector ( 1 ) according to claim 6, characterized in that - the injector ( 1 ) is further arranged such that the valve member ( 41 ) due to an ice pressure-based displacement of the valve seat body ( 43 ) in the closing direction (A) of the valve member ( 41 ) from the valve seat ( 45 ) can be separated, in particular in such a way that thereby freezing reducing agent in a nozzle chamber ( 49 ) downstream of the valve seat ( 45 ) can occur.

Injector ( 1 ) according to claim 7 and one of claims 2 to 6, characterized in that - upstream of the valve seat ( 45 ) and downstream of the reducing agent volume ( 73 ) a further reducing agent volume ( 79 ) in the valve seat body ( 43 ), which starting from the reducing agent volume ( 73 ) over a channel ( 77 ) can be supplied with reducing agent, wherein - reducing agent with lifting of the valve member ( 41 ) from the valve seat ( 45 ) from the further reducing agent volume ( 79 ) in the nozzle chamber ( 49 ) of the injector ( 1 ) can occur.

Injector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the injector ( 1 ), only the valve seat body ( 43 ) or only the valve seat body ( 43 ) in conjunction with a nozzle bowl element ( 53 ) and in particular independently of other valve components to move ice pressure based, in particular after a separation of the valve member ( 41 ) from the seat ( 45 ) due to ice pressure-based displacement of the valve seat body ( 43 ).

Injector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the means of valve member ( 41 ) and valve seat ( 45 ) formed valve is a pressure balanced valve.

Dosing system for reducing agent, characterized in that - the dosing system at least one injector ( 1 ) according to one of claims 1 to 10.