DE102018109529A1

DE102018109529A1 - Halteflansch für Dosierventil

Info

Publication number: DE102018109529A1
Application number: DE102018109529.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Grünig; Philipp Gran; Timo H. Weber
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-21
Also published as: WO2019201981A1; DE102018109529B4; US11248508B2; CN112088245B; US20210239023A1; CN112088245A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halteflansch 1 für ein Dosierventil 10 für ein Abgasreinigungsmodul 11 einer Abgasanlage 12 einer Brennkraftmaschine, wobei der Halteflansch 1 eine Grundplatte 1.1 mit einer zentralen Ausnehmung 1.2 mit einer Zentralachse 1.4 zur Aufnahme des Dosierventils 10 aufweist, wobei die Grundplatte 1.1 eine Lagerfläche 1.3 aufweist, über die der Halteflansch 1 im Bereich einer Zuführöffnung 11.1 des Abgasreinigungsmoduls 11 an dem Abgasreinigungsmodul 11 anlegbar ist, wobei gegenüberliegend zur Lagerfläche 1.3 eine Ventilfläche 1.5 vorgesehen ist, gegen die das Dosierventil 10 anlegbar ist und wobei mindestens ein Haltearm 2a mit einer Halteöse 2.1 mit einer Mittelachse 2.2 für ein Haltemittel 4 vorgesehen ist, an der das Dosierventil 10 zumindest mittelbar festsetzbar ist, so dass der mindestens eine Haltearm 2a einen an die Grundplatte 1.1 anschließenden Fuß 2.4 aufweist, von dem aus sich der Haltearm 2a in radialer Richtung R zur Zentralachse 1.4 und in Umfangsrichtung U um die Zentralachse 1.4 erstreckt, wobei der Fuß 2.4 und die Halteöse 2.1 in Umfangsrichtung U versetzt zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Halteflansch für ein Dosierventil für ein Abgasreinigungsmodul einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, wobei der Halteflansch eine Grundplatte mit einer zentralen Ausnehmung mit einer Zentralachse zur Aufnahme des Dosierventils aufweist, wobei die Grundplatte eine Lagerfläche aufweist, über die der Halteflansch im Bereich einer Zuführöffnung des Abgasreinigungsmoduls an dem Abgasreinigungsmodul anlegbar ist, und wobei mindestens ein Haltearm mit einer Halteöse mit einer Mittelachse für ein Haltemittel vorgesehen ist, der an der Abgasanlage festsetzbar ist, wobei gegenüberliegend zur Lagerfläche eine Ventilfläche vorgesehen ist, gegen die das Dosierventil anlegbar ist.
Es ist bereits ein Halteflansch für ein Dosierventil aus der US 8,024,922 B2 bekannt. Der Halteflansch ist dabei als Kreisringscheibe mit einer zentralen Ausnehmung ausgebildet, an der das Dosierventil positioniert ist. Ergänzend hierzu sind drei Haltearme vorgesehen, mittels derer das Dosierventil an einer Abgasanlage befestigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halteflansch derart auszubilden und anzuordnen, dass ein verbesserter Wärmeschutz des aufzunehmenden Dosierventils bei gleichzeitig geringerem Bauraum gewährleistet wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der mindestens eine Haltearm einen an die Grundplatte anschließenden Fuß aufweist, von dem aus sich der Haltearm in radialer Richtung R zur Zentralachse und in Umfangsrichtung U um die Zentralachse erstreckt, wobei der Fuß und die Halteöse in Umfangsrichtung U versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass ausgehend von der Grundplatte ein Wärmeeintrag in die Halteöse reduziert wird, so dass ein Wärmeeintrag auf das Dosierventil ebenso reduziert wird.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn der mindestens eine Haltearm über mindestens 50 % seiner Länge eine von der rechteckigen Form oder der runden Form abweichende Querschnittsform Q aufweist, mit einer Umfangslänge L und mit einer Querschnittsfläche F, wobei die Umfangslänge L vergrößert ist oder die Querschnittsfläche F verkleinert ist gegenüber einer rechteckigen Form oder gegenüber einer runden Form. Mit der vergrößerten Umfangslänge L geht eine vergrößerte Oberfläche des Haltearms einher, welche eine verbesserte Kühlung mit sich bringt. Zudem geht mit der geringeren Querschnittsfläche F eine verminderte Wärmeleitung über den Haltearm einher.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn eine U-förmige, T-förmige, Doppel-T-förmige, X-förmige, L-förmige, V-förmige oder W-förmige Querschnittsform Q vorgesehen ist. Vorgenannte Querschnittsformen Q gewährleisten ein gutes Verhältnis zwischen Umfangslänge L und Querschnittsfläche F.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Halteöse mit Bezug zur Zentralachse gegenüber der Lagerfläche der Grundplatte um einen Versatz V vorgelagert angeordnet ist. Sofern eine Montagefläche des Abgasreinigungsmoduls, auf der der Halteflansch befestigt wird, eben ausgebildet ist, ist die Halteöse mit Abstand zur Montagefläche positionierbar. Sofern die Montagefläche für die Lagerfläche und für die Halteöse Zonen mit verschiedenem Höhenniveau aufweist, kann die Halteöse bzw. ihre Haltefläche auch auf Höhe der Lagerfläche angeodnet sein.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Haltearm eine radiale Ausdehnung R1 aufweist, die größer ist als die radiale Ausdehnung R2 der Halteöse. Damit einher geht eine Vergrößerung der Länge des Haltearms, was zu einem reduzierten Wärmeeintrag in das Dosiermodul führt.
Von entsprechender Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn der Haltearm eine axiale Ausdehnung A2 aufweist, die mit Bezug zur Mittelachse größer ist als eine axiale Ausdehnung A0 der Grundplatte und/oder größer ist als eine axiale Ausdehnung A1 der Halteöse. Damit einher geht ebenfalls eine Vergrößerung der Länge des Haltearms was zu einem reduzierten Wärmeeintrag in das Dosiermodul führt.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn der mindestens eine Haltearm im Bereich der Anbindung an die Grundplatte eine Breite B1 aufweist und im weiteren Verlauf eine kleinere Breite B2 aufweist. Mit einer Verkleinerung oder Verjüngung des Querschnitts geht eine verringerte Wärmeleitung einher.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn an der Grundplatte mindestens eine Wange vorgesehen ist, die in Richtung der Zentralachse axial über die Grundplatte über steht, wobei der mindestens eine Haltearm über die Wange mit der Grundplatte verbunden ist. Vorzugsweise besitzt jeder Haltearm eine eigene überstehende Wange. Der Überstand der Wange ist dabei vorzugsweise mindestens so hoch, wie der Haltearm dick ist. Wenn eine Anbindungsfläche zwischen der Wange und der Grundplatte kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Fußes des Haltearms, wird der Wärmeeintrag von der Grundplatte in den Haltearm reduziert. Die Oberfläche der Wange dient zudem als Kühlfläche, so dass der Wärmeeintrag in den Fuß per se verringert ist.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der mindestens eine Haltearm ein Teil des Halteflansches ist und zusammen mit der Grundplatte eine Baueinheit bildet. Ein Wärmeübergang zwischen der Grundplatte und dem Haltearm werden zwar somit optimiert, jedoch werden wesentlich geringe Materialkosten, Herstellungskosten und Montagekosten erreicht.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn zwei oder drei Haltearme vorgesehen sind. Drei Haltearme sind die bevorzugte Variante.
Zudem wird die Aufgabe gelöst durch eine Baueinheit mit Abgasreinigungsmodul und montiertem Halteflansch, wobei die Halteöse mit Bezug zur Zentralachse mit einem Anstand a zum Abgasreinigungsmodul angeordnet ist. Durch den bestehenden Abstand wir ein Wärmeeintrag aufgrund von Wärmeleitung verhindert. Auch das Haltemittel, wie beispielsweise eine Schraube, sollte mit Abstand zum Abgasreinigungsmodul platziert sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

1a eine perspektivische Ansicht des Halteflansches mit einem Haltemittel;
1b den Halteflansch in der Ansicht von oben;
2 den Halteflansch im Querschnitt mit Dosierventil und Abgasreinigungsmodul;
3a eine Prinzipskizze des Querschnitts des Haltearms;
3b - 3g alternative Querschnittsformen;
4 eine alternative Ausführungsform des Halteflansches in der Ansicht von oben;
5 Prinzipskizze von Halteflansch mit Dosierventil und Abgasreinigungsmodul integriert in eine Abgasanlage.

Der einteilige Halteflansch 1 nach 1a, 1b weist eine Grundplatte 1.1 mit einer Zentralachse 1.4 und einer Ventilfläche 1.5 auf zur Lagerung eines Dosierventils 10. Der Halteflansch 1 weist zudem eine Lagerfläche 1.3 auf, über die eine Lagerung an einer Zuführöffnung 11.1 eines Abgasreinigungsmodul 11 nach 2 und 5 erfolgt. Innerhalb der Grundplatte 1.1 ist eine Ausnehmung 1.2 vorgesehen, durch die ein Additiv in das Abgasreinigungsmodul 11 abgegeben werden kann.
Zwecks Befestigung des Halteflansches 1 an dem Abgasreinigungsmodul 11 weist dieser drei Haltearme 2a, 2b, 2c mit jeweils einer endseitigen Halteöse 2.1 mit einer Mittelachse 2.2 für ein Haltemittel, wie beispielsweise eine Schraube 4 auf. Der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c weist einen Fuß 2.4 auf und ist über eine Wange 5a, 5b, 5c mit der Grundplatte 1.1 verbunden, wobei die Wange 5a, 5b, 5c mit Bezug zur Zentralachse 1.4 über die Grundplatte 1.1 über steht. Die Wange 5a, 5b, 5c liegt an ihrer zum Haltearm 2a, 2b, 2c gegenüberliegenden Seite frei. Der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c weist eine Breite auf, die ausgehend von einer Breite B1 im Bereich der Wange 5a, 5b, 5c bzw. im Bereich seines Fußes 2.4 abnimmt auf einen minimalen Wert B2, der über einen Großteil der Länge Anwendung findet.
Der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c weist eine relativ große Länge auf, so dass die jeweilige Halteöse 2.1 mit Bezug zur jeweiligen Wange 5a, 5b, 5c als Lagerstelle an der Grundplatte 1.1 in Umfangsrichtung U um etwa 110° versetzt angeordnet ist. Zudem weist der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c im Bereich der Halteöse 2.1 eine radiale Ausdehnung R2 auf, die kleiner ist als seine radiale Ausdehnung R1 zwischen der jeweiligen Wange 5a, 5b, 5c und der jeweiligen Halteöse 2.1. Ergänzend hierzu ist wie nach 2 zu sehen zwischen der jeweiligen Wange 5a, 5b, 5c und der jeweiligen Halteöse 2.1 die axiale Ausdehnung A2 des Haltearms 2a, 2b, 2c größer als die axiale Ausdehnung A1 der Halteöse 2.1. Der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c weist eine maximierte Länge auf, so dass der Abstand der jeweiligen Halteöse 2.1 zur jeweiligen Wange 5a, 5b, 5c maximiert ist.
Wie ebenfalls aus 2 zu sehen, weist die jeweilige Halteöse 2.1 mit Bezug zur Lagerfläche 1.3 einen Versatz V auf, so dass die jeweilige Halteöse 2.1 zum Abgasreinigungsmodul 11 bzw. einem Rand der Zuführöffnung 11.1 einen Abstand a aufweist (hier in explodierter Darstellung).
An der Lagerfläche 1.3 des Halteflansches 1 kann ein Isolierelement vorgesehen sein (nicht dargestellt), über das der Halteflansch 1 gegenüber dem Abgasreinigungsmodul 11 isoliert ist. Ergänzend oder alternativ kann zwischen der Halteöse 2.1 und dem Abgasreinigungsmodul 11 ein Isolierelement vorgesehen sein (nicht dargestellt). Somit wird insbesondere der Strahlungswärme Rechnung getragen, so dass die bestehende Isolation über den Luftspalt hinaus weiter verbessert wird.
Gemäß 3a weist der jeweilige Haltearm 2a, 2b, 2c eine u-förmige Querschnittsform Q auf. Die U-förmige Querschnittsform Q weist eine Umfangslänge L auf, die vergrößert ist gegenüber einer rechteckigen Querschnittsform Q mit gleichem Flächenträgheitsmoment. Die U-förmige Querschnittsform Q weist zudem eine Querschnittsfläche F auf, die verkleinert ist gegenüber einer rechteckigen Querschnittsform Q mit gleichem Flächenträgheitsmoment. Gemäß den Ausführungsbeispielen 3b - 3g sind auch andere Querschnittsformen Q möglich, wie W-förmig, T-förmig, Doppel-T-förmig, X-förmig, L-förmig oder V-förmig.
Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel nach 4 sind die in Umfangsrichtung U erstreckenden Teile der Haltearme 2a, 2b, 2c untereinander verbunden und bilden einen Haltering 2d, der die Grundplatte 1.1 umgibt, wobei dieser Haltering 2d über den radial ersteckenden Teil der drei Haltearme 2a, 2b, 2c mit der Grundplatte 1.1 verbunden ist. Die jeweilige Halteöse 2.1 ist in dem Haltering 2d vorgesehen und mit Bezug zum nächstliegenden Haltearm 2a, 2b, 2c als Lagerstelle an der Grundplatte 1.1 in Umfangsrichtung U um etwa 60° versetzt angeordnet.
Nach 5 ist der Halteflansch 1 mit dem Dosierventil 10 und dem Abgasreinigungsmodul 11 in eine Abgasanlage 12 integriert. Die Lagerfläche 1.3 des Halteflansches 1 liegt gegen das Abgasreinigungsmodul 11 an. Der Halteflansch weist im Bereich der Lagerfläche 1.3 eine Schulter 1.6 auf, die in die Zuführöffnung 11.1 eingesetzt ist. Ergänzend zu diesem Formschluss in radialer Richtung werden die Grundplatte 1.1 und das Abgasreinigungsmodul 11 verschweißt. Das Dosierventil 10 ist über das Haltemittel 4 lösbar mit dem Abgasreinigungsmodul 11 verbunden. Die Halteöse 2.1 weist eine Haltefläche 2.3 auf, an der das Dosierventil 10 befestigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Halteflansch
1.1: Grundplatte
1.2: Ausnehmung
1.3: Lagerfläche
1.4: Zentralachse
1.5: Ventilfläche
1.6: Schulter
2a: Haltearm
2b: Haltearm
2c: Haltearm
2d: Haltering
2.1: Halteöse
2.2: Mittelachse
2.3: Haltefläche
2.4: Fuß
3: Isolierelement
4: Haltemittel, Schraube
5a: Wange
5b: Wange
5c: Wange
10: Dosierventil
11: Abgasreinigungsmodul
11.1: Zuführöffnung
12: Abgasanlage
a: Abstand
A1: axiale Ausdehnung der Halteöse 2.1
A2: axiale Ausdehnung des Haltearms 2a, 2b, 2c
B1: Breite von Haltearm 2a, 2b, 2c
B2: Breite von Haltearm 2a, 2b, 2c
F: Querschnittsfläche
L: Umfangslänge
R1: radiale Ausdehnung
R2: radiale Ausdehnung
U: Umfangsrichtung
V: Versatz
Q: Querschnittsform

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 8024922 B2 [0002]

Claims

Halteflansch (1) für ein Dosierventil (10) für ein Abgasreinigungsmodul (11) einer Abgasanlage (12) einer Brennkraftmaschine, wobei der Halteflansch (1) eine Grundplatte (1.1) mit einer zentralen Ausnehmung (1.2) mit einer Zentralachse (1.4) zur Aufnahme des Dosierventils (10) aufweist, wobei die Grundplatte (1.1) eine Lagerfläche (1.3) aufweist, über die der Halteflansch (1) im Bereich einer Zuführöffnung (11.1) des Abgasreinigungsmoduls (11) an dem Abgasreinigungsmodul (11) anlegbar ist, wobei gegenüberliegend zur Lagerfläche (1.3) eine Ventilfläche (1.5) vorgesehen ist, gegen die das Dosierventil (10) anlegbar ist und wobei mindestens ein Haltearm (2a) mit einer Halteöse (2.1) mit einer Mittelachse (2.2) für ein Haltemittel (4) vorgesehen ist, an der das Dosierventil (10) zumindest mittelbar festsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (2a) einen an die Grundplatte (1.1) anschließenden Fuß (2.4) aufweist, von dem aus sich der Haltearm (2a) in radialer Richtung R zur Zentralachse (1.4) und in Umfangsrichtung U um die Zentralachse (1.4) erstreckt, wobei der Fuß (2.4) und die Halteöse (2.1) in Umfangsrichtung U versetzt zueinander angeordnet sind.
Halteflansch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (2a) über mindestens 50 % seiner Länge eine von der rechteckigen Form oder der runden Form abweichende Querschnittsform Q aufweist, mit einer Umfangslänge L und mit einer Querschnittsfläche F, wobei die Umfangslänge L vergrößert ist oder die Querschnittsfläche F verkleinert ist gegenüber einer rechteckigen oder runden Form.
Halteflansch (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine U-förmige, T-förmige, Doppel-T-förmige, X-förmige, L-förmige, V-förmige oder W-förmige Querschnittsform Q vorgesehen ist.
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteöse (2.1) mit Bezug zur Zentralachse (1.4) gegenüber der Lagerfläche (1.3) der Grundplatte (1.1) um einen Versatz V vorgelagert angeordnet ist.
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (2a) eine radiale Ausdehnung R1 aufweist, die größer ist als die radiale Ausdehnung R2 der Halteöse (2.1).
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (2a) eine axiale Ausdehnung A2 aufweist, die mit Bezug zur Mittelachse (2.2) größer ist als eine axiale Ausdehnung A1 der Halteöse (2.1).
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (2a) im Bereich der Anbindung an die Grundplatte (1.1) eine Breite B1 aufweist und im weiteren Verlauf eine kleinere Breite B2 aufweist.
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (1.1) mindestens eine Wange (5a) vorgesehen ist, die in Richtung der Zentralachse (1.4) axial über die Grundplatte (1.1) über steht, wobei der mindestens eine Haltearm (2a) über die Wange (5a) mit der Grundplatte (1.1) verbunden ist.
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (2a) ein Teil des Halteflansches (1) ist und zusammen mit der Grundplatte (1.1) eine Baueinheit bildet.
Halteflansch (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder drei Haltearme (2a, 2b, 2c) vorgesehen sind.
Baueinheit mit Abgasreinigungsmodul (11) und montiertem Halteflansch (1), wobei die Halteöse (2.1) mit Bezug zur Zentralachse (1.4) mit einem Abstand a zum Abgasreinigungsmodul (11) angeordnet ist.