DE102019214106A1

DE102019214106A1 - Dosiermodul

Info

Publication number: DE102019214106A1
Application number: DE102019214106.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Sulzberger; Max Leonhard; Kamran Khani
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-18

Abstract

Dosiermodul (1) zur Einspritzung eines Fluids zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul einen Grundkörper (3), ein Einspritzorgan(5), welches durch den Grundkörper gehalten wird, einen mit dem Einspritzorgan verbundenen Fluidanschluss (4) zur Zufuhr des Fluids zum Einspritzorgan (5) und eine elektrische Verbindung (7) zur Ansteuerung des Einspritzorgans aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung (7) im Bereich eines Durchgangs (12) durch den Grundkörper (3) hindurch nach außen als mit einer elektrischen Isolierung versehenes elektrisches Kabel (9) ausgeführt ist, wobei das elektrische Kabel (9) außerhalb des Grundkörpers (3) nahe des Durchgangs (12) mit einem Halteteil (11) formschlüssig verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Dosiermodul nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Um Stickoxide (NOx) im Abgasstrom eines Dieselmotors reduzieren zu können, wird flüssiges Reduktionsmittel (Harnstoffwasserlösung = AdBlue) über eine Zumesseinheit in den PKW- oder NKW-Abgastrakt eingespritzt. Die Zumesseinheit wird im Folgenden als Dosiermodul bezeichnet. Im Abstellfall können die Umgebungstemperaturen, bedingt durch das heiße Abgassystem, am Dosiermodul auf über 200°C ansteigen und das Dosiermodul muss entsprechend konzipiert sein, diesen Temperaturen zu widerstehen. Eine spezielle Schwachstelle stellen diesbezüglich am Dosiermodul eingesetzte Elastomere dar, die meist eine geringere Temperaturbeständigkeit als 200°C haben und somit durch das Design des Dosiermoduls vor übermäßiger Hitzeeinwirkung geschützt werden müssen.
Aus der EP 2 783 084 B1 sind wassergekühlte Dosiermodule bekannt, bei denen eine elektrische Kontaktierung über eine Steckerverbindung erfolgt, welche von einer Steckerabdeckung umschlossen ist.
Aus der DE 10 2014 207 834 A1 sind wassergekühlte Dosiermodule bekannt, bei denen eine elektrische Steuerleitung durch das Gehäuse des Dosiermoduls aus dem Inneren des Dosiermoduls herausgeführt wird.
Ebenso ist es aus der DE 10 2016 209 269 A1 bekannt, durch eine fluiddicht abgedichtete Öffnung im Gehäuse eines Dosiermoduls eine elektrische Leitung zum Ansteuern des eingebauten Einspritz- bzw. Dosierventils in das Innere des Gehäuses zu führen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Dosiermodul mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer einfachen und stabilen elektrischen Anbindung.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Dosiermoduls möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, ein Halteteil einer elektrischen Anbindung dünnwandig auszuführen, um einen Wärmeeintrag in das Dosiermodul zu reduzieren bzw. zu minimieren und so Bestandteile des Dosiermoduls, insbesondere Dichtungen oder andere aus hitzeempfindlichen Stoffen bestehende Komponenten des Dosiermodouls vor die Lebensdauer des Dosiermoduls beeinträchtigender Hitzeeinwirkung zu bewahren.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen

1 ein Dosiermodul,
2 eine Querschnittsansicht,
3 eine Detailansicht und
4 eine weitere Detailansicht.

Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist in perspektivischer Ansicht 8 ein Dosiermodul 1 gezeigt, welches zur Eindosierung bzw. zur Einspritzung eines Reduktionsmittels zur Reduktion von Stickoxiden in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine dient. Das Dosiermodul enthält ein beispielsweise als Einspritzventil ausgebildetes Einspritzorgan 5, welches in 1 nicht ersichtlich ist, weil die Öffnung des Einspritzorgans auf der Unterseite des Dosiermoduls angeordnet ist und die perspektivische Ansicht eine Ansicht von oben darstellt. Die 2 hingegen ist eine Querschnittsseitenansicht 10 eines Teils des Dosiermoduls, in der teilweise am unteren Ende das Einspritzorgan 5 erkennbar ist, welches sich, nicht näher dargestellt, weiter nach unten hin bis zur Öffnung des Einspritzorgans erstreckt. Das Dosiermodul 1 weist einen Fluidanschluß 4 auf, über den das vorzugsweise flüssige Reduktionsmittel dem Dosiermodul bzw. dem Einspritzorgan des Dosiermoduls zugeführt werden kann. Des Weiteren weist das Dosiermodul einen Kühlmittelzulauf 19 und einen Kühlmittelablauf 21 auf; diese Anschlüsse können mit einem Kühlmittelkreislauf zur Kühlung des Dosiermoduls bzw. des Einspritzorgans verbunden werden. Der Grundkörper 3 des Dosiermoduls umfaßt auch ein Gehäuse 2, welches eine äußere Begrenzung des Dosiermoduls bildet. Eine schräg verlaufende Fluidleitung 23 ist als Bohrung in dem Grundkörper 3 ausgebildet, um den Fluidanschluß 4 mit dem Einspritzorgan 5 zu verbinden.
Das Einspritzorgan wird elektrisch angesteuert. Hierzu bedarf es einer elektrischen Verbindung 7, welche außerhalb des Dosiermoduls als elektrisch isoliertes Kabel 9 zu einer Stromversorgung bzw. einer elektrischen Steuereinheit führt. Die elektrische Verbindung 7 ist innerhalb des Dosiermoduls, insbesondere im Inneren 6 des Grundkörpers 3 als internes Kabel 16 ausgeführt, welches in nicht näher dargestellter Weise mit der elektrisch ansteuerbaren Aktorik des Einspritzorgans 5 verbunden ist. Der Durchgang 12 der elektrischen Verbindung von außerhalb des Dosiermoduls in das Innere des Dosiermoduls bzw. in das Innere 6 des Grundkörpers erfolgt durch eine Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung 13, hindurch. Diese zur Kabeldurchführung ausgebildete Elastomerdichtung dichtet das Dosiermodul fluiddicht ab. Das Kabel 9 ist außerhalb des Dosiermoduls mit einem Halteteil 11, insbesondere einem als Crimphülse ausgebildeten Halteteil, formschlüssig, beispielsweise infolge eines durchgeführten Press- oder Crimpvorgangs, verbunden. Das Halteteil weist einen Anschlagbereich 15 auf, welcher eingerichtet ist zur Auflage auf die Dichtung 13, so daß der Anschlagbereich 15 einen Anschlag für die darunterliegende Dichtung bildet. Das Halteteil 11 sitzt in der Darstellung nach 2 direkt auf der Dichtung 13 auf. Im vorliegenden Fall ist der Anschlagbereich 15 des Halteteils 11 zusätzlich eingerichtet zur Auflage 17 auf den Grundkörper 3. Das Halteteil sitzt in der Darstellung nach 2 also auch direkt auf dem Grundkörper 3 auf.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt 30 der Querschnittsseitenansicht von 2. Gesondert markiert ist hier zusätzlich der Kabeleintritt 36 von außen in das Dosiermodul bzw. in die Dichtung 13 des Dosiermoduls sowie schematisch per Pfeil 32 ein möglicher Wärmestrom, bedingt durch hohe Umgebungstemperaturen, in dem Halteteil 11 bzw. der Crimphülse, welcher die darunterliegende Elastomerdichtung in unerwünschter Weise aufheizen kann. Um die Aufheizung zu minimieren, ist das Halteteil dünnwandig ausgeführt, vorzugsweise mit einer Wandstärke eines als Hülse ausgeführten Halteteils in einem Bereich von zirka 0,5 Millimeter bis 1,0 Millimeter. Bedingt durch die relativ gute Wärmeleitfähigkeit von Metallen wirkt eine aus Metall ausgeführte Crimphülse wie ein Heizelement, welches Wärme aus der Umgebung aufnimmt und in Richtung kühlerem Dosiermodul hin ableitet. Eine Reduktion bzw. Minimierung dieses Wärmestroms erfolgt durch die besagte dünnwandige Ausgestaltung.
4 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der zwischen der Elastomerdichtung 13 und dem Halteteil 11 ein thermisch isolierendes Element 40, beispielsweise in Form einer aus einem thermisch schlecht leitfähigen Material bestehenden Beilagscheibe, angeordnet ist, welche die Elastomerdichtung zusätzlich oder alternativ zu einer dünnwandigen Ausgestaltung des Halteteils 11 vor Hitzeeinwirkung schützen kann. Das Halteteil 11 kann hierbei in einer weiteren Alternative ebenfalls, wie bereits in den 2 und 3 dargestellt, einen Anschlagbereich aufweisen, der in der Ausführung nach 4 nicht vorhanden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2783084 B1 [0003]
DE 102014207834 A1 [0004]
DE 102016209269 A1 [0005]

Claims

Dosiermodul (1) zur Einspritzung eines Fluids zur Nachbehandlung des Abgases einer Brennkraftmaschine in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine, wobei das Dosiermodul einen Grundkörper (3), ein Einspritzorgan(5), welches durch den Grundkörper gehalten wird, einen mit dem Einspritzorgan verbundenen Fluidanschluss (4) zur Zufuhr des Fluids zum Einspritzorgan (5) und eine elektrische Verbindung (7) zur Ansteuerung des Einspritzorgans aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung (7) im Bereich eines Durchgangs (12) durch den Grundkörper (3) hindurch nach außen als mit einer elektrischen Isolierung versehenes elektrisches Kabel (9) ausgeführt ist, wobei das elektrische Kabel (9) außerhalb des Grundkörpers (3) nahe des Durchgangs (12) mit einem Halteteil (11) formschlüssig verbunden ist.
Dosiermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (11) vom Grundkörper ausgehend nach außen ragt.
Dosiermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil eine Hülse ist.
Dosiermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine Metallhülse, insbesondere eine Crimphülse, ist.
Dosiermodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse dünnwandig ausgeführt ist.
Dosiermodul nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Hülse in einem Bereich von 0,5 Millimeter bis 1 Millimeter liegt.
Dosiermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung des Halteteils mit dem elektrischen Kabel durch Pressen bzw. Crimpen erfolgt ist.
Dosiermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Durchgangs (12) eine Dichtung (13) angeordnet ist, welche das Innere (6) des Grundkörpers (3) zwischen dem Grundkörper (3) und dem elektrischen Kabel (9) fluiddicht abdichtet.
Dosiermodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine Elastomerdichtung ist.
Dosiermodul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dichtung (13) und dem Halteteil (11) ein thermisch isolierendes Element (40) angeordnet ist.
Dosiermodul nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (11) einen Anschlagbereich (15) aufweist, welcher eingerichtet ist zur Auflage auf die Dichtung (13) bzw. das thermisch isolierende Element (40), so daß der Anschlagbereich (15) einen Anschlag für die darunterliegende Dichtung bzw. das darunterliegende thermisch isolierende Element (40) bildet.
Dosiermodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagbereich (15) des Halteteils (11) eingerichtet ist zur Auflage (17) auf den Grundkörper (3).
Dosiermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzorgan als Dosierventil ausgebildet ist.
Dosiermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel (19, 21) zur aktiven Kühlung des Einspritzorgans mit einem Kühlmittel aufweist.
Dosiermodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Kühlwasserzulauf (19) und einen Kühlwasserablauf (21) umfassen.
Dosiermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fluidanschluss (4) und dem Einspritzorgan (5) eine schräg verlaufende Fluidleitung (23) angeordnet ist, welche den Fluidanschluss mit dem Einspritzorgan (5) zur Zufuhr des Fluids verbindet.
Dosiermodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitung (23) zumindest teilweise durch eine Bohrung im Grundkörper (3) gebildet ist.