WO2014202260A1 - Einspritzvorrichtung - Google Patents

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WO2014202260A1
WO2014202260A1 PCT/EP2014/058201 EP2014058201W WO2014202260A1 WO 2014202260 A1 WO2014202260 A1 WO 2014202260A1 EP 2014058201 W EP2014058201 W EP 2014058201W WO 2014202260 A1 WO2014202260 A1 WO 2014202260A1
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armature
compression
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Rainer Haeberer
Thorsten Stoeberl
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an injection device, in particular an injection device for injecting a reducing agent into an exhaust gas line.
  • the pollutant NO x has to be reduced due to the stricter emission legislation.
  • One method which is preferably used is the so-called SCR method, in which NO x is reduced to N 2 and H 2 O with the aid of a liquid reducing agent, which in particular contains urea.
  • the reducing agent is thereby removed from an injection device, which is based on the pump / nozzle principle, from a tank and into the
  • Such an injection device is e.g. from EP 1878920 P1.
  • Such an injection device has a piston which is movable by an electromagnet so that it first compresses the reducing agent and injects into the exhaust gas line after opening an injection valve. Subsequently, the piston is moved by a spring back to its original position. During this return movement, liquid reducing agent is sucked into the compression space through a slit valve.
  • An injection device which is provided in particular for injecting a reducing agent into an exhaust gas line of an internal combustion engine, has a compression space whose volume can be varied by moving a piston.
  • the piston has a compression chamber-side region facing the compression chamber and an armature-side region facing away from the compression chamber.
  • the injector further includes an inlet valve having at least one open position where it provides fluid communication between the compression space and an external fluid source and at least one closed position where the inlet valve breaks fluid communication between the compression space and the external fluid source ,
  • the inlet valve is formed on the armature-side region of the piston facing away from the compression chamber.
  • the inlet valve is formed on the armature-side, facing away from the compression chamber region of the piston, it is easier to manufacture and more robust, especially compared to Kolbenfressern, as formed on the compression chamber inlet valves, as used in previously known injectors.
  • a fluid bore is formed in the piston that provides fluid communication between the compression space and the inlet valve.
  • a fluid connection between the inlet valve and the compression chamber can be created on manufacturing technology simple and robust way, which makes it possible to introduce fluid through the formed on the opposite region of the piston inlet valve in the compression chamber.
  • the compression space is formed in a sleeve and the inlet valve is formed by the cooperation of a portion of the sleeve with an armature-side portion of the piston. In this way, a very robust and easy to manufacture manufacturing inlet valve can be created.
  • the inlet valve is in particular by the inlet valve
  • the piston in its compression-chamber-side region in addition to a compression-chamber-side groove, which is in particular in fluid communication with the fluid bore.
  • fluid can be guided into the compression-chamber-side peripheral region of the piston in order to improve the lubrication of the piston and to optimize the tribological behavior of the piston.
  • At the armature-side region of the piston is a
  • Anchor plate is formed, which is attracted by an electromagnet, to move the piston.
  • the anchor plate at least one at least partially circumferential around the piston recess is formed in order to reduce the noise that occurs when striking the anchor plate against the sleeve.
  • the piston has at least one circumferential groove extending over at least half of the longitudinal extent of the piston. In this way, the contact area between the circumference of the piston and the sleeve surrounding the piston and thus also the friction between the piston and the sleeve can be further reduced.
  • the circumference of the piston may be crowned along its longitudinal extension so that the piston has a smaller diameter at its two longitudinal ends than in a central region between the two ends.
  • pressure fields are formed which center the piston in the center of the sleeve, thereby reducing the friction between the piston and the sleeve and further improving the tribological properties.
  • the injection device has a z. B. with an elastic element, in particular a spring, formed outlet valve, which allows fluid exiting the compression space, when the pressure of the fluid in the compression chamber exceeds a predetermined limit, which is defined in particular by the properties of the elastic element. In this way it is possible to inject the reducing agent with a defined, in particular by the properties of the elastic element predetermined pressure in the exhaust system.
  • Figure 1 is a schematic view of an injection system according to the invention for injecting a reducing agent in an exhaust line;
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an inventive
  • FIG. 3 shows a first alternative embodiment of a piston with improved tribological properties
  • Figure 4 shows a second alternative embodiment of a piston with improved tribological properties.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device according to the invention for injecting a reducing agent 30, in particular an aqueous one
  • Urea solution which is stored in a tank 26, in an exhaust line 22 of an internal combustion engine, not shown in the figure 1, in particular a diesel engine.
  • the reducing agent 30 is removed from the tank 26 and from a
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view through an injection device 20 according to the invention.
  • the injection device 20 has a sleeve 9 arranged in an outer housing 11, wherein a front exhaust gas side end 9a of the sleeve 9, which is shown at the top in FIG. 2, projects out of the housing 11.
  • a compression space 16 is formed in a front, exhaust gas side region of the sleeve 9, a compression space 16 is formed.
  • an outlet valve 12 is provided in the front end 9a of the sleeve 9, which opens to fluid from the compression chamber 16 through the outlet valve 12 in the not in the Figure 2 shown
  • a substantially cylindrically formed piston 1 is arranged which delimits the compression chamber 16 on its side remote from the exhaust gas line and which is movable parallel to its longitudinal direction, so that the volume of the compression chamber 16 is variable by moving the piston 1.
  • a longitudinal bore 4 is parallel to its longitudinal direction, in particular along its longitudinal axis A, wherein a first, compression chamber side opening 4a of the longitudinal bore 4 in the end face 1 a of the piston 1, which limits the compression space 16, is provided and a second, armature-side opening 4b of the longitudinal bore 4 via a transverse bore 3 in
  • Fluid communication with a circumferential groove 6 is formed on an armature side, facing away from the compression chamber 16 region of the piston 1, which is shown in the figure 2 below, is formed.
  • the longitudinal bore 4 in combination with the transverse bore 3 and the circumferential groove 6 creates a fluid connection between the compression space 16 and the armature-side environment of the
  • Piston 1 On the side facing away from the compression chamber 16 (shown below) side of the circumferential groove 6 of the piston 1 is formed with a circumferential collar 15 which has a larger diameter than the piston 1 on the compression chamber side (above) side of the circumferential groove 6.
  • the collar 15 is in mechanical operative connection with an armature 2, of an electrical
  • Spool 13 which is formed around the piston 1 and the surrounding sleeve 9, can be attracted to move the piston 1 in the direction of the compression chamber 16 and in this way to reduce the volume of the compression chamber 16.
  • the armature 2 is characterized by an elastic element, for. B. a coil spring 19, elastically supported on the surrounding the compression-space-side region of the piston 1 sleeve 9, and is at deactivated, i. not energized, coil 13 is pressed by the elastic member 19 in its initial position (in the illustration of Figure 2 down), so that the volume of the compression chamber 16 is maximum.
  • an elastic element for. B. a coil spring 19, elastically supported on the surrounding the compression-space-side region of the piston 1 sleeve 9, and is at deactivated, i. not energized, coil 13 is pressed by the elastic member 19 in its initial position (in the illustration of Figure 2 down), so that the volume of the compression chamber 16 is maximum.
  • the circumferential groove 6 is formed so that it is at least partially outside of the sleeve 9 in the direction of movement of the piston 1, when the armature 2 and the piston 1 with deactivated coil 13 in its (lower) starting position
  • suction position in which the volume of the compression space 16 is maximum.
  • this suction position of the piston 1 can therefore reducing agent, which has been promoted by the pump 24 shown in Figure 1 from the tank 26 in a piston 1 surrounding volume 10 within the housing 1 1, through the circumferential groove 6, the transverse bore 3 and Longitudinal bore 4, which in the
  • Pistons 1 are formed to flow into the compression chamber 16.
  • the injector 20 is activated by the coil 13 is energized.
  • the energized coil 13 pulls the armature 2, which is a magnetic
  • Material contains, magnetically and moves the armature 2 and connected to the armature 2 piston 1 in the direction of the compression chamber 16 (in the illustration of Figure 2 upward) in an injection position, so that the volume of the compression chamber 16 is reduced.
  • the outlet valve 12 opens and the fluid reducing agent flows through the open outlet valve 12 from the compression chamber 16 into the exhaust system 22 surrounding the outlet valve 12.
  • the outlet valve 12 can be in particular a nozzle be formed to achieve the finest possible distribution of the reducing agent 30 in the exhaust line 22.
  • the power supply to the coil 13 is interrupted, so that the coil 13 no longer magnetically attracts the armature 2, and the armature 2 and its associated piston 1 by the force of the elastic member 19 back into their (lower ) Home position (suction position).
  • the circumferential groove 6 emerges again from the sleeve 9, whereby on the circumferential groove 6, the transverse bore 3 and the longitudinal bore 6 again a fluid connection between the piston 1 surrounding the volume 10 in the housing 11 and the Compression chamber 16 is created. Due to the movement of the piston 1, the volume of the compression chamber 16 continues to increase and fluid flows through the restored fluid connection in the compression chamber 16. Once the compression chamber 16 is filled in this way again with fluid, by re-energizing the coil 13 another Injection process, as previously described, be performed.
  • a circumferential groove 14 is formed in the side facing away from the armature 2 end 15a of the collar 15 of the piston 1, which faces the armature-side end face 9b of the sleeve 9, a circumferential groove 14 is formed. Since the abutment of the collar 16 to the anchor-side end face 9b of the sleeve 9 is damped or buffered by fluid accumulating in the groove 14, the groove 14 causes the noise to be produced when the collar 15 hits the anchor-side end face 9b of the sleeve 9 is formed, is reduced. In the exemplary embodiment shown in FIG.
  • a second circumferential groove 5 is additionally formed in a compression-chamber-side region of the piston 1, which is also in fluid communication with the longitudinal bore 4 and allows fluid to flow out of the longitudinal bore 4 in FIG the space between the front, the compression space 16 facing region 1 b of the piston 1 and the piston 1 surrounding the sleeve 9 flows and acts there as a lubricant.
  • Figures 3 and 4 each show a possible alternative embodiment of a piston 1 with improved tribological properties.
  • the circumference of the piston 1 is additionally formed with a third circumferential groove 36 which extends between two projections 38 over most of the longitudinal extent of the piston 1.
  • the contact area between the circumference of the piston 1 and the surrounding the piston 1 sleeve 9 is reduced, whereby the friction between the piston 1 and the sleeve 9 is further reduced.
  • the third circumferential groove 36 may be connected via one or more, not shown in the figure 3, transverse bores with the longitudinal bore 4 in order to provide the area of the third circulation groove 36 with fluid as a lubricant.
  • the outer peripheral surface of the piston 1 is formed crowned, so that the piston 1 in its longitudinally central region 42 has a larger diameter than in the first and the second circumferential groove 6, 5 has adjacent regions 40 at the two longitudinal ends of the piston 1.
  • Sleeve 9 pressure fields, which center the piston 1 in the middle of the sleeve 9, so that the friction between the piston 1 and the surrounding sleeve 9 is further reduced.

Abstract

Eine Einspritzvorrichtung (20), insbesondere zum Einspritzen eines Reduktionsmittels (30) in einen Abgasstrang (22), hat einen Verdichtungsraum (16), dessen Volumen durch Bewegen eines Kolbens (1), der einen dem Verdichtungsraum (16) zugewandten, verdichtungsraumseitigen Bereich (1b) und einen vom Verdichtungsraum (16) abgewandten, ankerseitigen Bereich (1c) hat, variierbar ist, und ein Einlassventil (6, 8), das wenigstens eine offene Position, in der es eine Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum (16) und einer externen Fluidquelle (24, 26) bereitstellt, und wenigstens eine geschlossene Position, in der es die Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum (16) und der externen Fluidquelle (24, 26) trennt, hat, wobei das Einlassventil (6, 8) am ankerseitigen Bereich (1c) des Kolbens (1) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung Titel
Einspritzvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung, insbesondere eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang.
Stand der Technik
Bei Kraftwagen mit Verbrennungsmotoren muss aufgrund der verschärften Abgasgesetzgebung u. a. der Schadstoff NOx reduziert werden. Eine Methode, die dabei vorzugsweise zur Anwendung kommt, ist das sogenannte SCR- Verfahren, bei dem NOx unter Zuhilfenahme eines Flüssigreduktionsmittels, das insbesondere Harnstoff enthält zu N2 und H20 reduziert wird.
Das Reduktionsmittel wird dabei von einer Einspritzvorrichtung, die auf dem Pumpe/Düse-Prinzip beruht, aus einem Tank entnommen und in den
Abgasstrang eingedüst.
Eine derartige Einspritzvorrichtung ist z.B. aus EP 1878920 P1 bekannt. Eine solche Einspritzvorrichtung weist einen Kolben auf, der durch einen Elektromagneten so bewegbar ist, dass er das Reduktionsmittel zunächst verdichtet und nach dem Öffnen eines Einspritzventils in den Abgasstrang eindüst. Anschließend wird der Kolben durch eine Feder wieder zurück in seine Ausgangsposition bewegt. Bei dieser Rückbewegung wird durch ein Schlitzventil flüssiges Reduktionsmittel in den Verdichtungsraum eingesaugt.
Um eine zuverlässige Funktion des Schlitzventils zu gewährleisten, müssen dessen Kanten sehr scharfkantig ausgebildet und mit hoher Genauigkeit gearbeitet sein. Die für eine zuverlässige Funktion des Schlitzventils notwendige Schärfe der Kanten birgt die Gefahr von Kolbenfressern. Dies hat negative Auswirkungen auf die Dauerhaltbarkeit und den Verschleiß einer derartigen Einspritzvorrichtung. Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Einspritzvorrichtung bereitzustellen, die fertigungstechnisch einfach zu realisieren ist und eine hohe Haltbarkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzvorrichtung nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 10 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen einer derartigen erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung.
Eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung, die insbesondere zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, hat einen Verdichtungsraum, dessen Volumen durch Bewegen eines Kolbens variierbar ist. Der Kolben hat einen dem Verdichtungsraum zugewandten, verdichtungsraumseitigen Bereich und einen vom Verdichtungsraum abgewandten, ankerseitigen Bereich. Die Einspritzvorrichtung hat darüber hinaus ein Einlassventil mit wenigstens einer offenen Position, in der es eine Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und einer externen Fluidquelle schafft, und wenigstens einer geschlossenen Position, in der das Einlassventil die Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und der externen Fluidquelle unterbricht bzw. trennt. Das Einlassventil ist erfindungsgemäß am ankerseitigen, vom Verdichtungsraum abgewandten Bereich des Kolbens ausgebildet.
Dadurch, dass das Einlassventil am ankerseitigen, vom Verdichtungsraum abgewandten Bereich des Kolbens ausgebildet ist, ist es einfacher herzustellen und robuster, insbesondere gegenüber Kolbenfressern, als am Verdichtungsraum ausgebildete Einlassventile, wie sie in bisher bekannten Einspritzvorrichtungen verwendet werden.
In einer Ausführungsform ist in dem Kolben eine Fluidbohrung ausgebildet, die eine Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und dem Einlassventil schafft. Auf diese Weise kann auf fertigungstechnisch einfache und robuste Weise eine Fluidverbindung zwischen dem Einlassventil und dem Verdichtungsraum geschaffen werden, die es ermöglicht, Fluid durch das am abgewandten Bereich des Kolbens ausgebildete Einlassventil in den Verdichtungsraum einzubringen. In einer Ausführungsform ist der Verdichtungsraum in einer Hülse ausgebildet und das Einlassventil wird durch das Zusammenwirken eines Bereiches der Hülse mit einem ankerseitigen Bereich des Kolbens ausgebildet. Auf diese Weise kann ein sehr robustes und fertigungstechnisch einfach herstellbares Einlassventil geschaffen werden.
In einer Ausführungsform wird das Einlassventil insbesondere durch das
Zusammenwirken einer an der Hülse ausgebildeten Kante mit einer Ventilnut geschaffen, die im ankerseitigen Bereich des Kolbens ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform weist der Kolben in seinem verdichtungsraumseitigen Bereich zusätzlich eine verdichtungsraumseitige Nut auf, die insbesondere in Fluidverbindung mit der Fluidbohrung steht. Auf diese Weise kann Fluid in den verdichtungsraumseitigen Umfangsbereich des Kolbens geführt werden, um die Schmierung des Kolbens zu verbessern und das tribologische Verhalten des Kolbens zu optimieren.
In einer Ausführungsform ist am ankerseitigen Bereich des Kolbens eine
Ankerplatte ausgebildet, die von einem Elektromagneten anziehbar ist, um den Kolben zu bewegen. In der Ankerplatte ist wenigstens ein wenigstens teilweise um den Kolben umlaufender Einstich ausgebildet, um das Geräusch, das beim Anschlagen der Ankerplatte gegen die Hülse entsteht, zu reduzieren.
In einer Ausführungsform hat der Kolben wenigstens eine um seinen Umfang umlaufende Nut, die sich wenigstens über die Hälfte der Längserstreckung des Kolbens erstreckt. Auf diese Weise kann die Kontaktfläche zwischen dem Umfang des Kolbens und der den Kolben umgebenden Hülse und damit auch die Reibung zwischen dem Kolben und der Hülse noch weiter reduziert werden.
Alternativ kann der Umfang des Kolbens entlang seiner Längserstreckung ballig ausgebildet sein, so dass der Kolben an seinen beiden längsseitigen Enden einen kleineren Durchmesser als in einem mittleren Bereich zwischen den beiden Enden aufweist. Bei einem ballig ausgebildeten Kolben bilden sich beim Bewegen des Kolbens in der Hülse Druckfelder aus, die den Kolben in der Mitte der Hülse zentrieren, so dass die Reibung zwischen dem Kolben und der Hülse reduziert wird und die tribologischen Eigenschaften weiter verbessert werden. In einer Ausführungsform weist die Einspritzvorrichtung ein z. B. mit einem elastischen Element, insbesondere einer Feder, ausgebildetes Auslassventil auf, das es ermöglicht, dass Fluid aus dem Verdichtungsraum austritt, wenn der Druck des Fluids im Verdichtungsraum einen vorgegebenen Grenzwert, der insbesondere durch die Eigenschaften des elastische Elements definiert ist, überschreitet. Auf diese Weise ist es möglich, das Reduktionsmittel mit einem definierten, insbesondere durch die Eigenschaften des elastische Elements vorgegebenen, Druck in den Abgasstrang einzuspritzen. Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einspritzsystems zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang; Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Einspritzvorrichtung;
Figur 3 ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel eines Kolbens mit verbesserten tribologischen Eigenschaften; und
Figur 4 ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel eines Kolbens mit verbesserten tribologischen Eigenschaften.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspritzen eines Reduktionsmittels 30, insbesondere einer wässrigen
Harnstofflösung, das in einem Tank 26 gespeichert ist, in einen Abgasstrang 22 eines in der Figur 1 nicht gezeigten Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors. Im Betrieb wird das Reduktionsmittel 30 dem Tank 26 entnommen und von einer
Förderpumpe 24 unter einen Druck von 2 bis 3 bar über eine geeignete Fluid- leitung 28 einer unmittelbar am Abgasstrang 22 des Verbrennungsmotors angeordneten Einspritzvorrichtung 20 zugeführt, die das Reduktionsmittel in den Abgasstrang 22 einspritzt, um es den durch den Abgasstrang 22 strömenden Verbrennungsgasen 32 des (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors zuzuführen.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 20.
Die Einspritzvorrichtung 20 weist eine in einem äußeren Gehäuse 1 1 angeordnete Hülse 9 auf, wobei ein vorderes, abgasstrangseitiges Ende 9a der Hülse 9, das in der Figur 2 oben dargestellt ist, aus dem Gehäuse 1 1 hinausragt.
In einem vorderen, abgasstrangseitigen Bereich der Hülse 9 ist ein Verdichtungsraum 16 ausgebildet. Auf der abgasstrangseitigen, in der Figur 2 oben dargestellten Seite des Verdichtungsraumes 16 ist im vorderen Ende 9a der Hülse 9 ein Auslassventil 12 vorgesehen, das sich öffnet, um Fluid aus dem Verdich- tungsraum 16 durch das Auslassventil 12 in den in der Figur 2 nicht gezeigten
Abgasstrang 22 einzuspritzen, wenn der Druck im Verdichtungsraum 16 einen durch die Eigenschaften des Auslassventils 12 vorgegebenen Wert überschreitet.
Auf der dem Auslassventil 12 gegenüberliegenden, in der Figur 2 unten darge- stellten Seite des Verdichtungsraumes 16 ist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeter Kolben 1 angeordnet, der den Verdichtungsraum 16 auf seiner von dem Abgasstrang abgewandten Seite begrenzt und der parallel zu seiner Längsrichtung beweglich ist, so dass das Volumen des Verdichtungsraumes 16 durch Bewegen des Kolbens 1 variierbar ist.
In dem Kolben 1 ist parallel zu seiner Längsrichtung, insbesondere entlang seiner Längsachse A, eine Längsbohrung 4 ausgebildet, wobei eine erste, verdichtungsraumseitige Öffnung 4a der Längsbohrung 4 in der Stirnseite 1 a des Kolbens 1 , die den Verdichtungsraum 16 begrenzt, vorgesehen ist und eine zweite, ankerseitige Öffnung 4b der Längsbohrung 4 über eine Querbohrung 3 in
Fluidverbindung mit einer Umfangsnut 6 steht, die an einem ankerseitigen, vom Verdichtungsraum 16 abgewandten Bereich des Kolbens 1 , der in der Figur 2 unten dargestellt ist, ausgebildet ist. Auf diese Weise schafft die Längsbohrung 4 in Kombination mit der Querbohrung 3 und der Umfangsnut 6 eine Fluidverbin- dung zwischen dem Verdichtungsraum 16 und der ankerseitigen Umgebung des
Kolbens 1 . Auf der von dem Verdichtungsraum 16 abgewandten (unten dargestellten) Seite der Umfangsnut 6 ist der Kolben 1 mit einem umlaufenden Bund 15 ausgebildet, der einen größeren Durchmesser als der Kolben 1 auf der verdichtungsraumseitigen (oben dargestellten) Seite der Umfangsnut 6 hat. Der Bund 15 steht in mechanischer Wirkverbindung mit einem Anker 2, der von einer elektrischen
Spule 13, die um den Kolben 1 und die ihn umgebende Hülse 9 ausgebildet ist, anziehbar ist, um den Kolben 1 in Richtung des Verdichtungsraumes 16 zu bewegen und auf diese Weise das Volumen des Verdichtungsraumes 16 zu reduzieren.
Der Anker 2 ist durch ein elastisches Element, z. B. eine Spiralfeder 19, elastisch auf der den verdichtungsraumseitigen Bereich des Kolbens 1 umgebenden Hülse 9 abgestützt, und wird bei deaktivierter, d.h. nicht bestromter, Spule 13 durch das elastische Element 19 in seine Ausgangsposition (in der Darstellung der Figur 2 nach unten) gedrückt, so dass das Volumen des Verdichtungsraumes 16 maximal ist.
Die Umfangsnut 6 ist so ausgebildet, dass sie sich in der Bewegungsrichtung des Kolbens 1 zumindest teilweise außerhalb der Hülse 9 befindet, wenn der Anker 2 und der Kolben 1 bei deaktivierter Spule 13 in ihrer (unteren) Ausgangsposition
(Saugposition) sind, in der das Volumen des Verdichtungsraumes 16 maximal ist. In dieser Saugposition des Kolbens 1 kann daher Reduktionsmittel, das von der in Figur 1 gezeigten Förderpumpe 24 aus dem Tank 26 in ein den Kolben 1 umgebendes Volumen 10 innerhalb des Gehäuses 1 1 gefördert worden ist, durch die Umfangsnut 6, die Querbohrung 3 und die Längsbohrung 4, die in dem
Kolben 1 ausgebildet sind, in den Verdichtungsraum 16 strömen.
Nachdem der Verdichtungsraum 16 auf diese Weise mit Reduktionsmittel 30 gefüllt worden ist, wird die Einspritzvorrichtung 20 aktiviert, indem die Spule 13 bestromt wird. Die bestromte Spule 13 zieht den Anker 2, der ein magnetisches
Material enthält, magnetisch an und bewegt den Anker 2 und den mit dem Anker 2 verbundenen Kolben 1 in Richtung des Verdichtungsraumes 16 (in der Darstellung der Figur 2 nach oben) in eine Einspritzposition, so dass das Volumen des Verdichtungsraumes 16 reduziert wird.
Sobald die Umfangsnut 6 aufgrund der beschriebenen Bewegung des Kolbens 1 vollständig in die Hülse 9, die den Kolben 1 umgibt, eingetreten ist, verschließt die Hülse 9 die Umfangsnut 6 und die Querbohrung 3, wodurch die Fluidverbin- dung zwischen dem Verdichtungsraum 16 und dem den Kolben 1 umgebenden Volumen 10 innerhalb des Gehäuses 1 1 durch die Hülse 9 unterbrochen wird.
Auf diese Weise wird der Verdichtungsraum 16 abgeschlossen und eine weitere Verringerung seines Volumens durch eine fortgesetzte (Aufwärts-)Bewegung des Kolbens 1 führt zu einem Ansteigen des Fluiddrucks im Verdichtungsraum 16.
Sobald der Fluiddruck im Verdichtungsraum 16 den vorgegebenen Öffnungsdruck des Auslassventils 12 überschreitet, öffnet sich das Auslassventil 12 und das fluide Reduktionsmittel strömt durch das geöffnete Auslassventil 12 aus dem Verdichtungsraum 16 in den das Auslassventil 12 umgebenden Abgasstrang 22. Dabei kann das Auslassventil 12 insbesondere als Düse ausgebildet sein, um eine möglichst feine Verteilung des Reduktionsmittels 30 im Abgasstrang 22 zu erreichen.
Nachdem der Einspritzvorgang abgeschlossen ist, wird die Stromversorgung zur Spule 13 unterbrochen, so dass die Spule 13 den Anker 2 nicht länger magnetisch anzieht, und der Anker 2 und der mit ihm verbundene Kolben 1 durch die Kraft des elastischen Elements 19 zurück in ihre (untere) Ausgangsposition (Saugposition) gedrückt werden. Im Zuge dieser Bewegung des Kolbens 1 in die Saugposition tritt die Umfangsnut 6 wieder aus der Hülse 9 aus, wodurch über die Umfangsnut 6, die Querbohrung 3 und die Längsbohrung 6 erneut eine Fluidverbindung zwischen dem den Kolben 1 umgebenden Volumen 10 im Gehäuse 11 und dem Verdichtungsraum 16 geschaffen wird. Aufgrund der Bewegung des Kolbens 1 nimmt das Volumen des Verdichtungsraumes 16 immer weiter zu und Fluid strömt durch die wieder hergestellte Fluidverbindung in den Verdichtungsraum 16. Sobald der Verdichtungsraum 16 auf diese Weise wieder mit Fluid gefüllt ist, kann durch erneutes Bestromen der Spule 13 ein weiterer Einspritzvorgang, wie er zuvor beschrieben worden ist, durchgeführt werden.
In der vom Anker 2 abgewandten Stirnseite 15a des Bundes 15 des Kolbens 1 , die der ankerseitigen Stirnseite 9b der Hülse 9 zugewandt ist, ist ein umlaufender Einstich 14 ausgebildet. Da das Anschlagen des Bundes 16 an die ankerseitige Stirnseite 9b der Hülse 9 durch Fluid, dass sich in dem Einstich 14 ansammelt, gedämpft bzw. gepuffert wird, bewirkt der Einstich 14, dass das Geräusch, das beim Anschlagen des Bundes 15 an die ankerseitige Stirnseite 9b der Hülse 9 entsteht, reduziert wird. In dem in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich in einem in der Figur 2 oben gezeigten, verdichtungsraumseitigen Bereich des Kolbens 1 eine zweite Umfangsnut 5 ausgebildet, die ebenfalls in Fluidverbindung mit der Längsbohrung 4 steht und es ermöglicht, dass Fluid aus der Längsbohrung 4 in den Raum zwischen dem vorderen, dem Verdichtungsraum 16 zugewandten Bereich 1 b des Kolbens 1 und der den Kolben 1 umgebenden Hülse 9 strömt und dort als Schmiermittel wirkt.
Insbesondere kann der vordere Bereich 1 b des Kolbens 1 , der zwischen dem Verdichtungsraum 16 und der zweiten Umfangsnut 5 angeordnet ist, mit einem etwas geringeren Durchmesser als der ankerseitige Bereich 1c des Kolbens 1 ausgebildet sein, so dass durch das durch die zweite Umfangsnut 5 strömende Fluid 5 zwischen dem äußeren Umfang des vordersten Bereichs 1 b des Kolbens 1 und der Innenumfangsfläche der Hülse 9 ein kühlender und/oder schmierender Fluidfilm ausgebildet wird, der die tribologischen Eigenschaften des Kolbens 1 in der Hülse 9 verbessert.
Die Figuren 3 und 4 zeigen jeweils ein mögliches alternatives Ausführungsbeispiel eines Kolbens 1 mit verbesserten tribologischen Eigenschaften.
In dem in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Umfang des Kolbens 1 zusätzlich mit einer dritten Umfangsnut 36 ausgebildet, die sich zwischen zwei Vorsprüngen 38 über den größten Teil der Längserstreckung des Kolbens 1 erstreckt.
Durch die dritte Umfangsnut 36 wird die Kontaktfläche zwischen dem Umfang des Kolben 1 und der den Kolben 1 umgebenden Hülse 9 reduziert, wodurch die Reibung zwischen dem Kolben 1 und der Hülse 9 noch weiter verringert wird.
Auch die dritte Umfangsnut 36 kann über eine oder mehrere, in der Figur 3 nicht gezeigte, Querbohrungen mit der Längsbohrung 4 verbunden sein, um auch den Bereich der dritten Umlaufnut 36 mit Fluid als Schmiermittel versorgen zu können.
In dem in der Figur 4 gezeigten alternativen Ausführungsbeispiel ist die äußere Umfangsfläche des Kolbens 1 ballig ausgebildet, so dass der Kolben 1 in seinem in Längsrichtung mittleren Bereich 42 einen größeren Durchmesser als in den der ersten und der zweiten Umlaufnut 6, 5 benachbarten Bereichen 40 an den beiden längsseitigen Enden des Kolbens 1 hat.
Aufgrund der ballig ausgebildeten Umfangsfläche des Kolbens 1 bilden sich bei der Bewegung des Kolbens 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel innerhalb der
Hülse 9 Druckfelder aus, die den Kolben 1 in der Mitte der Hülse 9 zentrieren, so dass die Reibung zwischen dem Kolben 1 und der ihn umgebenden Hülse 9 noch weiter reduziert wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Einspritzvorrichtung (20), insbesondere zum Einspritzen eines
Reduktionsmittels (30) in einen Abgasstrang (22), mit
einem Verdichtungsraum (16), dessen Volumen durch Bewegen eines Kolbens (1), der einen dem Verdichtungsraum (16) zugewandten, verdichtungs- raumseitigen Bereich (1 b) und einen vom Verdichtungsraum (16) abgewandten, ankerseitigen Bereich (1 c) hat, variierbar ist, und
einem Einlassventil (6, 8), das wenigstens eine offene Position, in der es eine Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum (16) und einer externen Fluidquelle (24, 26) schafft, und wenigstens eine geschlossene Position, in der es die Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum (16) und der externen Fluidquelle (24, 26) trennt, hat;
dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (6, 8) am ankerseitigen Bereich (1 c) des Kolbens (1 ) ausgebildet ist.
2. Einspritzvorrichtung (20) nach Anspruch 1 , wobei in dem Kolben (1 ) eine Fluidbohrung (4) ausgebildet ist, die eine Fluidverbindung zwischen dem Verdichtungsraum (16) und dem Einlassventil (6, 8) schafft.
3. Einspritzvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verdichtungsraum (16) in einer Hülse (9) ausgebildet ist und das Einlassventil (6, 8) durch das Zusammenwirken eines Bereiches (8) der Hülse (9) mit einem ankerseitigen Bereich (1 c) des Kolbens (1) ausgebildet ist.
4. Einspritzvorrichtung (20) nach Anspruch 3, wobei das Einlassventil (6, 8) durch das Zusammenwirken einer an der Hülse (9) ausgebildeten Kante (8) mit einer im ankerseitigen Bereich (1 c) des Kolbens (1) ausgebildeten Umfangsnut (6) ausgebildet ist.
5. Einspritzvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Kolben (1) im verdichtungsraumseitigen Bereich (1 b) eine verdichtungsraum- seitige Umfangsnut (5) aufweist.
6. Einspritzvorrichtung (20) nach Anspruch 5, wobei die verdichtungsraum- seitige Umfangsnut (5) in Fluidverbindung mit der Fluidbohrung (4) steht.
7. Einspritzvorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am ankerseitigen Bereich (1 c) des Kolbens (1) eine Ankerplatte (2) ausgebildet ist, in der insbesondere wenigstens ein Einstich (14) ausgebildet ist.
8. Einspritzvorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kolben (1) wenigstens eine um seinen Umfang umlaufende Nut (36) hat, die sich über wenigstens die Hälfte seiner Längserstreckung erstreckt.
9. Einspritzvorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der äußere Umfang des Kolbens (1) entlang seiner Längserstreckung ballig ausgebildet ist, so dass der Kolben (1) an seinen Enden (40) einen kleineren Durchmesser als in seinem mittleren Bereich (42) zwischen den beiden Enden (40) aufweist.
10. Einspritzvorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die zusätzlich ein Auslassventil (12) aufweist, das es ermöglicht, dass Fluid aus dem Verdichtungsraum (16) austritt, wenn der Druck im Verdichtungsraum (16) einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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