DE102009048514A1 - Injektorhalterung - Google Patents
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Abstract
Injektorhalterung (1) zur vollständigen Aufnahme wenigstens eines Injektors (10), aufweisend ein Gehäuse (20) mit mindestens einer Injektorkammer (9), wobei die mindestens eine Injektorkammer (9) eine erste Öffnung (2) und eine zweite Öffnung (3) aufweist, wobei die erste Öffnung (2) der Injektorkammer (9) mit einem abgasleitenden Bereich (12) einer Abgasleitung (8) verbindbar ist und die zweite Öffnung (3) der Injektorkammer (9) durch einen Verschluss (6) wiederholbar verschließbar ist.Injector holder (1) for completely accommodating at least one injector (10), comprising a housing (20) with at least one injector chamber (9), the at least one injector chamber (9) having a first opening (2) and a second opening (3) , wherein the first opening (2) of the injector chamber (9) can be connected to an exhaust-gas conducting area (12) of an exhaust gas line (8) and the second opening (3) of the injector chamber (9) can be repeatedly closed by a closure (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektorhalterung zur Aufnahme eines Injektors. Solche Injektoren können insbesondere zur Zugabe eines Reduktionsmittels zu einem Abgassystem eingesetzt werden.The present invention relates to an injector holder for receiving an injector. Such injectors can be used in particular for adding a reducing agent to an exhaust system.
Es ist bekannt, den Stickoxidgehalt im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) zu verringern. Hierbei wird dem Abgas eine unmittelbar reduzierend wirkende Substanz wie Ammoniak oder ein Vorprodukt davon zugeführt. Als Vorprodukt kann bspw. eine Harnstoff-Wasser-Lösung verwendet werden. Ammoniak wird bei der selektiven katalytischen Reduktion mit Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid zu molekularem Stickstoff und Wasser umgewandelt. Die selektive katalytische Reduktion findet in einem SCR-Katalysator statt.It is known to reduce the nitrogen oxide content in the exhaust gas of an internal combustion engine by a selective catalytic reduction (SCR). In this case, the exhaust gas is fed to an immediately reducing substance such as ammonia or a precursor thereof. As a precursor, for example, a urea-water solution can be used. Ammonia is converted to molecular nitrogen and water by selective catalytic reduction with nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. The selective catalytic reduction takes place in an SCR catalyst.
Die Einbringung von Reduktionsmittel in das Abgas erfolgt über einen Injektor. Dieser Injektor weist regelmäßig eine Befestigungseinrichtung auf, mit deren Hilfe der Injektor an einer Abgasleitung befestigt ist. Der Injektor spritzt das Reduktionsmittel auf diese Weise direkt in die Abgasleitung ein. Der Injektor ist regelmäßig hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, so dass dieser bei Beschädigungen ausgewechselt werden muss. Ein Auswechseln des Injektors ist jedoch regelmäßig nicht kostengünstig und einfach möglich.The introduction of reducing agent in the exhaust gas via an injector. This injector regularly has a fastening device, by means of which the injector is attached to an exhaust pipe. The injector injects the reducing agent in this way directly into the exhaust pipe. The injector is regularly exposed to high thermal and mechanical loads, so that it must be replaced in case of damage. However, replacement of the injector is usually not inexpensive and easy.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Injektorhalterung anzugeben, die die thermischen und mechanischen Belastungen auf den Injektor reduziert und ein einfaches und kostengünstiges Wechseln des Injektors ermöglicht. Darüber hinaus soll auch eine Abgasleitung angegeben werden, die eine besonders einfache Anbindung eines Injektors mit einer Injektorhaltung ermöglicht.The object of the invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and in particular to provide an injector holder, which reduces the thermal and mechanical stresses on the injector and allows a simple and cost-effective replacement of the injector. In addition, an exhaust pipe should be specified, which allows a particularly simple connection of an injector with an injector.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Injektorhalterung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einer Abgasleitung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are achieved with an injector holder according to the features of
Die erfindungsgemäße Injektorhalterung dient zur vollständigen Aufnahme wenigstens eines Injektors und weist ein Gehäuse mit zumindest einer Injektorkammer auf, wobei die mindestens eine Injektorkammer eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei die erste Öffnung der Injektorkammer mit einem Abgas leitenden Bereich einer Abgasleitung verbindbar ist und die zweite Öffnung der Injektorkammer durch einen Verschluss verschließbar ist.The injector holder according to the invention serves to fully receive at least one injector and has a housing with at least one injector, wherein the at least one injector has a first opening and a second opening, wherein the first opening of the injector is connectable to an exhaust gas conducting region of an exhaust pipe and the second opening of the injector can be closed by a closure.
Bei dem Gehäuse handelt es sich insbesondere um einen metallischen Körper, der bevorzugt aus einem rohrförmigen Hohlprofil besteht. Gleichwohl sind jedoch auch andere Gehäuseformen möglich, sofern dieses die vollständige Aufnahme eines Injektors in einer Injektorkammer ermöglicht. Das Gehäuse weist eine Länge auf, die sich entlang einer Zentrumsachse (bzw. im Falle eines rohrförmigen Gehäuses) entlang einer Mittelachse erstreckt. Im Falle eines rohrförmigen Gehäuses erstreckt sich die Länge zudem von einer ersten Stirnseite des Gehäuses zu einer zweiten Stirnseite des Gehäuses. Die Länge beträgt maximal 20 cm, bevorzugt maximal 15 cm und besonders bevorzugt maximal 10 cm. Das Gehäuse weist ferner eine Breite (bzw. im Falle eines rohrförmigen Gehäuses einen Durchmesser) auf, die sich orthogonal zur Länge (bzw. Zentrumsachse oder Mittelachse) erstreckt und die maximal 10 cm, bevorzugt maximal 5 cm, und besonders bevorzugt maximal 2,5 cm beträgt. Das Gehäuse der Injektorhalterung weist zudem mindestens eine Injektorkammer auf, wobei es sich um einen Hohlraum handelt, in den zumindest ein Injektor vollständig angeordnet werden kann. „Vollständig” bedeutet insbesondere, dass der Injektor an keiner Stelle über eine äußere Begrenzung des Gehäuses (den Öffnungen z. B.) der Injektorhalterung hinausragt. Der Injektor besteht zumindest aus einem Injektorgehäuse mit einem Reduktionsmittelzulauf, einer Düse und einem Ventil zur Steuerung einer Reduktionsmittelabgabe des Injektors. Zudem kann der Injektor auch einen Anschluss für Steuersignale einer SCR-Steuerung aufweisen.The housing is in particular a metallic body, which preferably consists of a tubular hollow profile. However, other forms of housing are possible, provided that this allows the complete inclusion of an injector in an injector. The housing has a length that extends along a center axis (or in the case of a tubular housing) along a central axis. In the case of a tubular housing, the length also extends from a first end face of the housing to a second end face of the housing. The length is a maximum of 20 cm, preferably a maximum of 15 cm and more preferably a maximum of 10 cm. The housing further has a width (or in the case of a tubular housing a diameter) which extends orthogonal to the length (or center axis or central axis) and the maximum of 10 cm, preferably at most 5 cm, and more preferably at most 2.5 cm is. The housing of the injector holder also has at least one injector chamber, which is a cavity into which at least one injector can be completely arranged. In particular, "complete" means that the injector does not extend beyond an outer boundary of the housing (the openings, for example) of the injector holder at any point. The injector consists at least of an injector housing with a reducing agent inlet, a nozzle and a valve for controlling a reducing agent delivery of the injector. In addition, the injector can also have a connection for control signals of an SCR control.
Die erste Öffnung der Injektorkammer ist so angeordnet und ausgestaltet, dass durch den Injektor ein Reduktionsmittel in eine Abgasleitung einbringbar ist. Insbesondere fluchtet die erste Öffnung mit einer Düse des Injektors und befindet sich, insbesondere im Falle eines rohrförmigen Gehäuses, im Bereich einer ersten Stirnseite des Gehäuses. Des Weiteren ist die zweite Öffnung der Injektorkammer so angeordnet und ausgestaltet, dass der Injektor leicht austauschbar und/oder zugänglich ist. Hierfür befindet sich die zweite Öffnung bevorzugt gegenüber der ersten Öffnung, insbesondere im Bereich einer zweiten Stirnseite des Gehäuses. Die zweite Öffnung ist im Weiteren durch einen Verschluss verschließbar, wobei die zweite Öffnung bevorzugt während eines betriebsbereiten Zustandes des Injektors verschlossen und während der Wartung des Injektors geöffnet ist. Der Verschluss kann mit bekannten Mitteln mit an dem Gehäuse der Injektorhalterung befestigt werden, insbesondere auch durch eine Crimpverbindung.The first opening of the injector chamber is arranged and configured such that a reducing agent can be introduced into an exhaust gas line through the injector. In particular, the first opening is aligned with a nozzle of the injector and is, in particular in the case of a tubular housing, in the region of a first end face of the housing. Furthermore, the second opening of the injector chamber is arranged and configured so that the injector is easily replaceable and / or accessible. For this purpose, the second opening is preferably opposite the first opening, in particular in the region of a second end face of the housing. The second opening is subsequently closable by a closure, wherein the second opening is preferably during an operational state of the injector closed and opened during the maintenance of the injector. The closure can be attached by known means to the housing of the injector holder, in particular also by a crimp connection.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Verschluss wiederholbar verschließbar. Um eine wiederholbare Verschließbarkeit der zweiten Öffnung zu realisieren, kann der Verschluss mit dem Gehäuse der Injektorhalterung im Bereich der zweiten Öffnung insbesondere verschraubt werden. Hierzu weist das Gehäuse im Bereich der zweiten Öffnung und der Verschlusses ein entsprechendes Gewinde auf. Gleichwohl kann die zweite Öffnung der Injektorkammer auch durch Festklemmen des Verschlusses oder durch einen Bajonettverschluss des Verschlusses an dem Gehäuse der Injektorhalterung befestigt werden.According to a further embodiment, the closure is repeatably closable. In order to realize a repeatable closeability of the second opening, the closure can in particular be screwed to the housing of the injector holder in the region of the second opening. For this purpose, the housing has a corresponding thread in the region of the second opening and the closure. However, the second opening of the injector chamber may also be secured to the housing of the injector holder by clamping the closure or by a bayonet lock of the closure.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der mindestens einen Injektorkammer ein Injektor angeordnet ist, der mit einer ersten Dichtung und mit einer zweiten Dichtung in der Injektorkammer gelagert ist.In a further embodiment it is provided that in the at least one injector chamber, an injector is arranged, which is mounted with a first seal and with a second seal in the injector.
Der Injektor ist mit der ersten Dichtung und mit der zweiten Dichtung in der Injektorkammer so gelagert, dass der Injektor von dem Gehäuse der Injektorhalterung schwingungsgedämpft oder sogar schwingungsentkoppelt ist. Hierzu ist der Injektor mit Hilfe der ersten Dichtung und der zweiten Dichtung insbesondere von dem Gehäuse beabstandet gelagert. Hierdurch können die auf den Injektor wirkenden mechanischen Belastungen, insbesondere Schwingungsbelastungen, und/oder thermischen Belastungen effektiv reduziert werden. Bei der zweiten Dichtung handelt es sich insbesondere um einen O-Ring aus Gummi.The injector is mounted with the first seal and with the second seal in the injector chamber such that the injector is vibration damped or even vibration decoupled from the housing of the injector holder. For this purpose, the injector with the aid of the first seal and the second seal is mounted in particular spaced from the housing. As a result, the mechanical loads acting on the injector, in particular vibration loads, and / or thermal loads can be effectively reduced. The second seal is in particular a rubber O-ring.
Besonders vorteilhaft ist, wenn es sich bei der ersten Dichtung um eine radial wirkende Dichtung handelt, die zumindest teilweise aus Gummi, oder zumindest teilweise aus Glimmer besteht. Die erste Dichtung ist insbesondere dazu geeignet, die Injektorkammer (zusammen mit dem Injektor) gegenüber einem abgasleitenden Bereich einer Abgasleitung abzudichten. Bei „Glimmer” handelt es sich um ein Alumosilikat. Alumosilikate sind Minerale, in denen Silizium tetraedrisch von vier Sauerstoff-Atomen umgeben ist.It is particularly advantageous if the first seal is a radially acting seal which consists at least partially of rubber, or at least partially of mica. The first seal is particularly suitable for sealing the injector chamber (together with the injector) with respect to an exhaust gas-conducting region of an exhaust gas line. "Glimmer" is an aluminosilicate. Aluminosilicates are minerals in which silicon is tetrahedrally surrounded by four oxygen atoms.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung besteht die zweite Dichtung zumindest teilweise aus Gummi, oder zumindest teilweise aus Glimmer. Hierbei hat sich Gummi als besonders vibrationsdämpfend und Glimmer als besonders hitzebeständig herausgestellt.According to a further expedient embodiment, the second seal consists at least partially of rubber, or at least partially made of mica. Here, rubber has proven to be particularly vibration-damping and mica as particularly heat-resistant.
Ganz besonders bevorzugt ist, dass die erste Dichtung (nur) mit Glimmer und die zweite Dichtung (nur) mit Gummi gebildet sind.It is particularly preferred that the first seal (only) with mica and the second seal (only) are formed with rubber.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Injektorkammer mindestens eine Ausnehmung, bevorzugt mehrere Ausnehmungen, in dem Gehäuse aufweist. Diese Ausnehmungen erstrecken sich, ausgehend von der Injektorkammer, bevorzugt vollständig durch das Gehäuse der Injektorhalterung. Hierbei sind die Ausnehmungen bevorzugt radial, insbesondere über 360°, über eine Umfangsfläche des Gehäuses (gleich) verteilt. Es wurde überraschend festgestellt, dass sich durch solche Ausnehmungen durch Schwingungen entstehende Geräusche und/oder durch den Injektor entstehende Geräusche reduzieren lassen. Zudem kann über diese Ausnehmungen im betriebsbereiten Zustand des Injektors, das heißt insbesondere wenn die Injektorhalterung über die erste Öffnung an eine Abgasleitung angeschlossen ist und die zweite Öffnung durch den Verschluss verschlossen ist, ein Druckausgleich zwischen der Injektorkammer und der Umgebung erfolgen, wenn sich die Injektorkammer während des Betriebes des Injektors erwärmt.In a further development of the invention, it is proposed that the injector chamber has at least one recess, preferably a plurality of recesses, in the housing. These recesses extend, starting from the injector chamber, preferably completely through the housing of the injector holder. Here, the recesses are preferably radially, in particular over 360 °, distributed over a peripheral surface of the housing (equal). It has surprisingly been found that can be reduced by such recesses by vibrations resulting noise and / or generated by the injector noise. In addition, these recesses in the ready state of the injector, that is, in particular when the injector is connected via the first opening to an exhaust pipe and the second opening is closed by the closure, a pressure equalization between the injector and the environment take place when the injector heated during operation of the injector.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Injektorhalterung mindestens einen Strahlungskragen aufweist. Dieser mindestens eine Strahlungskragen ist an der Umfangsfläche des Gehäuses der Injektorhalterung radial angeordnet und besteht aus einem wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere Metall. Hierdurch kann einerseits eine Kühlung des Gehäuses der Injektorhalterung erreicht werden, und andererseits können Anschlussleitungen des Injektors vor Wärmestrahlung der Injektorhalterung und/oder Abgasleitung geschützt werden.It is particularly advantageous if the injector holder has at least one radiation collar. This at least one radiation collar is arranged radially on the circumferential surface of the housing of the injector holder and consists of a thermally conductive material, in particular metal. In this way, on the one hand, cooling of the housing of the injector holder can be achieved, and on the other hand connecting lines of the injector can be protected from heat radiation of the injector holder and / or exhaust pipe.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Versorgungsleitung oder zumindest eine Steuerleitung in die Injektorkammer führt. Bei der Versorgungsleitung handelt es sich bevorzugt um eine Leitung, die ein Reduktionsmittel aus einem Reduktionsmittelreservoir zu dem Injektor leitet und/oder umgekehrt. Bei der Steuerleitung handelt es sich bevorzugt um eine elektrische Leitung, die den Injektor mit einer Steuereinrichtung eines SCR-Systems datenleitend und/oder elektrisch verbindet.Furthermore, it is advantageous if at least one supply line or at least one control line leads into the injector chamber. The supply line is preferably a line which directs a reducing agent from a reducing agent reservoir to the injector and / or vice versa. The control line is preferably an electrical line which connects the injector to a control device of an SCR system in a data-conducting and / or electrical manner.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform weist der Verschluss zumindest eine Steckerhalterung auf. Hierbei handelt es sich bspw. um eine Klemmvorrichtung, die einen Stecker, der die Versorgungsleitung und/oder Steuerleitung an dem Verschluss befestigt, gegen Verrutschen sichert. Der Stecker sitzt hierbei bevorzugt auf einem Versorgungsanschluss des Verschlusses und/oder Steueranschluss des Verschlusses. Der Versorgungsanschluss des Verschlusses und der Steueranschluss des Verschlusses dienen der Verbindung der Versorgungsleitung und/oder Steuerleitung mit dem in der Injektorkammer angeordneten Injektors.According to a further expedient embodiment, the closure has at least one plug holder. This is, for example, a clamping device which secures a plug which secures the supply line and / or control line to the closure against slipping. In this case, the plug preferably sits on a supply connection of the closure and / or control connection of the closure. The supply connection of the closure and the control connection of the closure serve to connect the supply line and / or control line to the injector arranged in the injector.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend, wird auch eine Abgasleitung, aufweisend ein an der Abgasleitung fixiertes Verbindungselement und eine lösbar mit dem Verbindungselement verbundene Injektorhalterung, vorgeschlagen. According to a further aspect of the invention, an exhaust pipe, comprising a connecting element fixed to the exhaust pipe and an injector holder releasably connected to the connecting element, are also proposed.
Bei dem Verbindungselement handelt es sich insbesondere um eine Muffe, eine Mutter oder ein sonstiges Element, das geeignet ist, eine Injektorhalterung aufzunehmen, wobei das Verbindungselement insbesondere durch eine Schweißverbindung an der Abgasleitung fixiert ist. An diesem Verbindungselement ist eine Injektorhalterung lösbar, bspw. durch eine Schraubverbindung, verbunden.The connecting element is, in particular, a sleeve, a nut or another element which is suitable for receiving an injector holder, wherein the connecting element is fixed in particular to the exhaust pipe by means of a welded connection. An injector holder is detachably connected to this connecting element, for example by a screw connection.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figure. It should be noted that the figure shows a particularly preferred embodiment of the invention, but this is not limited thereto. It shows schematically:
Die
Darüber hinaus weist der Verschluss
Das Gehäuse
Ausgehend von der Abgasleitung
Durch die hier gezeigte Injektorhalterung kann ein Injektor effektiv vor thermischen und mechanischen Belastungen geschützt und besonders einfach und kostengünstig gewechselt werden.Due to the injector holder shown here, an injector can be effectively protected against thermal and mechanical stresses and can be exchanged in a particularly simple and cost-effective manner.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- InjektorhalterungInjektorhalterung
- 22
- erste Öffnungfirst opening
- 33
- zweite Öffnungsecond opening
- 44
- erste Dichtungfirst seal
- 55
- zweite Dichtungsecond seal
- 66
- Verschlussshutter
- 77
- Verbindungselementconnecting element
- 88th
- Abgasleitungexhaust pipe
- 99
- Injektorkammerinjector chamber
- 1010
- Injektorinjector
- 1111
- Schweißverbindungwelded joint
- 1212
- Abgasleitender BereichExhaust gas conducting area
- 1313
- Ausnehmungrecess
- 1414
- Strahlungskragenradiation collar
- 1515
- Versorgungsleitungsupply line
- 1616
- Steuerleitungcontrol line
- 1717
- Steckerhalterungplug holder
- 1818
- Versorgungsanschlusssupply terminal
- 1919
- Steueranschlusscontrol connection
- 2020
- Gehäusecasing
- 2121
- Längelength
- 2222
- Breitewidth
- 2323
- Zentrumsachsecentral axis
- 2424
- erste Stirnseitefirst end face
- 2525
- zweite Stirnseitesecond end face
- 2626
- Umfangsflächeperipheral surface
- 2727
- Außenwandouter wall
- 2828
- Aufnahmeadmission
- 2929
- Steckerplug
- 3030
- ReduktionsmittelreservoirReducing agent reservoir
- 3131
- SCR-SteuerungSCR control
- 3232
- Düsejet
- 3333
- Injektorgehäuseinjector
- 3434
- VentilValve
Claims (10)
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