Title:
Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines Fluids und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Einspritzvorrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Einspritzvorrichtung (1) zur Zumessung eines Fluids, die folgendes aufweist:
– ein Ventil (3) mit einer Ventilnadel (5) und einem Ventilsitz (9);
– einen die Ventilnadel (5) umgebenden Düsenschaft (15), der ein Volumen des Fluids aufnimmt;
– eine sich auf der dem Ventil (3) abgewandten Seite des Düsenschafts (15) an diesen anschließende und mit diesem in Fließverbindung stehende Einlasskammer (19);
wobei die Einspritzvorrichtung (1) zumindest ein mit einem Gas gefülltes, komprimierbares Volumenausgleichselement (33) aufweist, das innerhalb der Einspritzvorrichtung (1) in Kontakt mit dem Fluid steht.





Inventors:
Jovovic, Dejan (93055, Regensburg, DE)
Lyubar, Anatoliy, Dr. (93195, Wolfsegg, DE)
Application Number:
DE102015217673A
Publication Date:
03/16/2017
Filing Date:
09/15/2015
Assignee:
Continental Automotive GmbH, 30165 (DE)
International Classes:
B05B1/32
Domestic Patent References:
DE102011018181A1N/A2014-02-13
DE102010045509A1N/A2012-03-15
DE102010039052A1N/A2012-02-09
DE102010029254A1N/A2011-12-01
DE102009000107A1N/A2010-07-15
DE102008041544A1N/A2010-03-04
Claims:
1. Einspritzvorrichtung (1) zur Zumessung eines Fluids, die folgendes aufweist:
– ein Ventil (3) mit einer Ventilnadel (5) und einem Ventilsitz (9);
– einen die Ventilnadel (5) umgebenden Düsenschaft (15), der ein Volumen des Fluids aufnimmt;
– eine sich auf der dem Ventil (3) abgewandten Seite des Düsenschafts (15) an diesen anschließende und mit diesem in Fließverbindung stehende Einlasskammer (19);
wobei die Einspritzvorrichtung (1) zumindest ein mit einem Gas gefülltes, komprimierbares Volumenausgleichselement (33) aufweist, das innerhalb der Einspritzvorrichtung (1) in Kontakt mit dem Fluid steht.

2. Einspritzvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest eine Volumenausgleichselement (33) einen Wandbereich (35) aus einem martensitausgehärteten Stahl aufweist.

3. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Volumenausgleichselement (33) Bereiche aus einem elastischen, porösen Kunststoff aufweist, wobei die Poren des Kunststoffs mit einem Gas gefüllt sind.

4. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Volumenausgleichselement (33) als Inlay (43) ausgebildet und im Innern der Einspritzvorrichtung (1) derart angeordnet ist, dass es im Wesentlichen vollständig von dem Fluid umgeben ist.

5. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zumindest eine Volumenausgleichselement (33) als Verkleidung einer Wand des Düsenschafts (15) und/oder der Einlasskammer (19) ausgebildet ist.

6. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumenausgleichselement (33) in einer Einlasskammer (19) der Einspritzvorrichtung (1) angeordnet ist.

7. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Volumenausgleichselement (33) in dem Düsenschaft (15) der Einspritzvorrichtung (1) angeordnet ist.

8. Einspritzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventilnadel (5) aus martensitausgehärtetem Stahl ausgebildet ist und in ihrem Innern einen mit Gas gefüllten Hohlraum aufweist.

9. Einspritzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Einspritzvorrichtung (1) für eine Harnstofflösung in einer Abgasnachbehandlung ausgebildet ist.

10. Kraftfahrzeug mit einer Einspritzvorrichtung (1) nach Anspruch 9.

Description:

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines Fluids. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Einspritzvorrichtung zur Zumessung einer Harnstofflösung in einem Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeuges. Sie bezieht sich weiter auf ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Einspritzvorrichtung.

Eine Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, insbesondere einer Harnstofflösung, ist beispielsweise aus der DE 2008 041 544 A1 bekannt. Bei derartigen Einspritzvorrichtungen besteht das Problem, dass das Fluid einfrieren und durch seine damit verbundene Volumenausdehnung die Einspritzvorrichtung zerstören kann. Beispielsweise gefriert Harnstofflösung bei einer Temperatur von –7°C.

Bisher wurde beispielsweise durch ein Leerspritzen der Einspritzvorrichtung beim Abstellen des Motors versucht, die Harnstofflösung weitgehend aus der Einspritzvorrichtung zu entfernen, um eine Schädigung der Einspritzvorrichtung durch eine Volumenausdehnung beim Einfrieren zu verhindern. Ein vollständiges Leerspritzen der Einspritzvorrichtung ist jedoch nicht in allen Fällen möglich und auch grundsätzlich nicht unbedingt erwünscht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines Fluids anzugeben, bei der die Gefahr einer Zerstörung durch einfrierendes Fluid vermindert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Einspritzvorrichtung zur Zumessung eines Fluids angegeben. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit der beschriebenen Einspritzvorrichtung angegeben.

Die Einspritzvorrichtung weist ein Ventil mit einer Ventilnadel und einem Ventilsitz sowie einen die Ventilnadel umgebenden Düsenschaft auf, der ein Volumen des Fluids aufnimmt. Ferner weist die Einspritzvorrichtung eine sich auf der dem Ventil abgewandten Seite des Düsenschafts an diesen anschließende und mit diesem in Fließverbindung stehende Einlasskammer auf. Die Einspritzvorrichtung weist zumindest ein mit einem Gas gefülltes, komprimierbares Volumenausgleichselement auf, das innerhalb der Einspritzvorrichtung in Kontakt mit dem Fluid steht. Der Ventilschaft ist vorzugsweise von einem Ventilkörper der Einspritzvorrichtung und/oder von dem zumindest einen Volumenausgleichselement gebildet. Die Einspritzvorrichtung ist bei einer Ausgestaltung ein Fluid-Einspritzventil.

Dabei wird hier und im Folgenden unter einem mit dem Fluid in Kontakt stehenden Volumenausgleichselement ein Volumenausgleichselement verstanden, auf das durch das Fluid Kräfte ausgeübt werden können. Insbesondere ist das Volumenausgleichselement derart ausgebildet und angeordnet, dass im Falle eines Einfrierens des Fluids aufgrund der Volumenzunahme Kräfte auf das Volumenausgleichselement ausgeübt werden. Da das Volumenausgleichselement komprimierbar ist, kann es eine Volumenausdehnung des Fluids kompensieren. Die Kompensation erfolgt insbesondere durch eine Komprimierung des Gases, mit dem das Volumenausgleichselement gefüllt ist. Insbesondere ist das Volumenausgleichselement derart ausgelegt, dass sich sein Volumen beim Erstarren einer den Ventilschaft füllenden Harnstofflösung um einen Wert verringert, der 3,5 % oder mehr, vorzugsweise um 5 % oder mehr, insbesondere zwischen einschließlich 5 % und einschließlich 9 % des Volumens des Ventilschafts entspricht. Unter dem Volumen des Ventilschafts wird dabei dasjenige Fluid-Volumen verstanden, das der Ventilschaft im Betrieb der Einspritzvorrichtung zur Einspritzung des Fluids aufnimmt.

Auf diese Weise ist die Gefahr einer Beschädigung der Einspritzvorrichtung besonders gering. Insbesondere ist das Volumenausgleichselement auf diese Weise dazu ausgebildet, die Volumenzunahme von Harnstofflösung beim Erstarren auszugleichen. Diese beträgt beispielsweise ca. 7 %.

Gemäß einer Ausführungsform weist das zumindest eine Volumenausgleichselement einen Wandbereich aus einem martensitausgehärteten Stahl auf. Der Wandbereich kann dabei die Gasfüllung ganz oder teilweise umschließen. Die Verwendung eines martensitausgehärteten Stahls für das Volumenausgleichselement hat den Vorteil, dass bei diesem Material der Übergang zwischen einem elastischen und einem plastischen Verhalten bei sehr hohen Kräften liegt, so dass das Material eine hohe Festigkeit bei einer gleichzeitig hohen Zähigkeit aufweist.

Martensitausgehärtete Stähle werden auch als „Maraging-Stähle“ (von englisch „martensite“ und „aging“ für „martensitaushärtbar“) bezeichnet. Sie weisen üblicherweise einen sehr geringen Kohlenstoffanteil auf und sind mit einem hohen Anteil Nickel legiert und können weitere Legierungselemente wie Kobalt, Molybdän, Aluminium, Kupfer, Niob und/oder Titan aufweisen, die die Ausbildung der Martensitphase im Eisen bei einer geeigneten Wärmebehandlung unterstützen. Herkömmliche Maraging-Stähle haben zwar einen verhältnismäßig hohen Nickelanteil von typischerweise mehr als 8 Gew.%, teilweise mehr als 12 Gew.%. Daneben gibt es jedoch neuere Hochleistungsstähle, die ebenfalls zu den Maraging-Stählen zählen, mit einem Nickelgehalt von nur 2–3 Gew.% und einem Mangangehalt von 9–12 Gew.%. Auch derartige Maraging-Stähle sind für den Wandbereich des Volumenausgleichselementes geeignet.

Bei dieser Ausbildung des Volumenausgleichselementes kann es insbesondere vorgesehen sein, dass ein Band oder Blech aus martensitausgehärtetem Stahl an eine Innenwand des Düsenschafts oder der Einlasskammer derart angeschweißt ist, dass zwischen der Innenwand und dem Blech oder Band aus martensitausgehärtetem Stahl eine mit Gas gefüllte Tasche ausgebildet ist, die das Volumenausgleichselement darstellt. Bei einer solchen Bauform wirkt sich ausdehnendes Fluid beim Einfrieren auf den Wandbereich aus martensitausgehärtetem Stahl, welcher seinerseits auf das dahinter eingeschlossene Gas wirkt. Die gasgefüllte Tasche wird somit komprimiert.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich das Volumenausgleichselement gezielt dort anordnen lässt, wo typischerweise die Gefahr einer Beschädigung der Einspritzvorrichtung durch stehendes Fluid besonders groß ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine Volumenausgleichselement Bereiche aus einem elastischen, porösen Kunststoff auf, wobei die Poren des Kunststoffs mit einem Gas gefüllt sind. Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls ein flexibel einsetzbares Volumenausgleichselement zur Verfügung gestellt, das gezielt dort angeordnet werden kann, wo Schäden aufgrund sich ausdehnenden Fluids zu erwarten wären. Zudem hat die Verwendung eines elastischen, porösen Kunststoffs den Vorteil, dass das Volumenausgleichselement verhältnismäßig leicht ist und nicht so einfach undicht werden kann, wodurch eine Komprimierbarkeit verloren ginge.

In einer Ausführungsform ist das zumindest eine Volumenausgleichselement als Inlay ausgebildet und im Inneren der Einspritzvorrichtung derart angeordnet, dass es im Wesentlichen vollständig von dem Fluid umgeben ist.

Dabei wird hier und im Folgenden unter einem Inlay ein separates Element verstanden, das bereits für sich das Volumenausgleichselement darstellt und in einer Kammer der Einspritzvorrichtung angeordnet wird. Das Inlay ist dann im Wesentlichen vollständig von dem Fluid umgeben, wenn es im weit überwiegenden Bereich seiner Oberfläche von Fluid umgeben ist. Kleine Oberflächenbereiche – beispielsweise von 25 % oder weniger, vorzugsweise von 10 % oder weniger, insbesondere von 5 % oder weniger – können beispielsweise für eine Aufhängung oder Befestigung des Inlays in der Kammer genutzt werden, so dass diese nicht mit dem Fluid in Berührung kommen.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine große Oberfläche des Volumenausgleichselementes für die Einwirkung von durch das Fluid ausgeübten Kräften zur Verfügung steht.

In einer alternativen Ausführungsform ist das zumindest eine Volumenausgleichselement als Verkleidung einer Wand des Düsenschafts und/oder der Einlasskammer ausgebildet. Dabei kann das Volumenausgleichselement beispielsweise als Wandverkleidung aus elastischem, porösen Kunststoff ausgebildet sein oder als gasgefüllte Tasche mit einem Wandbereich aus martensitausgehärtetem Stahl.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Befestigung des Volumenausgleichselementes innerhalb der Einspritzvorrichtung verhältnismäßig einfach ist.

Das Volumenausgleichselement kann insbesondere in einer Einlasskammer (englisch „Inlet tube“) der Einspritzvorrichtung angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann sie auch im Düsenschaft der Einspritzvorrichtung angeordnet sein.

In diesen Bereichen steht einerseits der Bauraum zur Verfügung, andererseits sind dies auch die Bereiche, in denen das Fluid steht und im Falle eines Einfrierens Schäden zu erwarten sind.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilnadel aus martensitausgehärtetem Stahl ausgebildet und weist in ihrem Inneren einen mit Gas gefüllten Hohlraum auf. Bei dieser Ausführungsform stellt die Ventilnadel selbst das Volumenausgleichselement oder eines der Volumenausgleichselemente dar. Durch ihre verformbaren Wände und den mit Gas gefüllten Hohlraum ist sie komprimierbar.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein verhältnismäßig großes Volumenausgleichselement zur Verfügung gestellt werden kann, ohne dass zusätzlicher Bauraum innerhalb der Einspritzvorrichtung geschaffen werden muss.

Die Einspritzvorrichtung ist insbesondere als Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in einer Abgasnachbehandlung ausgebildet, da aufgrund des Gefrierpunktes von Harnstofflösung von –7°C derartige Einspritzvorrichtungen entsprechend gegen eine Zerstörung durch die Volumenausdehnung des Harnstoffs geschützt werden müssen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es auch möglich, Teile der Einspritzvorrichtungaus martensitausgehärtetem Stahl auszubilden, um eine besondere Widerstandsfähigkeit zu erreichen. Beispielsweise kann eine Düsenplatte, welche insbesondere den Ventilsitz und/oder mindestens eine Düse der Einspritzvorrichtung aufweist, aus martensitausgehärtetem Stahl ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Ventilkörper – insbesondere zumindest im Bereich des Düsenschafts – aus martensitausgehärtetem Stahl ausgebildet sein. Der Düsenschaft ist bei dieser und anderen Ausgestaltungen vorzugsweise stromaufwärts von der Düsenplatte angeordnet und kann insbesondere an diese angrenzen. Düsenschaft und Düsenplatte können einstückig – d.h. insbesondere aus ein und demselben Werkstück hergestellt – oder separat gefertigt sein. Dies kann mit den beschriebenen Volumenausgleichselementen kombiniert werden oder in Alleinstellung angewandt werden, um eine bessere Festigkeit der Einspritzvorrichtung zu erhalten.

Weitere Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Einspritzvorrichtung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren näher beschriebenen Ausführungsbeispielen.

1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Einspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Erfindung.

2 zeigt schematisch ein Detail der Einspritzvorrichtung gemäß 1,

3 zeigt schematisch ein weiteres Detail der Einspritzvorrichtung gemäß 1,

4 zeigt Details zu Ausführungsformen der Volumenausgleichselemente der Einspritzvorrichtung gemäß 1,

5 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

6 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Einspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

1 zeigt eine Einspritzvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die als Einspritzvorrichtung für eine Harnstofflösung in einem System zur Abgasnachbehandlung eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.

Die Einspritzvorrichtung 1 weist ein Ventil 3 mit einer Ventilnadel 5, einer als Kugel ausgebildeten Spitze 7 und einem Ventilsitz 9 auf. Im geschlossenen Zustand ist die Spitze 7 durch die Kraft einer Feder 30 auf den Ventilsitz 9 gedrückt und verschließt somit die Düse 11. Ventilsitz 9 und Düse 11 sind in einer Düsenplatte der als Einspritzventil ausgebildeten Einspritzvorrichtung 1 enthalten. Ein Ventilgehäuse 13 umgibt das Ventil 3 sowie den Düsenschaft 15, der als Hohlraum innerhalb des Ventilgehäuses 13 ausgebildet ist und im Betrieb mit Harnstofflösung gefüllt ist. Ein Durchlass 17 in der hohl ausgebildeten Ventilnadel 5 erlaubt den Übertritt von Harnstofflösung in den Düsenschaft 15.

Auf der dem Ventil abgewandten Seite des Düsenschafts 15 schließt sich an diesen eine Einlasskammer 19 an, die durch das Einlassrohr 18 gebildet ist und die mit dem Düsenschaft 15 in Fließverbindung steht. In der Einlasskammer 19 ist ein Filter 29 für das Fluid angeordnet, über dessen Positionierung die Vorspannung der Feder 30 einstellbar ist.

Im Betrieb sind die Einlasskammer 19 und der Düsenschaft 15 mit dem einzuspritzenden Fluid – im vorliegenden Ausführungsbeispiel Harnstofflösung – gefüllt. Um ein Einspritzen von Harnstofflösung durch die Düse 11 zu ermöglichen, weist die Einspritzvorrichtung 1 eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung auf.

Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung hat eine Spule 21, einen Anker 23, ein Polstück 25 sowie eine nichtmagnetische Hülse 27, die auf ein Ende des Polstücks 25 aufgepresst ist. Der Anker 23 ist in Längsrichtung der Einspritzvorrichtung 1 gegenüber dem Ventilkörper 13 verschiebbar und nimmt die Ventilnadel 5 mit, die bei einer Verschiebung in einer Richtung weg vom Ventilsitz 9 die Düse 11 freigibt und den Austritt von Harnstofflösung durch die Düse 11 ermöglicht.

Die Einspritzvorrichtung 1 weist mit Gas gefüllte, komprimierbare Volumenausgleichselemente 33 auf, die die Kompensation einer Volumenzunahme der Harnstofflösung im Falle eines Einfrierens ermöglichen und somit eine Schädigung der Einspritzvorrichtung 1 verhindern. In der gezeigten ersten Ausführungsform ist ein erstes Volumenausgleichselement 33 im Bereich des Düsenschafts 15 angeordnet, ein zweites Volumenausgleichselement 33 ist im Bereich der Einlasskammer angeordnet. Beide Volumenausgleichselemente 33 sind in der gezeigten Ausführungsform als Wandverkleidungen ausgebildet.

Die Volumenausgleichselemente 33 gemäß dieser ersten Ausführungsform sind in den 2 und 3 im Detail dargestellt. Die 2, 3, 5 und 6 zeigen der Einfachheit halber lediglich die Hälfte der Einspritzvorrichtung 1 oberhalb der Symmetrieachse 34.

Die Volumenausgleichselemente 33 weisen jeweils eine Wand 35 auf, die durch ein dünnes Blech oder Band aus einem martensitausgehärteten Stahl gebildet ist. Die Wand 35 ist derart mit dem Ventilgehäuse 13 bzw. dem Einlassrohr 18 verschweißt, dass sich zwischen der Wand 35 und dem Ventilgehäuse 13 bzw. dem Einlassrohr 18 ein gasgefüllter Hohlraum 37 ausbildet. Der gasgefüllte Hohlraum ist insbesondere mit Luft gefüllt. Die den fluid-gefüllten Hohlraum definierende Oberfläche des Düsenschafts 15, die mit dem Fluid in Kontakt steht, wird somit von einer Oberfläche des mit dem Ventilgehäuse 13 verschweißten Volumenausgleichselements 33, sowie ggf. von Bereichen einer inneren Umfangsfläch des Ventilkörpers 13 gebildet, die von dem Volumenausgleichselement 33 unbedeckt sind.

Im Falle eines Einfrierens der Harnstofflösung und einer damit verbundenen Volumenzunahme übt die Harnstofflösung eine Kraft auf die Wand 35 der Volumenausgleichselemente 33 aus. Aufgrund dieser Kraft wird die Luft in dem gasgefüllten Hohlraum 37 komprimiert, die Wand 35 erfährt dabei eine Verformung. Auf andere Bauteile der Einspritzvorrichtung 1, beispielsweise auf das Ventilgehäuse 13 oder das Einlassrohr 18 wird keine zusätzliche Kraft ausgeübt bzw. eine auf diese ausgeübte Kraft ist stark vermindert, dadurch, dass die Volumenausgleichselemente 33 den überwiegenden Teil der Volumenzunahme oder sogar die gesamte Volumenzunahme der Harnstofflösung kompensieren. Die Belastung der Einspritzvorrichtung 1 aufgrund einfrierenden Fluids ist somit stark reduziert und ihre Lebensdauer somit erhöht.

4 zeigt verschiedene Ausführungsformen der Volumenausgleichselemente 33 gemäß den 1 bis 3. Während die Wand 35 in der oberen Darstellung gemäß 4 weitgehend parallel zur Innenwand des Ventilgehäuses 13 bzw. des Einlassrohrs 18 verläuft, hat die Wand 35 in der unteren Darstellung gemäß 4 im Schnitt einen wellenförmigen Verlauf. Dadurch ist ihre Oberfläche vergrößert und ihre Verformbarkeit erhöht.

5 zeigt eine Einspritzvorrichtung 1 für eine flüssige Harnstofflösung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in den 1 bis 3 gezeigten dadurch, dass das Volumenausgleichselement 33 durch die Ventilnadel 5 selbst gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Ventilnadel 5 abgeschlossen und innen hohl ausgebildet. Da sie geschlossen ist, ist sie im Betrieb nicht mit Harnstofflösung gefüllt. Vielmehr weist sie einen festen Grundkörper 45 auf, der beispielsweise aus martensitausgehärtetem Stahl bestehen kann, und einen darum angeordneten und mit dem Grundkörper verbundenen komprimierbaren Körper 47, der das Volumenausgleichselement 33 bildet. Der komprimierbare Körper 47 kann, wie bereits im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen beschrieben, aus porösem Kunststoff ausgebildet sein oder eine Wand 35 mit einem gasgefüllten Hohlraum 39 dahinter aufweisen.

In der gezeigten Ausführungsform weist der martensitausgehärtete Stahl eine Zusammensetzung auf von 8 Gew.% Nickel, 1 Gew.% Molybdän, 13 Gew.% Chrom, maximal 0,5 Gew.% Beryllium, Rest Eisen. Dieses Material weist eine sehr gute Verformbarkeit gute Federeigenschaften sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Wie sich herausgestellt hat, ist es aufgrund dieser Eigenschaften zur Ausbildung von Volumenausgleichselementen 33 sehr gut geeignet.

Da die Ventilnadel 5 in dieser Ausführungsform abgeschlossen und nicht mit Harnstofflösung gefüllt ist, ist oberhalb der Ventilnadel 5 im Bereich des Ankers 23 ein Durchlass 41 für die Harnstofflösung aus der Einlasskammer 19 in den Düsenschaft 15 vorgesehen.

6 zeigt eine Einspritzvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen dadurch, dass das Volumenausgleichselement 33 durch ein innerhalb der Einlasskammer 19 angeordnetes Inlay 43 ausgebildet ist. Das Inlay 43 ist als komprimierbarer Körper ausgebildet, beispielsweise als Kunststoffkörper aus einem elastischen Kunststoff mit gasgefüllten Poren darin oder als Körper mit Metallwandung, der einen gasgefüllten Hohlraum umgibt. Als Material für die Metallwandung kann beispielsweise Stahl eingesetzt werden. Geeignet sind neben Maraging-Stählen auch Edelstähle.

Das Inlay 43 ist im Wesentlichen von Harnstofflösung umgeben, da es zentral in der Einlasskammer 19 angeordnet ist. In der Ausführungsform gemäß 6 ist es entlang der Symmetrieachse 34 der Einspritzvorrichtung 1 angeordnet. In dieser Position, in der es dem Fluid eine große Oberfläche bietet, ist das Inlay 43 in der Einlasskammer 19 fixiert. Die Befestigung, die in 6 nicht gezeigt ist, kann beispielswiese durch Clipsen – d.h. insbesondere durch Befestigung mittels einer Federklammer – erfolgen.

Im Falle eines Einfrierens der Harnstofflösung wirken von allen Seiten Kräfte auf das Inlay 43 und komprimieren es, um die Volumenzunahme der Harnstofflösung auszugleichen, so dass eine Beschädigung der Einspritzvorrichtung 1 verhindert wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 2008041544 A1 [0002]