-
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Einbringen eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Dosiervorrichtung eine Ventileinheit und eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme der Ventileinheit umfasst.
-
Stand der Technik
-
Zur Abgasnachbehandlung in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Dieselmotoren, ist es bekannt, in ein Abgasrohr des Verbrennungsmotors ein flüssiges Medium, insbesondere eine Harnstofflösung, welche auch als AdBlue® bezeichnet wird, einzubringen. Hierzu sind Dosiervorrichtungen bekannt, welche an dem Abgasrohr befestigt sind und das Medium in das Abgasrohr einspritzen.
-
Eine gattungsgemäße Dosiervorrichtung ist aus der
DE 10 2013 224 739 A1 bekannt. Die Dosiervorrichtung umfasst ein Einspritzventil und eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Einspritzventils. Das Einspritzventil und die Aufnahmevorrichtung sind an einem Abgasrohr befestigt und erstrecken sich in radialer Richtung von dem Abgasrohr weg. Zwischen dem Einspritzventil und der Aufnahmevorrichtung ist ein Dehnungskompensationselement vorgesehen, welches unterschiedliche Längenänderungen der Aufnahmevorrichtung und des Einspritzventils infolge von thermischer Expansion bei erhöhter Arbeitstemperatur kompensiert. Das Dehnungskompensationselement ist beispielsweise als Tellerfeder oder als Faltenbalg ausgestaltet.
-
Aus der
DE 10 2008 041 486 ist eine Dosiervorrichtung bekannt, welche ein Dosierventil zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in den Abgasbereich enthält und von einer Haltevorrichtung oder einem Adapter aufgenommen wird, mittels derer eine Anbindung an den Abgasstrang erfolgt. Um das Reduktionsmittel optimal in das Abgas einbringen zu können, muss das Dosiermodul möglichst nahe an dem heißen Abgasstrang positioniert werden, wobei im Abgasstrang von Verbrennungskraftmaschinen Maximaltemperaturen von 700°C erreicht werden. Aufgrund dieses zwangsläufig hohen Wärmeeintrags in das Dosiermodul besteht die Gefahr der Überhitzung der Materialien, beispielsweise derjenigen für Isolierungen und Dichtungen, was die Funktionstüchtigkeit der Dosiereinheit nachhaltig beeinträchtigt. Aus Gründen der Bauteilfestigkeit und dem Materialschutz vor Überhitzung sind Kühleinrichtungen bekannt, welche eine nicht zu überschreitende Grenztemperatur des Dosiermoduls von etwa 150°C gewährleisten sollten.
-
Aus der
DE 10 2009 047 375 A1 geht ein Dosiermodul zum Dosieren eines Reduktionsmittels in den Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine hervor, welches einer Kühleinrichtung zugeordnet ist. Neben einer passiven Kühlung durch Kühlrippen am Dosiermodul wird ein mit einem Fluid gefüllter Kühlkörper eingesetzt. Beispielsweise umfasst ein Kühlgehäuse eine Metallhülse und Kunststoffteile, wobei es mehrteilig ausgebildet sein kann und mittels O-Ringen abgedichtet wird und auf einer Aufnahmehülse des Dosiermoduls montiert ist.
-
Aus der
WO 2012/049175 ist eine Halterung für einen Injektor bekannt, beispielsweise zum Einbringen eines flüssigen Stoffes in ein Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Injektor in einem Grundkörper und einer Kappe vollständig aufgenommen ist. Der Grundkörper wird aus miteinander verbundenen Blechen gebildet, beispielsweise durch eine Löt- oder Schweißverbindung, die zusammen eine Ringkammer bilden, wobei der darin aufgenommene Injektor von dieser radial umschlossen wird und so eine Hitzebarriere darstellt. Die Ringkammer, welche teilweise von dem Gehäuse des Injektors begrenzt ist, wird mit einem Kühlmedium beaufschlagt. Der Grundkörper und das Gehäuse des Injektors sind in den Anlagebereichen miteinander verklebt oder formschlüssig mittels Bördeln verbunden. Die Dichtigkeit des Systems wird durch mindestens eine die Klebeverbindungen ergänzende Dichtung erreicht. Die Verwendung von Elastomeren zur Abdichtung, Lagerung und/oder Isolation begrenzt die maximal zulässige Temperatur der Dosiermodule.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es wird eine Dosiervorrichtung zum Einbringen eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr einer Verbrennungskraftmaschine, vorgeschlagen, welche eine Ventileinheit und eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme der Ventileinheit umfasst. Dabei erstrecken sich die Aufnahmevorrichtung und die Ventileinheit entlang einer Achse in Axialrichtung, wobei bei einer Ruhetemperatur eine Länge der Aufnahmevorrichtung in Axialrichtung zumindest annähernd gleich einer Länge der Ventileinheit in Axialrichtung ist. Die Ruhetemperatur entspricht dabei beispielsweise der üblichen Raumtemperatur von 20°C.
-
Erfindungsgemäß sind die Aufnahmevorrichtung und die Ventileinheit derart ausgebildet, dass die Differenz einer Längenänderung der Ventileinheit in Axialrichtung aufgrund thermischer Expansion bei einer Ventiltemperatur und einer Längenänderung der Aufnahmevorrichtung in Axialrichtung aufgrund thermischer Expansion bei einer Aufnahmetemperatur höchstens einen maximalen Verhältniswert relativ zu der Länge der Ventileinheit bei Ruhetemperatur erreicht. Das bedeutet, die Aufnahmevorrichtung und die Ventileinheit dehnen sich bei im Betrieb der Dosiervorrichtung zu erwartenden Arbeitstemperaturen annähernd gleich weit in Axialrichtung aus oder schrumpfen annähernd gleichartig. Unter Expansion ist vorliegend eine Ausdehnung bei steigender Temperatur ebenso wie ein Schrumpfen bei sinkender Temperatur zu verstehen.
-
Bei der entsprechenden Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit wird vorzugsweise davon ausgegangen, dass die Ventiltemperatur in einem Bereich von 60 K unterhalb und 200 K oberhalb der Ruhetemperatur liegt, und dass die Aufnahmetemperatur in einem Bereich von 60 K unterhalb und 200 K oberhalb der Ruhetemperatur liegt, und dass ein Temperaturunterschied zwischen der Ventiltemperatur und der Aufnahmetemperatur maximal 100 K beträgt.
-
Bei der Ausbildung oder Auslegung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit können auch diskrete Arbeitstemperaturen zugrunde gelegt werden. Beispielsweise kann bei der Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit davon ausgegangen werden, dass die Ventiltemperatur 100° C beträgt und somit um 80 K größer als die angenommene Ruhetemperatur von 20° C ist, und dass die Aufnahmetemperatur 80° C beträgt und ist somit um 60 K größer als die angenommene Ruhetemperatur von 20° C ist.
-
Beispielsweise kann bei der Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit auch davon ausgegangen werden, dass die Ventiltemperatur und die Aufnahmetemperatur maximal oder genau 100° C betragen und somit um 80 K größer als die angenommene Ruhetemperatur von 20° C sind.
-
Vorzugsweise wird bei der Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit davon ausgegangen, dass die Aufnahmetemperatur der Aufnahmevorrichtung kleiner oder gleich der Ventiltemperatur der Ventileinheit ist. Dieser Zusammenhang ergibt sich insbesondere, wenn die Aufnahmevorrichtung konstruktionsbedingt effektiver gekühlt ist als die Ventileinheit. Unter bestimmten Umständen kann aber auch die Aufnahmetemperatur größer als die Ventiltemperatur sein.
-
Bei der entsprechenden Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit wird vorzugsweise davon ausgegangen, dass der maximale Verhältniswert, welchen die Differenz der Längenänderung der Ventileinheit und der Längenänderung der Aufnahmevorrichtung relativ zu der Länge der Ventileinheit bei Ruhetemperatur in Axialrichtung aufgrund thermischer Expansion höchstens erreicht, kleiner als 2 ‰ ist. Besagter Zahlenwert für den maximalen Verhältniswert hängt von zu erwartenden Spannungen in den Materialien der Ventileinheit und der Aufnahmevorrichtung ab und ist somit insbesondere von deren Materialeigenschaften sowie von deren geometrischen Eigenschaften abhängig. Je nach verwendeten Materialien kann der maximale Verhältniswert auch beispielsweise 1,5 ‰ oder 1,2 ‰ oder 1‰ betragen.
-
Vorzugsweise ist die Ventileinheit zumindest annähernd rotationssymmetrisch zu der Achse ausgebildet, entlang der sich die Ventileinheit in Axialrichtung erstreckt. Ist die Dosiervorrichtung an einem Abgasrohr einer Verbrennungskraftmaschine angebracht, so verläuft diese Achse vorzugsweise rechtwinklig zu einer Zentralachse des Abgasrohrs.
-
Vorzugsweise ist auch die Aufnahmevorrichtung zumindest annähernd rotationssymmetrisch zu der Achse ausgebildet, entlang der sich die Ventileinheit in Axialrichtung erstreckt. Ist die Dosiervorrichtung an einem Abgasrohr einer Verbrennungskraftmaschine angebracht, so verläuft diese Achse vorzugsweise rechtwinklig zu einer Zentralachse des Abgasrohrs.
-
Vorteilhaft umschließt die Aufnahmevorrichtung die Ventileinheit in Radialrichtung bezüglich der Achse, entlang der sich die Ventileinheit und die Aufnahmevorrichtung in Axialrichtung erstrecken. Durch einen derartigen Aufbau ist eine effektive Flüssigkeitskühlung der Dosiervorrichtung und dabei insbesondere der Ventileinheit möglich.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufnahmevorrichtung und die Ventileinheit an beiden in Axialrichtung gegenüberliegenden Endbereichen miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels Schweißnähten. Die Länge der Ventileinheit sowie die Länge der Aufnahmevorrichtung in Axialrichtung entsprechen somit dem Abstand zwischen den beiden besagten Schweißnähten in den gegenüberliegenden Endbereichen.
-
Vorzugsweise weist die Ventileinheit mindestens zwei Bauteile auf, welche in Axialrichtung aneinander anschließend angeordnet sind. Die besagten mindestens zwei Bauteile sind insbesondere ein Einspritzventil und ein daran angeschlossenes Anschlussrohr zur Zuleitung des Reduktionsmittels zu dem Einspritzventil. Das Anschlussrohr ist dabei vorzugsweise mit dem Einspritzventil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.
-
Ferner weist die Aufnahmevorrichtung mindestens zwei Bauteile auf, welche in Axialrichtung aneinander anschließend angeordnet sind. Die besagten mindestens zwei Bauteile sind vorzugsweise miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.
-
Eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung findet vorteilhaft Verwendung in einem Kraftfahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor, mit einem Abgasrohr aufweist.
-
Vorteile der Erfindung
-
Dadurch, dass die Aufnahmevorrichtung und die Ventileinheit sich bei den zu erwartenden Arbeitstemperaturen aufgrund thermischer Expansion annähernd gleich weit in Axialrichtung ausdehnen, entstehen keine oder nur geringfügige mechanische Spannungen innerhalb der Dosiervorrichtung. Aufgrund von verschiedenen und wechselnden Arbeitstemperaturen sind geringfügig unterschiedliche Ausdehnungen der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit nicht vollständig auszuschließen. Die relativ geringen mechanischen Spannungen, die durch die geringfügig unterschiedlichen Ausdehnungen der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit entstehen, können dabei durch elastische Verformungen der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit ausgeglichen werden.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dosiervorrichtung ist insbesondere kein zusätzliches Kompensationselement zur Kompensation unterschiedlicher Ausdehnungen der Aufnahmevorrichtung und der Ventileinheit erforderlich. Dadurch ist die Fertigung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Dosiervorrichtung vereinfacht und kostengünstiger.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch eine Dosiervorrichtung und
-
2 eine vereinfachte Ersatzdarstellung der in 1 gezeigten Dosiervorrichtung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
-
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Dosiervorrichtung 10 zum Einbringen eines Reduktionsmittels in ein Abgasrohr 12 einer Verbrennungskraftmaschine. Die Dosiervorrichtung 10 ist dabei an dem Abgasrohr 12 befestigt und umfasst eine Ventileinheit 80 und eine Aufnahmevorrichtung 50 zur Aufnahme der Ventileinheit 80.
-
Die Ventileinheit 80 und die Aufnahmevorrichtung 50 erstrecken sich entlang der Achse X, welche annähernd rechtwinklig zu einer Zentralachse des Abgasrohrs 12 verläuft. Die Ventileinheit 80 und die Aufnahmevorrichtung 50 sind annähernd rotationssymmetrisch zu der Achse X ausgebildet, wobei die Aufnahmevorrichtung 50 die Ventileinheit 80 in Radialrichtung annähernd konzentrisch umschließt.
-
Die Aufnahmevorrichtung 50 umfasst ein erstes Blech 16, ein zweites Blech 17 und ein Deckelelement 48. Das Deckelelement 48 ist durch eine erste Schweißnaht 49 mit dem ersten Blech 16 dichtend verbunden. Das erste Blech 16 ist durch eine zweite Schweißnaht 56 mit dem zweiten Blech 17 dichtend verbunden. Das zweite Blech 17 ist an dem Abgasrohr 12 befestigt.
-
Die Ventileinheit 80 umfasst ein Einspritzventil 22, über welches das Reduktionsmittel in das Abgasrohr 12 eingebracht wird. Ferner umfasst die Ventileinheit 80 ein Anschlussrohr 82, welches mittels einer dritten Schweißnaht 84 mit dem Einspritzventil 22 verbunden ist, und welches zur Zuleitung des Reduktionsmittels zu dem Einspritzventil 22 dient.
-
In einem ersten Endbereich, welcher dem Abgasrohr 12 entfernt gelegen ist, ist das Deckelelement 48 mittels einer ersten Schweißverbindung 61 mit dem Anschlussrohr 82 dichtend verbunden. In einem zweiten Endbereich, welcher dem Abgasrohr 12 benachbart und dem ersten Endbereich gegenüber gelegen ist, ist das zweite Blech 17 mittels einer zweiten Schweißverbindung 62 mit dem Einspritzventil 22 dichtend verbunden.
-
Zur radialen Positionierung des Einspritzventils 22 in der Aufnahmevorrichtung 50 ist ein Halteelement 66 vorgesehen, welches in einem zwischen dem Einspritzventil 22 und der Aufnahmevorrichtung 50 ausgebildeten radialen Hülsenraum 68 vorgesehen ist.
-
Durch das Abgasrohr 12 strömendes Abgas kann verhältnismäßig hohe Temperaturen erreichen. Dementsprechend ist das Abgasrohr 12 aufgeheizt, wodurch auch die Ventileinheit 80 und die Aufnahmevorrichtung 50 erhitzt werden. Demnach ist eine Kühlvorrichtung vorgesehen, welche eine Beschädigung der Dosiervorrichtung 10 verhindert. Die Kühlvorrichtung ist dabei in der Aufnahmevorrichtung 50 integriert.
-
Die miteinander verbundenen Bleche 16, 17, begrenzen eine Ringkammer 20, welche über einen Kühlmediumzulauf 34 und einen Kühlmediumablauf 36 mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden kann. Als Kühlmedium kann eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Kühlwasser, Kraftstoff oder das Reduktionsmittel eingesetzt werden. Ferner sind Trennelemente 58 vorgesehen, welche die Ringkammer 20 weiter unterteilen, wobei die dabei gebildeten einzelnen Bereiche der Ringkammer 20 über an den Trennelementen 58 vorgesehene Öffnungen 60 miteinander in fluidischen Kontakt stehen. Auf diese Weise wird dem Kühlmedium ein Strömungsweg vorgegeben, welcher eine optimierte Kühlung ermöglicht.
-
An dem Deckelelement 48 ist eine Durchführung 72 für ein Steuerkabel 74 vorgesehen. Das Steuerkabel 74 durchdringt die Durchführung 72 und ist mit dem Einspritzventil 22 verbunden.
-
2 zeigt eine vereinfachte Ersatzdarstellung der in 1 dargestellten Dosiervorrichtung 10. Dabei wird im Folgenden das Deckelelement 48 als erstes Bauteil B1 bezeichnet. Das erste Blech 16 wird als zweites Bauteil B2 bezeichnet, und das zweite Blech 17 wird als drittes Bauteil B3 bezeichnet. Das Anschlussrohr 82 wird als viertes Bauteil B4 bezeichnet, und das Einspritzventil 22 wird als fünftes Bauteil B5 bezeichnet.
-
Das erste Bauteil B1, das zweite Bauteil B2 und das dritte Bauteil B3 erstrecken sich entlang der Achse X in Axialrichtung und bilden die Aufnahmevorrichtung 50. Das erste Bauteil B1, das zweite Bauteil B2 und das dritte Bauteil B3 sind in Axialrichtung aneinander anschließend angeordnet. Dabei sind das erste Bauteil B1 und das zweite Bauteil B2 mittels der ersten Schweißnaht 49 miteinander verbunden, und das zweite Bauteil B2 und das dritte Bauteil B3 sind mittels der zweiten Schweißnaht 56 miteinander verbunden.
-
Das vierte Bauteil B4 und das fünfte Bauteil B5 erstrecken sich entlang der Achse X in Axialrichtung und bilden die Ventileinheit 80. Das vierte Bauteil B4 und das fünfte Bauteil B5 sind in Axialrichtung aneinander anschließend angeordnet. Dabei sind das vierte Bauteil B4 und das fünfte Bauteil B5 mittels der dritten Schweißnaht 84 miteinander verbunden.
-
Das erste Bauteil B1 ist mittels der ersten Schweißverbindung 61 mit dem vierten Bauteil B4 verbunden, und das dritte Bauteil B3 ist mittels der zweiten Schweißverbindung 62 mit dem fünften Bauteil B5 verbunden. Somit sind die Ventileinheit 80 und die Aufnahmevorrichtung 50 an in Axialrichtung gegenüberliegenden Endbereichen miteinander verbunden.
-
Bei einer Ruhetemperatur TR von vorliegend 20° C weist das erste Bauteil B1 eine erste Länge L1 auf, das zweite Bauteil B2 weist eine zweite Länge L2 auf, das dritte Bauteil B3 weist eine dritte Länge L3 auf, das vierte Bauteil B4 weist eine vierte Länge L4 auf, und das fünfte Bauteil B5 weist eine fünfte Länge L5 auf. Bei der Ruhetemperatur TR ist die Länge der Aufnahmevorrichtung 50 gleich der Länge der Ventileinheit 80. Es gilt also: L1 + L2 + L3 = L4 + L5
-
Bei einer Erwärmung der Ventileinheit 80 auf eine Ventiltemperatur T80, welche größer als die Ruhetemperatur TR ist, dehnen sich die Bauteile B4, B5 in Axialrichtung aus. Bei einer Erwärmung der Aufnahmevorrichtung 50 auf eine Aufnahmetemperatur T50, welche größer als die Ruhetemperatur TR ist, dehnen sich die Bauteile B1, B2, B3 in Axialrichtung aus. Damit dehnen sich die Aufnahmevorrichtung 50 sowie die Ventileinheit 80 aufgrund thermischer Expansion in Axialrichtung aus.
-
Dabei erfährt das erste Bauteil B1 eine erste Längenänderung ∆L1, welche von einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizient A1 des ersten Bauteils B1 und einer ersten Temperaturdifferenz ∆T1 abhängt, das zweite Bauteil B2 erfährt eine zweite Längenänderung ∆L2, welche von einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizient A2 des zweiten Bauteils B2 und einer zweiten Temperaturdifferenz ∆T2 abhängt, das dritte Bauteil B3 erfährt eine dritte Längenänderung ∆L3, welche von einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizient A3 des dritten Bauteils B3 und einer dritten Temperaturdifferenz ∆T3 abhängt, das vierte Bauteil B4 erfährt eine vierte Längenänderung ∆L4, welche von einem vierten Wärmeausdehnungskoeffizient A4 des vierten Bauteils B4 und einer vierten Temperaturdifferenz ∆T4 abhängt, und das fünfte Bauteil B5 erfährt eine fünfte Längenänderung ∆L5, welche von einem fünften Wärmeausdehnungskoeffizient A5 des fünften Bauteils B5 und einer fünften Temperaturdifferenz ∆T5 abhängt. Die Temperaturdifferenzen ∆T1, ∆T2, ∆T3 entsprechen dabei den Differenzen der Aufnahmetemperatur T50 der Bauteile B1, B2, B3 und der Ruhetemperatur TR. Die Temperaturdifferenzen ∆T4, ∆T5 entsprechen den Differenzen der Ventiltemperatur T80 der Bauteile B4, B5 und der Ruhetemperatur TR. Es gilt dabei: ∆L1 = A1·L1·∆T1 ∆L2 = A2·L2·∆T2 ∆L3 = A3·L3·∆T3 ∆L4 = A4·L4·∆T4 ∆L5 = A5·L5·∆T5
-
Für die Differenz D der Längenänderung der Ventileinheit 80 in Axialrichtung und der Längenänderung der Aufnahmevorrichtung 50 in Axialrichtung aufgrund thermischer Expansion bei der Ventiltemperatur T80 sowie der Aufnahmetemperatur T50, welche größer als die Ruhetemperatur TR sind, gilt dann: D = |(∆L4 + ∆L5) – (∆L1 + ∆L2 + ∆L3)|
-
Der Quotient aus der Differenz D der Längenänderung der Ventileinheit 80 und der Längenänderung der Aufnahmevorrichtung 50 in Axialrichtung aufgrund thermischer Expansion bei der Ventiltemperatur T80 sowie der Aufnahmetemperatur T50 und der Länge der Ventileinheit 80 bei Ruhetemperatur TR wird als Verhältniswert V bezeichnet. Es gilt: V = D/(L4 + L5)
-
Durch geeignete Wahl der Werkstoffe der Bauteile B1, B2, B3, B4, B5, welche jeweils einen Wärmeausdehnungskoeffizient A1, A2, A3, A4, A5 aufweisen, und Längen L1, L2, L3, L4, L5 in Axialrichtung können die besagte Differenz D sowie der besagte Verhältniswert V bei zu erwartender Ventiltemperatur T80 sowie zu erwartender Aufnahmetemperatur T50 minimiert werden. Insbesondere erreicht der Verhältniswert V bei geeigneter Wahl von Werkstoffen und Längen L1, L2, L3, L4, L5 der Bauteile B1, B2, B3, B4, B5 höchstens einen vorgebbaren maximalen Verhältniswert (Vmax).
-
Im Folgenden sind einige Beispiele angegeben: Beispiel 1:
| Bauteil | Werkstoff | Wärmeausdehnungs koeffizient | Länge | Temperaturdifferenz | Längenänderung |
| | | A [10–6/K] | L [mm] | ∆T [K] | ∆L [µm] |
| | | | | | |
| B1 | Ferritischer Stahl | 11 | 20 | 100 | 22 |
| B2 | Ferritischer Stahl | 11 | 20 | 100 | 22 |
| B3 | Ferritischer Stahl | 11 | 20 | 100 | 22 |
| B4 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
| B5 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
Dabei ergibt sich D = 0 und V = 0. Beispiel 2:
| Bauteil | Werkstoff | Wärmeausdehnungskoeffizient | Länge | Temperaturdifferenz | Längenänderung |
| | | A [10–6/K] | L [mm] | ∆T [K] | ∆L [µm] |
| | | | | | |
| B1 | Invar | 1 | 20 | 100 | 2 |
| B2 | Austenitischer Stahl | 16 | 20 | 100 | 32 |
| B3 | Austenitischer Stahl | 16 | 20 | 100 | 32 |
| B4 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
| B5 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
Dabei ergibt sich D = 0 und V = 0. Beispiel 3:
| Bauteil | Werkstoff | Wärmeausdehnungskoeffizient | Länge | Temperaturdifferenz | Längenänderung |
| | | A [10–6/K] | L [mm] | ∆T [K] | ∆L [µm] |
| | | | | | |
| B1 | Invar | 11 | 9 | 80 | 0,72 |
| B2 | Austenitischer Stahl | 16 | 31 | 80 | 39,68 |
| B3 | Austenitischer Stahl | 16 | 20 | 80 | 25,6 |
| B4 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
| B5 | Ferritischer Stahl | 11 | 30 | 100 | 33 |
Dabei ergibt sich D = 0 und V = 0.
-
Bei den hier aufgeführten Beispielen wird vereinfachend von einer gleichmäßigen Erwärmung der Bauteile B4, B5 der Ventileinheit 80 auf die Ventiltemperatur T80 ausgegangen, welche größer als die Ruhetemperatur TR ist. Ebenso wird bei den hier aufgeführten Beispielen vereinfachend von einer gleichmäßigen Erwärmung der Bauteile B1, B2, B3 der Aufnahmevorrichtung 50 auf die Aufnahmetemperatur T50 ausgegangen, welche größer als die Ruhetemperatur TR ist.
-
Im Betrieb der Dosiervorrichtung 10 können aber auch die Bauteile B4, B5 der Ventileinheit 80 verschiedene Temperaturen annehmen. Ebenso können im Betrieb der Dosiervorrichtung 10 die Bauteile B1, B2, B3 der Aufnahmevorrichtung 50 verschiedene Temperaturen annehmen. Ferner ist es denkbar, dass Teilbereiche der einzelnen Bauteile B1, B2, B3, B4, B5 verschiedene Temperaturen aufweisen.
-
Solche inhomogenen Temperaturverteilungen in der Ventileinheit 80 sowie in der Aufnahmevorrichtung 50 sollten bei der Auslegung der Dosiervorrichtung 10 ebenfalls berücksichtigt werden. Ferner sollten Ventiltemperaturen T80 sowie Aufnahmetemperaturen T50 berücksichtigt werden, welche kleiner als die angenommene Ruhetemperatur TR sind.
-
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervor gehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen des fachmännischen Handelns liegen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013224739 A1 [0003]
- DE 102008041486 [0004]
- DE 102009047375 A1 [0005]
- WO 2012/049175 [0006]