KR20220121897A - 밸브 어셈블리, 펌프 모듈, 배기가스 후처리 시스템 - Google Patents

밸브 어셈블리, 펌프 모듈, 배기가스 후처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 유체 경로(27)가 통과하는 하우징(26) 및 상기 유체 경로(27)에 할당된 폐쇄 유닛(29)을 갖는 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 상기 폐쇄 유닛(29)은 폐쇄 유닛(30)의 종방향 중심축(31)에 대해 축방향으로 변위될 수 있게 장착된 폐쇄 요소(30)를 가지며, 유체 경로(27)의 유동 단면이 폐쇄 요소(30)의 제1 슬라이딩 위치에서 폐쇄되고, 폐쇄 요소(30)의 제2 슬라이딩 위치에서 개방되며, 폐쇄 요소(30)가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 리턴 스프링(34)의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있도록, 한편으로 폐쇄 요소(30)와 다른 한편으로 지지 요소(35) 사이에 축방향으로 예압된 상태로 리턴 스프링(34)이 보유된다. 지지 요소(35)는 축방향으로 변위 가능하게 장착되고, 한편으로 지지 요소(35)와 다른 한편으로 하우징(26) 사이에 축방향으로 예압된 상태로 보유되는 스프링 요소(39)가 제공되며, 이때 스프링 요소(39)의 스프링 상수는 리턴 스프링(34)의 스프링 상수보다 더 크다.

Description

밸브 어셈블리, 펌프 모듈, 배기가스 후처리 시스템
본 발명은 적어도 하나의 유체 경로가 통과하는 하우징 및 상기 유체 경로에 할당된 폐쇄 유닛을 갖는 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 폐쇄 유닛은 이 폐쇄 유닛의 종방향 중심축에 대해 축방향으로 변위될 수 있게 장착된 폐쇄 요소를 가지며, 유체 경로의 유동 단면은 폐쇄 요소의 제1 슬라이딩 위치에서 폐쇄되고, 폐쇄 요소의 제2 슬라이딩 위치에서 개방되며, 폐쇄 요소가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 리턴 스프링의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있도록, 한편으로 폐쇄 요소와 다른 한편으로 지지 요소 사이에 축방향으로 예압된 상태로 리턴 스프링이 보유된다.
또한, 본 발명은 도입부에 언급한 유형의 밸브 어셈블리를 갖는 펌프 모듈에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 유형의 펌프 모듈을 갖는 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다.
자동차 내연기관의 배기가스 흐름에 포함된 질소산화물을 원소질소(elementary nitrogen)로 환원하기 위해, 배기가스 후처리 시스템을 이용하여 자동차의 배기관에 액체 배기가스 후처리제를 계량공급하는 방법이 공지되어 있다. 액체 배기가스 후처리제로는 요소수용액이 자주 사용된다.
배기가스 후처리제의 목표한 이송을 달성하기 위해, 배기가스 후처리 시스템은 주로 도입부에 언급한 유형의 밸브 어셈블리를 갖는다. 밸브 어셈블리는 배기가스 후처리제를 위한 적어도 하나의 유체 경로가 통과하는 하우징을 갖는다. 유체 경로의 유동 단면을 선택적으로 폐쇄하거나 개방하기 위해, 밸브 어셈블리는 유체 경로에 할당되어 작동될 수 있는 폐쇄 유닛을 갖는다. 폐쇄 유닛은 이 폐쇄 유닛의 종방향 중심축에 대해 축방향으로 변위될 수 있게 장착된 폐쇄 요소를 갖는다. 폐쇄 요소의 제1 슬라이딩 위치에서는 유체 경로의 유동 단면이 폐쇄된다. 폐쇄 요소의 제2 슬라이딩 위치에서는 유체 경로가 개방됨에 따라, 배기가스 후처리제가 유체 경로를 통해 흐를 수 있다. 일반적으로 폐쇄 요소는 리턴 스프링을 가지며, 이 리턴 스프링은, 폐쇄 요소가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 리턴 스프링의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있도록, 한편으로 폐쇄 요소와 다른 한편으로 지지 요소 사이에 축방향으로 예압된 상태로 보유된다. 이미 공지된 밸브 어셈블리의 경우, 지지 요소는 밸브 어셈블리의 하우징의 일부이거나 하우징과 고정 연결되어 있다.
시판되는 요소수용액은 일반적으로 -11℃ 이하의 온도에서 동결된다. 요소 용액은 동결 시 팽창함에 따라, 액체 상태일 때보다 동결된 상태에서 더 큰 부피를 차지한다. 부피 증가에 의해 배기가스 후처리 시스템의 부품이 손상될 수 있다. 요소 용액의 동결로 인한 밸브 어셈블리의 손상을 방지하기 위해, 일반적으로 자동차의 작동이 멈춘 후에 요소수용액이 밸브 어셈블리로부터 배기가스 후처리 시스템의 탱크로 다시 흡입된다.
청구항 제1항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 밸브 어셈블리는 밸브 어셈블리가 요소 용액의 동결로 인한 손상으로부터 보호된다는 이점이 있다. 이를 위해 본 발명에 따라, 지지 요소가 축방향으로 변위 가능하게 장착되고, 한편으로 지지 요소와 다른 한편으로 하우징 사이에 축방향으로 예압된 상태로 보유되는 스프링 요소가 제공되며, 이때 스프링 요소의 스프링 상수는 리턴 스프링의 스프링 상수보다 더 크다. 즉, 리턴 스프링과 스프링 요소는 직렬로 연결되고, 지지 요소는 리턴 스프링과 스프링 요소 사이에 배치된다. 예를 들어 리턴 스프링이 배치된 유체 경로 또는 스프링 챔버 내에 존재하는 요소수가 동결되면, 요소 용액이 팽창하여 지지 요소에 힘을 가하게 된다. 지지 요소에 가해지는 힘이 스프링 요소의 스프링 힘을 초과하면, 지지 요소는 스프링 요소의 압축 하에 축방향으로 변위된다. 그로 인해 요소 용액에 사용할 수 있는 부피가 증가한다. 본 발명에 따른 밸브 어셈블리가 동결 요소 용액으로부터 보호되기 때문에, 자동차의 작동을 멈춘 후에 밸브 어셈블리로부터 요소 용액을 다시 흡입할 필요가 없다. 따라서, 배기관 내로 요소 용액의 계량공급을 수행할 수 있게 되기 전에 먼저 자동차를 재시동한 후 밸브 어셈블리를 요소 용액으로 채워야 할 필요가 없다. 스프링 요소의 스프링 상수가 리턴 스프링의 스프링 상수보다 크기 때문에, 밸브 어셈블리의 정상 작동 모드에서 폐쇄 요소가 제1 슬라이딩 위치로부터 제2 슬라이딩 위치로 변위될 때 리턴 스프링이 압축되고 스프링 요소는 압축되지 않는다. 바람직하게 하우징은 유체 경로의 영역에, 폐쇄 요소가 제1 슬라이딩 위치에 있을 때 폐쇄 요소의 밀봉면이 밀착하여 접하는 밸브 시트를 갖는다. 폐쇄 요소가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 제2 슬라이딩 위치로 이동되는 방향을 릴리스 방향이라고 한다. 바람직하게 스프링 요소는, 한편으로 릴리스 방향으로 지지 요소의 전방측과 다른 한편으로 상기 전방측 반대편에 있는 하우징의 축방향 정지부 사이에서 축방향으로 예압된다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 폐쇄 요소는 솔레노이드 전기자와 결합되고, 폐쇄 유닛은 솔레노이드 전기자의 축방향 변위를 위한 구동 가능한 전자석을 구비한다. 그에 따라 상기 폐쇄 유닛은 솔레노이드 밸브이다. 이러한 폐쇄 유닛의 구성을 통해, 폐쇄 요소는 유체 경로의 유동 단면을 선택적으로 폐쇄하거나 개방하기 위해 정밀하게 접촉 없이 축방향으로 변위될 수 있다. 바람직하게는 전자석이 지지 요소에 대해 동축으로 배치되는 링 자석(ring magnet)으로 구성된다. 특히 바람직하게는 전자석이 지지 요소를 방사상으로 둘러싼다. 2개의 요소가 서로 결합되면 이들 요소 사이에 강성 연결이 존재한다.
바람직하게는 전자석이 스프링 요소의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있다. 전자석도 축방향으로 변위될 수 있기 때문에, 동결되는 요소 용액의 부피가 전자석과 지지 요소의 공동 변위에 의해 지지 요소의 단독 축방향 변위에 의한 것보다 더 강도 높게 증가할 수 있다. 바람직하게 전자석은 예를 들어 형상 결합식 연결에 의해 지지 요소와 함께 변위될 수 있게 연결된다. 그 대안으로, 전자석과 지지 요소는 바람직하게 서로에 대해 축방향으로 변위될 수 있다.
한 대안적인 실시예에 따르면, 전자석은 바람직하게 하우징에 고정되어 배치된다. 이 경우, 전자석은 지지 요소를 위한 안정적인 반경방향 안내를 제공할 수 있다.
한 바람직한 실시예에 따라, 지지 요소가 슬리브 섹션을 갖고, 폐쇄 요소 및/또는 솔레노이드 전기자가 슬리브 섹션 내에 축방향으로 변위 가능하게 장착되는 구성이 제공된다. 폐쇄 요소 및/또는 솔레노이드 전기자가 슬리브 섹션 내에 지지됨으로써, 폐쇄 유닛의 정상 작동 모드에서 폐쇄 요소의 매우 정밀한 축방향 변위가 가능하다. 특히 바람직하게는 지지 요소가 컵 형상으로 형성된다. 이 경우, 지지 요소는 슬리브 섹션 및 바닥부를 가지며, 스프링 요소는 슬리브 섹션으로부터 먼 쪽을 향하는 바닥부의 측에 축방향으로 접한다.
바람직하게 밸브 어셈블리는 지지 디스크를 가지며, 지지 요소 및/또는 전자석은 상기 지지 디스크에 의해 스프링 요소에 축방향으로 지지된다. 즉, 지지 디스크는 한편으로 스프링 요소와 다른 한편으로 지지 요소 및/또는 전자석 사이에 축방향으로 배치된다. 지지 디스크를 통해 스프링 요소의 스프링 힘이 전자석과 지지 요소에 동시에 전달되는 점이 보장된다.
바람직하게는 밸브 어셈블리가 추가 유체 경로 및 상기 추가 유체 경로에 할당된 추가 폐쇄 유닛을 갖는다. 바람직하게 추가 폐쇄 유닛은 전술한 폐쇄 유닛에 상응하게 구성된다. 즉, 상기 추가 폐쇄 유닛은 제1 슬라이딩 위치 및 제2 슬라이딩 위치를 갖는 추가 폐쇄 요소를 구비하며, 제1 슬라이딩 위치에서는 추가 유체 경로의 유동 단면이 폐쇄되고 제2 슬라이딩 위치에서 개방된다.
한 바람직한 실시예에 따르면, 추가 폐쇄 유닛은 추가 지지 요소를 가지며, 스프링 요소는 한편으로 지지 요소와 추가 지지 요소 및 다른 한편으로 하우징 사이에서 축방향으로 예압된 상태로 보유된다. 즉, 두 지지 요소에 동일한 스프링 요소가 할당된다. 따라서 밸브 어셈블리를 추가 폐쇄 유닛과 관련해서도 동결 요소 용액으로부터 보호하기 위해 추가 스프링 요소를 제공할 필요가 없다. 바람직하게는, 폐쇄 유닛의 종방향 중심축에 대해 평행하게 스프링 요소의 중심점을 통과하여 연장되는 직선에 대해, 폐쇄 유닛, 추가 폐쇄 유닛 및 스프링 요소가 회전 대칭으로 구성된다.
바람직하게는 스프링 요소가 스프링 플레이트로서 형성된다. 이를 통해 스프링 요소는 공간 절약적으로 구성되어 간단하게 밸브 어셈블리에 통합될 수 있다. 특히, 스프링 요소는 스프링 플레이트로 형성됨으로 인해 축방향 연장 범위가 작다.
한 바람직한 실시예에 따라, 스프링 플레이트는 평평한 중간 섹션을 가지며, 스프링 플레이트는 상기 평평한 중간 섹션에 의해 지지 요소의 전방측 반대편에 있는 하우징의 축방향 정지부에 직접적으로 또는 간접적으로 접한다. 바람직하게는, 스프링 플레이트가 중간 섹션의 일측에 위치한 제1 측면 섹션 및 중간 섹션의 타측에 위치한 제2 측면 섹션을 가지고, 이들 측면 섹션은 중간 섹션에 대해 경사지게 연장되며, 스프링 플레이트는 제1 측면 섹션에 의해 릴리스 방향으로 지지 요소의 전방측에 직접 또는 간접적으로 접하고, 스프링 플레이트는 제2 측면 섹션에 의해 릴리스 방향으로 추가 지지 요소의 전방측에 직접 또는 간접적으로 접한다. 바람직하게 스프링 플레이트는 H자형, 이중 W형 또는 X자형으로 형성된다.
청구항 제9항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 펌프 모듈은 유체 챔버를 구비한 펌프 장치 및 본 발명에 따른 밸브 어셈블리를 가지며, 유체 챔버와 밸브 어셈블리는 유체공학적으로 서로 연결된다. 이는 상기 유체 경로 및/또는 밸브 어셈블리의 추가 유체 경로가 유체 챔버 내로 연통되는 방식으로 이해되어야 한다. 이를 통해서도 이미 언급한 이점들이 얻어진다. 또 다른 바람직한 특징들 및 특징 조합들은 앞서 설명한 내용 및 청구항들을 참조한다.
바람직하게는 유체 챔버의 유입구가 유체 경로와 연결되고, 유체 챔버의 배출구는 추가 유체 경로와 연결된다. 유체 경로가 유체 챔버의 배출구 또는 유입구와 연결되어 있기 때문에, 밸브 어셈블리 및 펌프 장치의 적절한 제어를 통해 펌프 모듈을 통한 요소 용액의 목표한 이송이 가능하다. 바람직하게는 펌프 모듈이 다이어프램 펌프 모듈로서 형성된다. 이 경우, 유체 챔버의 적어도 하나의 벽이 적어도 국부적으로 변형 가능한 막으로 형성됨에 따라, 유체 챔버의 부피가 막의 변형에 의해 변동될 수 있다. 다이어프램 펌프 모듈로서의 펌프 모듈의 구성은, 이 경우 펌프 장치도 유체 챔버 내에서 동결 요소 용액으로부터 보호되기 때문에 특히 유리하다.
청구항 제11항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템은 액체 배기가스 후처리제용 탱크, 액체 배기가스 후처리제를 자동차의 배기관 내로 계량공급하도록 구성된 계량공급 장치 및 본 발명에 따른 펌프 모듈을 구비하며, 상기 펌프 모듈은 탱크로부터 계량공급 장치로 배기가스 후처리제를 이송하도록 구성된다. 이를 통해서도 이미 언급한 이점들이 얻어진다. 또 다른 바람직한 특징들 및 특징 조합들은 앞서 설명한 내용 및 청구항들을 참조한다.
본 발명은 하기에서 도면을 토대로 더 상세히 설명된다.
도 1은 배기가스 후처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 배기가스 후처리 시스템의 펌프 모듈을 도시한 도면이다.
도 3a는 제1 실시예에 따른 펌프 모듈의 스프링 요소를 도시한 도면이다.
도 3b는 제2 실시예에 따른 스프링 요소를 도시한 도면이다.
도 3c는 제3 실시예에 따른 스프링 요소를 도시한 도면이다.
도 1에는 배기가스 후처리 시스템(1)의 개략도가 도시되어 있다. 배기가스 후처리 시스템(1)은 자동차의 일부이고, 액체 배기가스 후처리제(4)를 자동차의 배기관(2) 내로 계량공급하도록 구성된다. 배기가스 후처리 시스템(1)은 액체 배기가스 후처리제(4), 이 경우에는 요소수용액(4)이 보관된 탱크(3)를 갖는다. 배기가스 후처리 시스템(1)은 또한 계량공급 밸브(6) 및 계량공급 밸브(6)의 상류에 연결된 필터(7)를 구비한 계량공급 장치(5)를 갖는다.
탱크(3)로부터 계량공급 장치(5)로 요소수용액(4)을 이송하기 위해, 배기가스 후처리 시스템(1)은 펌프 모듈(9)을 갖는다. 펌프 모듈(9)은 제1 유체 라인(8A)에 의해 유체공학적으로 탱크(3)와 연결된다. 또한, 펌프 모듈(9)은 제2 유체 라인(8B)에 의해 유체공학적으로 계량공급 장치(5)와 연결된다. 펌프 모듈(9)은 도 1에 개략적으로만 도시되어 있으며, 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명된다.
제1 유체 라인(8A)은 탱크(3)와 펌프 모듈(9) 사이에 배치된 메인 필터(12)를 갖는다. 제2 유체 라인(8B)은 펌프 모듈(9)과 계량공급 장치(5) 사이에 배치된 추가 필터(13)를 갖는다.
배기가스 후처리 시스템(1)은 또한 맥동 댐퍼(pulsation damper)(14)를 갖는다. 맥동 댐퍼(14)는 유체공학적으로 제2 유체 라인(8B)과 연결된다.
배기가스 후처리 시스템(1)은 또한 압력 센서(15)를 갖는다. 압력 센서(15)는 유체공학적으로 제2 유체 라인(8B)과 연결된다.
도 2에는 펌프 모듈(9)의 단면도가 도시되어 있다. 펌프 모듈(9)은 펌프 장치(10) 및 밸브 어셈블리(11)를 가지며 다이어프램 펌프 모듈(9)로서 형성된다.
펌프 장치(10)는 펌프 하우징(16)을 갖는다. 펌프 하우징(16) 내에는 유체 챔버(17)가 형성된다. 유체 챔버(17)는 변형 가능한 막(18)에 의해 한정된다. 막(18)은 펌프 하우징(16)과 관련하여 하우징에 고정되어 배치된다. 본 경우에는, 막(18)이 펌프 하우징(16)의 제1 부분(19)과 펌프 하우징(16)의 제2 부분(20) 사이에 클램핑된다. 막(18)의 변형에 의해 유체 챔버(17)의 부피가 선택적으로 증가하거나 감소할 수 있다. 막(18)을 변형시키기 위해, 막(18)이 압력 수두(pressure head)(21)에 결합되어 있다. 압력 수두(21)는 다시, 도시되지 않은 전기 모터에 의해 축방향으로 변위될 수 있는 샤프트(22)와 결합되어 있다. 샤프트(22)를 축방향으로 변위시키기 위해 예를 들어 편심 축이 제공되고, 샤프트(22)는 편심 축을 통해 전기 모터와 연결된다.
펌프 하우징(16)은 또한 유체 챔버(17) 내로 연통되는 유입구(23)와 유체 챔버(17) 외부로 이어지는 배출구(24)를 갖는다.
밸브 어셈블리(11)는 하우징(26)을 갖는다. 하우징(26)은 펌프 하우징(16)과 고정 연결된다.
하우징(26)은 이 하우징(26)을 통해 안내되는 유체 경로(27)를 갖는다. 유체 경로(27)의 제1 단부는 펌프 하우징(16)의 유입구(23)와 유체공학적으로 연결된다. 유체 경로(27)의 제2 단부는 도시되지 않은 연결 장치를 갖는다. 이러한 연결 장치에 의해 유체 경로(27)가 제1 유체 라인(8A)과 유체공학적으로 연결될 수 있다/연결되어 있다. 그에 따라 유체 경로(27)에 의해 제1 유체 라인(8A)이 유체 챔버(17)와 유체공학적으로 연결될 수 있다/연결되어 있다.
하우징(26)은 또한 이 하우징(26)을 통해 안내되는 추가 유체 경로(28)를 갖는다. 추가 유체 경로(28)의 제1 단부는 펌프 하우징(16)의 배출구(24)와 유체공학적으로 연결된다. 추가 유체 경로(28)의 제2 단부는 도시되지 않은 추가 연결 장치를 갖는다. 이러한 추가 연결 장치에 의해 유체 경로(28)가 제2 유체 라인(8B)과 유체공학적으로 연결될 수 있다/연결되어 있다. 그에 따라 추가 유체 경로(28)에 의해 제2 유체 라인(8B)이 유체 챔버(17)와 유체공학적으로 연결될 수 있다/연결되어 있다.
밸브 어셈블리(11)는 유체 경로(27)에 할당된 폐쇄 유닛(29)을 갖는다. 폐쇄 유닛(29)은 이 폐쇄 유닛(29)의 종방향 중심축(31)에 대해 축방향으로 변위될 수 있게 장착된 폐쇄 요소(30)를 갖는다. 폐쇄 요소(30)의 제1 슬라이딩 위치에서는 유체 경로(27)의 유동 단면이 폐쇄 요소(30)에 의해 폐쇄된다. 상기 제1 슬라이딩 위치는 도 2에 도시되어 있다. 폐쇄 요소(30)의 제2 슬라이딩 위치에서는 유체 경로(27)의 유동 단면이 개방된다. 폐쇄 요소(30)가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 제2 슬라이딩 위치로 변위되면, 폐쇄 요소(30)는 릴리스 방향(38)으로 변위된다.
폐쇄 요소(30)는 솔레노이드 전기자(32)와 결합된다. 폐쇄 요소(30)를 축방향으로 변위시키기 위해, 폐쇄 유닛(29)이 솔레노이드 전기자(32)를 방사상으로 둘러싸는 링형 전자석(33)을 구비함으로써, 솔레노이드 전기자(32) 및 이를 통해 폐쇄 요소(30)가 전자석(33)의 적절한 전류 공급에 의해 축방향으로 변위될 수 있다.
폐쇄 유닛(29)은 또한 리턴 스프링(34)을 갖는다. 리턴 스프링(34)은, 폐쇄 요소(30)가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 리턴 스프링(34)의 스프링 힘에 대항하여 제2 슬라이딩 위치로 축방향으로 변위될 수 있도록, 한편으로 솔레노이드 전기자(32)와 다른 한편으로 폐쇄 유닛(29)의 지지 요소(35) 사이에서 축방향으로 예압된다.
지지 요소(35)는 컵 형상으로 형성된다. 이를 위해 지지 요소(35)는 슬리브 섹션(36) 및 바닥부(37)를 갖는다. 솔레노이드 전기자(32)는 슬리브 섹션(36) 내에 축방향으로 변위 가능하게 장착된다. 리턴 스프링(34)은 축방향으로 지지 요소(35)의 바닥부(37)에 접한다.
지지 요소(35)는 축방향으로 변위 가능하게 장착되고, 이 경우 밸브 어셈블리(11)는 지지 요소(35)의 릴리스 방향(38)으로의 축방향 변위를 저지하는 스프링 요소(39)를 갖는다. 즉, 지지 요소(35)는 스프링 요소(39)의 스프링 힘에 대항하여 릴리스 방향(38)으로 축방향으로 변위될 수 있다. 그에 상응하게 리턴 스프링(34)과 스프링 요소(39)는 서로 직렬로 연결된다.
스프링 요소(39)는, 한편으로 릴리스 방향(38)으로 지지 요소(35)의 전방측(40)과 다른 한편으로 지지 요소(35)의 전방측(40) 반대편에 있는, 하우징에 고정된 축방향 정지부(41) 사이에서 축방향으로 예압된 상태로 보유된다. 여기서 하우징에 고정된 축방향 정지부(41)는 하우징(26)과 결합된 고정 핀(42)의 일부이다. 고정 핀(42)과 하우징(26)이 서로 결합되어 있기 때문에, 고정 핀(42) 및 이와 더불어 하우징에 고정된 고정 핀(42)의 축방향 정지부(41)는 하우징(26)의 일부인 것으로 전제된다. 즉, 스프링 요소(39)는 한편으로 지지 요소(35)와 다른 한편으로 하우징(26) 사이에서 축방향으로 예압된 상태로 보유된다.
스프링 요소(39)의 스프링 상수가 리턴 스프링(34)의 스프링 상수보다 더 크다. 밸브 어셈블리(11)의 정상 작동 모드에서 솔레노이드 전기자(32)가 전자석(33)에 의해 릴리스 방향(38)으로 변위되면, 이에 따라 리턴 스프링(34)이 압축된다. 이때, 스프링 요소(39)의 압축은 일어나지 않는다.
그러나 유체 채널(27) 내에 또는 이 유체 채널(27)과 유체공학적으로 연결되고 리턴 스프링(34)이 배치되어 있는 스프링 챔버(43) 내에 존재하는 요소수용액이 동결되면, 요소 용액의 부피 증가로 인해 지지 요소(35)에 릴리스 방향(38)으로 작용하는 압력이 발생하며, 이 압력은 스프링 요소(39)의 압축 하에 지지 요소(35)를 릴리스 방향(38)으로 이동시키기에 충분하다. 릴리스 방향(38)으로의 지지 요소(35)의 이동에 의해, 요소 용액에 사용할 수 있는 부피가 증가하고, 밸브 어셈블리(11)가 동결 요소 용액에 의한 손상으로부터 보호된다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 전자석(33)은, 지지 요소(35)가 릴리스 방향(38)으로 이동할 때 전자석(33)이 지지 요소(35)와 함께 이동하는 방식으로 지지 요소와 연결된다.
폐쇄 유닛(29)은 또한 지지 디스크(44)를 갖는다. 지지 디스크(44)는 한편으로 전자석(33) 및 지지 요소(35)와, 다른 한편으로 스프링 요소(39) 사이에 배치된다. 그에 따라, 스프링 요소(39)는 축방향으로 직접 지지 요소(35)의 측(40)에 접하는 것이 아니라 간접적으로, 요컨대 지지 디스크(44)를 이용하여 접한다.
밸브 어셈블리(11)는 또한, 추가 유체 경로(28)의 유동 단면을 선택적으로 개방하거나 차단하기 위해, 추가 유체 경로(28)에 할당된 추가 폐쇄 유닛(129)을 갖는다. 추가 폐쇄 유닛(129)은 그 구성과 관련하여 폐쇄 유닛(29)에 상응한다. 그에 상응하게, 추가 폐쇄 유닛(129)은 추가 폐쇄 요소(130), 추가 솔레노이드 전기자(132), 추가 전자석(133), 추가 리턴 스프링(134), 추가 지지 요소(135) 및 추가 지지 디스크(144)를 갖는다. 추가 지지 요소(135)도 스프링 요소(39)의 스프링 힘에 대항하여 릴리스 방향(38)으로 축방향으로 변위될 수 있다. 지지 요소(35)와 추가 지지 요소(135)는 스프링 요소(39)와 관련하여 서로 평행하게 배열된다.
스프링 요소(39)는 스프링 플레이트(39)로서 형성된다. 스프링 플레이트(39)는 평평한 중간 섹션(45)을 갖는다. 평평한 중간 섹션(45)에 의해 스프링 플레이트(39)가 축방향으로 축방향 정지부(41)에 접한다. 스프링 플레이트(39)는 제1 측면 섹션(46) 및 제2 측면 섹션(47)을 가지며, 이들 측면 섹션(46, 47)은 중간 섹션(45)으로부터 시작된다. 측면 섹션(46, 47)이 평평한 중앙 섹션(45)에 대해 경사지게 연장됨에 따라, 측면 섹션(46, 47)의 자유 단부(48, 49)가 중간 섹션(45)으로부터 축방향으로 이격되어 위치한다. 스프링 플레이트(39)는 제1 측면 섹션(46)의 자유 단부(48)에 의해 축방향으로 지지 디스크(44)에 접한다. 스프링 플레이트(39)는 제2 측면 섹션(47)의 자유 단부(49)에 의해 축방향으로 추가 지지 디스크(144)에 접한다.
도 3a 내지 도3c에는 상이한 실시예들에 따른 스프링 플레이트(39)의 평면도가 도시되어 있다. 도 3a에 도시된 제1 실시예에 따르면, 스프링 플레이트(39)는 H자형으로 형성된다. 도 3b에 도시된 제2 실시예에 따르면, 스프링 플레이트(39)는 이중 W자형으로 형성된다. 도 3c에 도시된 제3 실시예에 따르면, 스프링 플레이트(39)는 X자형으로 형성된다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 스프링 플레이트(39)의 중간 섹션(45)은 각각 2개의 관통 개구(50, 51)를 갖는다. 스프링 플레이트(39)가 도 2에 도시된 바와 같이 밸브 어셈블리(11)의 일부인 경우, 관통 개구(50, 51)가 고정 요소, 예를 들어 고정 핀(42)에 의해 관통됨에 따라 중간 섹션(45)이 고정 요소에 의해 하우징(26)과 고정 연결된다.
밸브 어셈블리(11)는 또한, 지지 요소(35), 지지 디스크(44) 및 제1 측면 섹션(46)의 자유 단부(48)를 서로 고정 연결하는 제1 고정 수단(52)을 갖는다. 또한, 밸브 어셈블리(11)는 추가 지지 요소(135), 추가 지지 디스크(144) 및 제2 측면 섹션(47)의 자유 단부(49)를 서로 고정 연결하는 제2 고정 수단(53)을 갖는다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 유체 경로(27)가 통과하는 하우징(26) 및 상기 유체 경로(27)에 할당된 폐쇄 유닛(29)을 갖는 밸브 어셈블리이며, 상기 폐쇄 유닛(29)은 폐쇄 유닛(30)의 종방향 중심축(31)과 관련하여 축방향으로 변위될 수 있게 장착된 폐쇄 요소(30)를 가지고, 유체 경로(27)의 유동 단면이 폐쇄 요소(30)의 제1 슬라이딩 위치에서 폐쇄되고, 폐쇄 요소(30)의 제2 슬라이딩 위치에서 개방되며, 폐쇄 요소(30)가 제1 슬라이딩 위치에서 출발하여 리턴 스프링(34)의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있도록, 한편으로 폐쇄 요소(30)와 다른 한편으로 지지 요소(35) 사이에 축방향으로 예압된 상태로 상기 리턴 스프링(34)이 보유되는, 밸브 어셈블리에 있어서,
    지지 요소(35)는 축방향으로 변위 가능하게 장착되고, 한편으로 지지 요소(35)와 다른 한편으로 하우징(26) 사이에 축방향으로 예압된 상태로 보유되는 스프링 요소(39)가 제공되며, 스프링 요소(39)의 스프링 상수가 리턴 스프링(34)의 스프링 상수보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 폐쇄 요소(30)는 솔레노이드 전기자(32)와 결합되고, 폐쇄 유닛(29)은 솔레노이드 전기자(32)의 축방향 변위를 위한 구동 가능한 전자석(33)을 구비한 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 전자석(33)은 스프링 요소(39)의 스프링 힘에 대항하여 축방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 요소(35)는 슬리브 섹션(36)을 가지며, 폐쇄 요소(30) 및/또는 솔레노이드 전기자(32)가 슬리브 섹션(36) 내에 축방향으로 변위 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리는 지지 디스크(44)를 가지며, 지지 요소(35) 및/또는 전자석(32)이 지지 디스크(44)에 의해 축방향으로 스프링 요소(39)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 어셈블리는 추가 유체 경로(28) 및 상기 추가 유체 경로(28)에 할당된 추가 폐쇄 유닛(129)을 구비한 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 추가 폐쇄 유닛(129)은 추가 지지 요소(135)를 가지며, 스프링 요소(39)는 한편으로 지지 요소(35) 및 추가 지지 요소(135)와 다른 한편으로 하우징(26) 사이에서 축방향으로 예압된 상태로 보유되는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 요소(39)는 스프링 플레이트(39)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  9. 유체 챔버(17)를 구비한 펌프 장치(10) 및 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 밸브 어셈블리(11)를 가진 펌프 모듈이며, 유체 챔버(17)와 밸브 어셈블리(11)가 유체공학적으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  10. 제10항에 있어서, 유체 챔버(17)의 유입구(23)가 유체 경로(27)와 연결되고, 유체 챔버(17)의 배출구(24)는 추가 유체 경로(28)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 밸브 어셈블리.
  11. 액체 배기가스 후처리제(4)를 위한 탱크(3), 배기가스 후처리제(4)를 자동차의 배기관(2) 내로 계량공급하도록 구성된 계량공급 장치(5) 및 제9항 또는 제10항에 따른 펌프 모듈(9)을 구비한 배기가스 후처리 시스템이며,
    펌프 모듈(9)은 탱크(3)로부터 계량공급 장치(5)로 배기가스 후처리제(4)를 이송하도록 구성되는, 배기가스 후처리 시스템.
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