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Die Erfindung bezieht sich auf einen Nachfüllbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Nachfüllbehälter wird z. B. zum Nachfüllen eines Tank verwendet, der beispielsweise eine Harnstofflösung oder dergleichen Reduktionsmittel enthält, mit dem die Stickoxide im Abgastrakt der Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeuges katalytisch zu Stickstoff reduziert werden.
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Da der Tank im allgemeinen keine Füllstandsanzeige aufweist, ist es erforderlich, dass, wenn beispielsweise der Tank noch zu voll ist, er beim Nachfüllen nicht überläuft und damit ein Teil des meist streng bis stechend riechenden Mediums austritt.
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Aus
US 2007/0181215 A1 (
17a bis
17c) ist ein Nachfüllbehalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, der diese Forderung erfüllt. Dazu ist der Nachfüllbehälter auf einen Zylinder geschraubt, der in dem in den Tankstutzen gesteckten Verbindungsstutzen verschiebbar geführt ist. Oberhalb seines unteren Endes, das verschlossen ist, weist der Zylinder eine oben und unten gegenüber dem Verbindungsstutzen abgedichtete Verjüngung auf, an der er durchbrochen ist. Mit einer Druckfeder wird der Zylinder nach oben in seine Schließposition belastet.
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Zum Entleeren des bekannten Nachfüllbehälters muss er manuell mit einem entsprechenden Kraftaufwand gegen den Tankstutzen gedrückt werden, um die Kraft der Druckfeder zu überwinden, damit die Verjüngung des Zylinders in den Tank eintritt und sich der Nachfüllbehälter entleert. Wenn sich der Tankstutzen im Kraftfahrzeug an einer schwer zugänglichen, ergonomisch ungünstigen Stelle befindet, kann sich der Kraftaufwand beim Nachfüllen nach wesentlich erhöhen.
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Um zu verhindern, dass er sich entleert, wenn auf ihn unbeabsichtigt Druck ausgeübt wird, weist der bekannte Nachfüllbehälter Sperrklinken auf, deren Widerstand zusätzlich überwunden werden muss, wenn er zum Entleeren gegen den Tankstutzen gedrückt wird. Der sich durch die Sperrklinken beim Drücken plötzlich erhöhende Widerstand kann zu Irritationen beim Benutzer führen und ihn unter Umständen ganz vom Nachfüllen des Tanks abhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfach aufgebauten, sicheren und leicht zu handhabenden Nachfüllbehälter bereitzustellen.
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Dies wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Nachfüllbehälter erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 17 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Nachfüllbehälters angegeben. Der Anspruch 18 hat eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Nachfüllbehälters zum Gegenstand.
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Nach der Erfindung ist der Verbindungsstutzen, der mit dem Tankstutzen verbunden wird, an dem Nachfüllbehälter angebracht. Vorzugsweise sind der Nachfüllbehälter und der Verbindungsstutzen dazu einstückig ausgebildet, sodass der Verbindungsstutzen den Hals des Nachfüllbehälters bildet.
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Zum Verbinden des Verbindungsstutzens mit dem Tankstutzen kann beispielsweise eine Steck-, Schraub- oder Bajonettverbindung vorgesehen sein.
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So kann, falls der Tankstutzen eine Gewinde aufweist, der Verbindungsstutzen ein auf das Tankstutzengewinde aufschraubbares Gegengewinde aufweisen. Bei einem Außengewinde des Tankstutzens kann das Innengewinde im Hals des Nachfüllbehälters vorgesehen sein. Auch kann sich in die Wand des Nachfüllbehälters im Halsbereich eine Nut erstrecken, in der das Gegengewinde zum Tankstutzengewinde vorgesehen ist.
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Bei einer Steckverbindung wird der Verbindungsstutzen vorzugsweise in den Tankstutzen gesteckt. Dabei ist er vorzugsweise mit einer Dichtung versehen, um ihn gegenüber dem Tankstutzen abzudichten.
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Der erfindungsgemäße Nachfüllbehälter ist an seinem von dem Verbindungsstutzen, also vom Hals abgewandten Ende, mit einem Deckel verschließbar. Der Deckel, der vorzugsweise zugleich den Boden des Nachfullbehalters bildet, weist dazu vorzugsweise einen Durchmesser von wenigstens der Hälfte des Durchmessers des Nachfüllbehälters auf, um den Nachfüllbehälter auf einer Unterlage abstellen zu können.
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An dem Deckel ist ein Schaft befestigt, der an seinem vom Deckel abgewandten Ende mit einem Ventilkörper versehen ist. Der Ventilkörper wirkt mit einem Ventilsitz zusammen, der vorzugsweise in dem Verbindungsstutzen vorgesehen ist.
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Der Deckel ist vom Behälter weg nach oben bewegbar ausgebildet. Er kann dazu auf den Behälter steckbar oder mit einer Bajonettverbindung mit dem Behälter verbunden sein. Vorzugsweise wird der Deckel jedoch durch einen Schraubdeckel gebildet.
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In der zum Nachfüllbehalter hin nach unten bewegten geschlossenen, also fest aufgeschraubten Position des Deckels, stützt sich der Ventilkörper damit auf dem Ventilsitz ab, sodass das Ventil und damit der Nachfüllbehälter fest verschlossen sind. Wenn der Deckel in seine obere Position bewegt ist, also der Schraubdeckel vom Behälter weg nach oben gedreht wird, hebt sich der Ventilkörper vom Ventilsitz ab, wodurch das Ventil geöffnet und damit der Nachfüllbehälter seine Befüllungsposition einnimmt, also entleert werden kann.
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Der Deckel ist gegenüber dem Nachfüllbehälter, also zwischen einer Schließposition, in der das aus Ventilkörper und Ventilsitz gebildete Ventil geschlossen ist und einer Befüllungsposition bewegbar, in der das Ventil geöffnet ist. In beiden Positionen ist der Nachfüllbehälter vom Deckel jedoch verschlossen.
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Durch eine Sperre kann verhindert werden, dass der Deckel von dem Nachfüllbehälter zu weit weg bewegt, also beispielsweise abgeschraubt wird.
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Das Ventil kann beim Öffnen durch eine Führung des Ventilschafts, die in den Deckel integriert ist, oder durch Führungselemente, die vom Rand des Ventilsitzes ins Innere des Nachfüllbehälters verlaufen, am seitlichen Ausweichen gehindert, also zentriert geführt werden. Das heißt, die Innenkontur des Verbindungsstutzens ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ein seitliches Kippen des Ventilkörpers beim Öffnen verhindert, ferner vorzugsweise so, dass sie den Ventilkörper beim Schließen zentriert auf den Ventilsitz führt.
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Um den Tank beim Nachfüllen zu entlüften, erstreckt sich durch den Ventilkörper ein Entlüftungskanal, der das Innere des Tanks mit dem Inneren des Nachfüllbehälters verbindet. Der Entlüftungskanal erstreckt sich dabei vorzugsweise vom Ventilkörper weiter durch den Schaft bis zum oberen Schaftende, also zum Deckel des Nachfüllbehälters.
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Um zu verhindern, dass über den Entlüftungskanal in der Schließposition des Ventils Medium aus dem Nachfüllbehälter ausläuft, ist die dem Deckel zugewandte obere Öffnung des Entlüftungskanals in der geschlossenen Position des Deckels verschlossen. Dazu wird der Deckel vorzugsweise gegen die obere Entlüftungskanalöffnung gepresst, wenn sich der Nachfüllbehälter in der Schließposition befindet, in der der Deckel auf ihn fest aufgeschraubt ist, sodass sich der Ventilkörper am Ventilsitz abstützt. Zusätzlich kann zwischen dem Deckel und dem Schaft an der Entlüftungskanalöffnung eine Dichtung vorgesehen sein.
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In der Befüllungsposition, also wenn der Schraubdeckel vom Behälter weg nach oben gedreht worden ist, ist damit die obere Entlüftungskanalöffnung des Schaftes im Abstand von dem Deckel angeordnet und somit freigegegeben.
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Um eine Verschiebung des oberen Schaftendes gegenüber dem Deckel zwischen der verschlossenen an den Deckel gepressten Position der Entlüftungskanalöffnung und einer vom Deckel entfernten Freigabeposition der Entlüftungskanalöffnung zu ermöglichen, weist der Schaft an seinem dem Deckel zugewandten Ende vorzugsweise eine Erweiterung auf, die in einer am Deckel angeordneten Halterung in Schaftlängsrichtung verschiebbar gehalten wird. Die Halterung kann gasdurchlässig ausgebildet sein, damit das Gas aus der Halterung in den oberen Bereich des Nachfüllbehälters austreten kann. Der Entlüftungskanal in dem Ventilkörper kann für die Befüllung des Nachfüllbehälters, die bei geöffnetem Ventil erfolgt, durch eine Klebefolie verschlossen sein.
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Der Entlüftungskanal in dem Ventilkörper kann in der Schließposition des Nachfüllbehälters, also bevor das Ventil zum Befüllen des Tanks geöffnet wird, durch eine Dichtung, vorzugsweise die genannte Klebefolie, abgedichtet sein.
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Weiterhin kann ein Sicherheitsdeckel vorgesehen sein, der den Verbindungsstutzen in der Schließposition des Nachfüllbehälters verschließt. Der Sicherheitsdeckel kann dazu auf den Verbindungsstutzen beispielsweise aufgesteckt oder mit einem Bajonettverschluss verbunden werden. Vorzugsweise weist der Sicherheitsdeckel jedoch ein Gewinde auf, das auf das Gegengewinde des Verbindungsstutzens aufschraubbar ist. Zudem kann der Sicherheitsdeckel mit einem Dorn oder dergleichen Vorsprung versehen sein, um die erwähnte Klebefolie zu öffnen.
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Das Medium in dem erfindungsgemäßen Nachfüllbehälter kann eine Lösung, eine Suspension, Emulsion, aber auch ein anderes fließfähiges, insbesondere auch ein rieselfähiges Medium sein.
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Der erfindungsgemäße Nachfüllbehälter ist insbesondere zum Nachfüllen eines Reduktionsmittel in einen Tank bestimmt, mit dem die in den Verbrennungsabgasen eines Kraftfahrzeuges enthaltenen Stickoxide katalytisch zu Stickstoff reduziert werden.
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Der erfindungsgemäße Nachfüllbehälter zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Teilen und damit geringe Herstellungskosten aus. Auch ist er leicht zu handhaben, da er lediglich mit dem Tankstutzen verbunden und dann nur der Deckel nach oben bewegt, also beispielsweise vom Nachfüllbehälter nach oben geschraubt zu werden braucht. Auch ist eine sichere Handhabung gewährleistet, insbesondere verhindert, dass, wenn der Tank noch voll ist, beim Nachfüllen Medium ausläuft.
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Nachstehend ist der erfindungsgemäße Nachfüllbehälter anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen je schematisch, im Querschnitt und jeweils nur durch Wiedergabe der linken Hälfte.
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1 den verschlossenen Nachfüllbehälter;
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2 den Nachfüllbehälter beim Befüllen eines Tanks; und
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3 den verschlossenen Nachfüllbehälter nach einer anderen Ausführungsform; und
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4 und 5 den Bereich des Deckels bzw. des Verbindungsstutzens nach einer Variante.
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Danach weist der Nachfüllbehälter 1 einen Hals auf, der den Verbindungsstutzen 2 bildet, mit dem der Nachfüllbehälter 1 mit dem Tankstutzen 3 verbunden wird (2).
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Gemäß 2 ist der Tankstutzen 3 mit einem Außengewinde 4 versehen, auf das der Hals 2 mit dem Innengewinde 5 geschraubt wird, um den Tank zu befüllen. Das Innengewinde 5 ist in einer Nut 6 in der Wand des Halses 2 des Nachfüllbehälter 1 vorgesehen.
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An seinem von dem Verbindungsstutzen 2 abgewandten Ende ist der Nachfüllbehälter 1 mit einem Deckel 7 verschlossen, der, wenn der Nachfüllbehälter in der in 1 und 3 dargestellten Position nach oben, also um 180°, gedreht wird, sodass der Hals 2 nach oben ragt, den Boden des Nachfüllbehälters 1 bildet.
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An dem Deckel 7 ist ein Schaft 8 befestigt, der in seinem von dem Deckel 7 abgewandten Endbereich mit einem Ventilkörper 9 versehen ist. Der Ventilkörper 9 wird durch Führungselemente 20, die vom Hals des Nachfüllbehälters 1 in dessen Inneres verlaufen oder durch einen in den Deckel 7 integrierten Führungsschaft 24a des Ventilschafts 8 am seitlichen Ausweichen gehindert, also zentriert geführt, sodass ein dichtes Wiederverschließen gewährleistet wird (4 und 5). Der Fäührungsschaft 24a dient dabei zugleich als Halterung für den Ventilschaft 8.
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Der zum Schaft 8 koaxiale ringförmige Ventilkörper 9 wirkt mit einem Ventilsitz 11 zusammen, der in dem Verbindungsstutzen 2 angeordnet und als Ringschulter ausgebildet ist. An dem Ventilkörper 9 ist auf der dem Ventilsitz 11 zugewandten Seite eine Dichtung 10 vorgesehen.
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Der Deckel 7 ist als Schraubkappe ausgebildet, die mit ihrem Innengewinde 12 auf ein Außengewinde 13 an dem Einfüllstutzen 14 des Nachfüllbehälters 1 aufgeschraubt wird.
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In der in 1 und 3 dargestellten Position, in der der Deckel 7 bis zum Anschlag aufgeschraubt ist, stützt sich der Ventilkörper 9 auf dem Ventilsitz 11 ab, sodass der Nachfüllbehälter 1 fest verschlossen ist. Wenn der Schraubdeckel 7 gemäß 2 von dem Nachfüllbehälter 1 weg gedreht wird, hebt der Ventilkörper 9 von dem Ventilsitz 11 ab, wodurch der Nachfüllbehälter 1 seine Befüllungsposition einnimmt und sich damit sein Inhalt entsprechend dem Pfeil P in den Tank entleert.
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Der Deckel 7 weist einen Ringflansch 15 auf, der mit einer Dichtung 16 gegenüber der Innenseite des Einfüllstutzens 14 abgedichtet ist. Ferner ist eine Dichtung 16a zwischen dem Rand des Einfüllstutzens 14 und dem Deckel 7 vorgesehen.
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Um den Tank beim Nachfüllen zu belüften, erstreckt sich durch den Schaft 8 einschließlich des Ventilkörpers 9 ein Entlüftungskanal 17, der das Innere des Tanks mit dem Inneren des Nachfüllbehälters 1 im oberen Bereich verbindet.
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Der Entlüftungskanal 17 ist an seinem oberen Ende in der geschlossenen Position des Ventils, in der der Ventilkörper 9 gemäß 1 und 3 an dem Ventilsitz 11 dicht anliegt, verschlossen. Dazu wird das obere Ende des Schaftes 8 mit der Entlüftungskanalöffnung 18 fest gegen den Deckel 7 gepresst, wobei zwischen Deckel 7 und Schaft 8 an der Entlüftungskanalöffnung 18 zusätzlich eine Dichtung 19 vorgesehen ist. Damit ist verhindert, dass über den Entlüftungskanal 17 in der geschlossenen Position des Nachfüllbehälters 1 bzw. des Ventils 9, 11 aus dem Nachfüllbehälter 1 Flüssigkeit austreten kann.
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Wenn der Schraubdeckel 7 vom Nachfüllbehälter 1 nach oben gedreht worden ist und der Nachfüllbehälter 1 damit seine Befüllungsposition einnimmt, wird gemäß 2 hingegen ein Spalt 21 zwischen der Entlüftungskanalöffnung 18 und dem Schraubdeckel 7 gebildet, sodass die Entlüftungskanalöffnung 18 freigegeben wird, wodurch das Gas, das über den Entlüftungskanal 17 aus dem Tank austritt, in den oberen Bereich des Nachfüllbehälters 1 eintreten kann.
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Zur Verschiebung des oberen Endes des Schaftes 8 gegenüber dem Deckel 7 von der an dem Deckel 7 gepressten Position (1 und 3) in der von dem Deckel 7 beabstandeten Freigabeposition (2) weist der Schaft 8 an seinem dem Deckel zugewandten Ende eine pilzförmige Erweiterung 22 auf, die von einer am Deckel 7 angebrachten käfigartigen Halterung 23 übergriffen und damit gehalten wird. Damit das Gas aus der Halterung 23 in den Nachfüllbehälter 1 strömen kann, ist die Halterung 23 mit Öffnungen 24 versehen.
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Der Entlüftungskanal 17 kann beim Befüllen des Nachfüllbehälters 1 am unteren Ende mit einer Selbstklebefolie oder dergleichen Dichtung verschlossen sein.
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Weiterhin kann der Verbindungsstutzen 2 des Nachfüllbehälters 1 zusätzlich mit einem Sicherheitsdeckel 26, 27 verschlossen sein (1 und 3).
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Nach 1 ist dabei der Sicherheitsdeckel 26 mit einem Außengewinde 28 versehen und auf das Innengewinde 5 in der Nut 6 in dem Hals 2 geschraubt.
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Mit einem Dorn 29 oder dergleichen Vorsprung kann mit dem Sicherheitsdeckel 26 die erwähnte Selbstklebefolie aufgerissen werden. Zwischen dem Sicherheitsdeckel 26 und dem Hals 2 ist eine Dichtung 32 vorgesehen.
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Die Ausführungsform nach 3 unterscheidet sich von derjenigen nach 1 und 2 im Wesentlichen nur dadurch, dass der Verbindungsstutzen 2 oder Hals 25 in den (nicht dargestellten) Tankstutzen steckbar ausgebildet ist. Um den Verbindungsstutzen 2 gegenüber dem Tankstutzen abzudichten, ist er mit einer durch Dichtlippen gebildeten Dichtung 33 versehen.
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Ferner weist nach 3 der Verbindungsstutzen 2 ein Außengewinde 31 zum Aufschrauben des Sicherheitsdeckels 27 auf, der dazu als Schraubkappe mit einem Innengewinde 34 versehen ist.
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Es ist ersichtlich, dass die Innenkontur des Verbindungsstutzens oder Halses 2 so ausgeführt werden kann, dass sie ein seitliches Kippen des Ventilkörpers 9 beim öffnen verhindert und den Ventilkörper 9 zentriert auf den Ventilsitz 11 führt.
