DE102009002209A1

DE102009002209A1 - Ice pressure receiver i.e. tank, for storing freezer reduction agent i.e. urea-water-solution, in vehicle, has reversible ice pressure compensation elements assigned to cup-shaped input unit and loaded by supporting body

Info

Publication number: DE102009002209A1
Application number: DE102009002209A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiontke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2010-10-14

Abstract

The receiver i.e. tank (10) has reversible ice pressure compensation elements (26) assigned to a cup-shaped input unit (12) and loaded by a supporting body. One of the reversible ice pressure compensation elements is provided with a thin-wall (18) that limits air volume (24), where thickness of the thin-wall is 0.5-2.5 mm. The reversible ice pressure compensation elements are designed as a foam body (30) and include a convex surface (28), which turn towards a reduction agent supplying unit.

Description

Stand der TechnikState of the art

DE 101 39 139 A1 bezieht sich auf ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels für eine Abgasnachbehandlung. Eine Vorrichtung zur Dosierung eines Reduktionsmittels, insbesondere von Harnstoff bzw. einer Harnstoff-Wasser-Lösung, dient zur Reduktion von in dem Abgas einer Brandkraftmaschine enthaltenen Stickoxiden. Die Vorrichtung umfasst eine Fördereinrichtung zur Beförderung des Reduktionsmittels von einem Vorratsbehälter zu einem das Abgas führenden Abgasrohr, ferner eine Zumesseinrichtung zur dosierten Zufuhr in das Abgas des Reduktionsmittels in das Abgasrohr, wobei die Fördereinrichtung eine Pumpe und die Zumesseinrichtung ein Dosierventil mit einem Austrittselement umfasst. Die Zumesseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese nahe oder am Abgasrohr befestigt werden kann, so dass das Austrittselement in das Abgasrohr hineinragt. Die Fördereinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese am oder im Vorratsbehälter untergebracht werden kann, wobei die Fördereinrichtung und die Zumesseinrichtung voneinander getrennte, über eine Verbindungsleitung verbundene Module darstellen. DE 101 39 139 A1 refers to a metering system for metering a reducing agent for exhaust aftertreatment. A device for metering a reducing agent, in particular urea or a urea-water solution, serves to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an internal combustion engine. The apparatus comprises a conveying device for conveying the reducing agent from a storage container to an exhaust pipe carrying the exhaust gas, furthermore a metering device for metered supply into the exhaust gas of the reducing agent in the exhaust pipe, wherein the conveyor comprises a pump and the metering device comprises a metering valve with an outlet element. The metering device is designed such that it can be fastened near or on the exhaust pipe, so that the outlet element projects into the exhaust pipe. The conveying device is designed in such a way that it can be accommodated on or in the storage container, the conveying device and the metering device representing separate modules connected via a connecting line.

DE 10 2006 027 487 A1 bezieht sich auf einen Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine Harnstofflösung. Diese dient zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Brennkraftmaschinen. Der Fahrzeugtank umfasst eine Behälterwand, die aus Kunststoffmaterial gefertigt ist. DE 10 2006 027 487 A1 refers to a vehicle tank for a liquid reducing agent, in particular for a urea solution. This serves to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas of internal combustion engines. The vehicle tank includes a tank wall made of plastic material.

DE 10 2004 051 746 A1 bezieht sich auf ein Tankmodul für ein Reduktionsmittel und ein Dosiersystem. Das Tankmodul umfasst mindestens ein Tankmodulgehäuse, wobei innerhalb einer Tankkammer des Tankmodulgehäuses ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels in das Abgassystem angeordnet ist. DE 10 2004 051 746 A1 refers to a tank module for a reducing agent and a dosing system. The tank module comprises at least one tank module housing, wherein a metering system for metering a reducing agent is arranged in the exhaust system within a tank chamber of the tank module housing.

Beim Gefrieren dehnt sich das Reduktionsmittel bei Eisbildung um ca. 10% aus. Diese Volumenausdehnung darf das Tanksystem und die Komponenten nicht schädigen, d. h. das System ist so zu dimensionieren, dass es den sich aufbauenden Eisdruck aufnehmen kann und diesem auch widersteht. Was den Tank anbetrifft, in dem das Reduktionsmittel bevorratet wird, kann von einem Ausdehnungsvolumen von bis zu 3 Litern ausgegangen werden. Es liegen bereits Vorschläge vor, was die Verbesserung der Eisdruckfestigkeit betrifft, jedoch sind diese nicht bei allen Applikationen zielführend.At the Freezing, the reducing agent expands by approx. 10% off. This volume expansion allows the tank system and the components do not harm, d. H. the system is to be dimensioned so that it can absorb the building up ice pressure and this also resists. As for the tank in which the reducing agent is stored can be assumed, an expansion volume of up to 3 liters become. There are already proposals, which is the improvement of the Ice crushing strength, but these are not in all applications effective.

Eine Eisdruckaufnahme kann zum Beispiel als ein Formteil aus Moosgummi (EPDM-Kautschuk mit gemischtzelliger Struktur) sowohl innerhalb eines Heiztopfes, eines Reduktionsmitteltanks als auch um ihn herum eingebracht werden. Bei einem gleichmäßigen Einfrieren der Tankeinheit befindet sich die letzte flüssige Phase der Harnstoff-Wasser-Lösung innerhalb des Heiztopfes oder in seiner unmittelbaren Umgebung, abhängig von der Schräglage des Fahrzeugs beim Einfrieren sowie abhängig von der Tankform. Sobald die flüssige Phase einfriert, haben die Elemente die Aufgabe, sich zu komprimieren und somit das gegenüber der flüssigen Phase erhöhte Eisvolumen aufzunehmen. Dadurch soll eine Zerstörung der im Inneren des Heiztopfes angeordneten Bauteile verhindert werden. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, dass es sich um eine Komprimierung der in dem Element eingeschlossenen Luft handelt. Die Zellstruktur zur Aufnahme der Luft ist deshalb für die Funktion des Formteiles essentiell.A Eisdruckaufnahme can, for example, as a molded part of sponge rubber (EPDM rubber with mixed cell structure) both within a heating pot, a reducing agent tank as well as around it be introduced. For a uniform freezing the tank unit is the last liquid phase the urea-water solution inside the heating pot or in its immediate vicinity, depending on the inclination of the vehicle during freezing and depending on the tank shape. Once the liquid phase freezes, the elements have the task to compress and thus the opposite to absorb increased volumes of ice in the liquid phase. This is to destroy the inside of the heating pot arranged components can be prevented. It is for that Take care that it is a compression of the element trapped air. The cell structure for uptake of the Air is therefore essential for the function of the molded part.

Jedes Eindringen von Harnstoff-Wasser-Lösung in das Innere des Formteiles führt zu einer Herabsetzung von dessen Kompressibilität und somit zu einem Verlust von notwendigen Volumenausgleichsvermögen. Hinzu kommt, dass eingedrungene Harnstoff-Wasser-Lösung ebenfalls einfriert und zu einer Skelettbildung im Inneren des Elementes, d. h. des Formteiles führt. Dies kann im Extremfall dazu führen, dass dieses vollständig inkompressibel wird. Da es sich um einen Moosgummi handelt, also ein Material, welches man sich als Aneinanderreihung von vielen EPDM-Blasen vorzustellen hat, ist die Wandstärke einer jeden einzelnen Blase sehr gering. Aus diesem Grunde sind Diffusionsvorgänge des Reduktionsmittels, d. h. der Harnstoff-Wasser-Lösung in das Innere des Materials möglich. Eine Skelettbildung und ein Verlust von Kompressionsvermögen sind die Folge.each Ingress of urea-water solution into the interior of the Formteiles leads to a reduction of its compressibility and thus to a loss of necessary volume balancing assets. In addition, the invaded urea-water solution also freezes and cause skeletal formation inside the element, d. H. of the molded part leads. This can be the case in extreme cases cause this to be completely incompressible becomes. Since it is a foam rubber, so a material, which one imagines as a juxtaposition of many EPDM bubbles The wall thickness of each individual bubble is very high low. For this reason, diffusion processes of the reducing agent, d. H. the urea-water solution into the interior of the material possible. Skeletal formation and loss of compressibility are the episode.

Sobald sich das Material einmalig durch eine Eisausdehnung komprimiert hat, steht die im Inneren dieses Materials eingeschlossene Luft unter einem erhöhten Druck. Es besteht die Gefahr, dass es zu einem Austritt der Luft oder einer Beschädigung der Zell struktur insbesondere deren Platzen kommen kann. In beiden Fällen hat ein weiterer Einfrierzyklus die Zerstörung der Heiztopfbauteile zur Folge.As soon as The material is compressed once by an ice expansion has, is the air trapped inside this material under increased pressure. There is a risk that It causes the air to escape or damage the cell structure especially their bursting can come. In both cases Another freezing cycle has the destruction of the Heiztopfbauteile result.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die beim Einfrieren entstehende Kristallbildung des Reduktionsmittels, d. h. der Harnstoff-Wasser-Lösung. Die entstehenden Kristalle sind scharfkantig und werden die oben beschriebene, dünnwandige Struktur der Blasen des EPDM-Materials angreifen. In Verbindung mit durch den Herstellprozess bedingten vorhandenen Oberflächenfehlern, wie z. B. Risse der Verhautung oder nach innen gehende Poren, kommt es ebenfalls zum Eindringen des Reduktionsmittels nach innen und somit zum Funktionsausfall des Elementes.One Another critical point is the crystal formation that occurs during freezing the reducing agent, d. H. the urea-water solution. The resulting crystals are sharp-edged and become the above described, thin-walled structure of the bubbles of EPDM material attack. In connection with by the manufacturing process conditional existing surface defects, such. B. cracks in the skin or inward pores, it also penetrates of the reducing agent inwards and thus to functional failure of the element.

Die obenstehend aufgeführten Punkte lassen erwarten, dass ein Langzeiteinsatz dieses Materials, an welches eine Lebensdaueranforderung von 15 Jahren gestellt wird, bei Multieinfrierzyklen schwerlich erreicht wird.The above points let you expect a long-term use of this mate rials, which are subject to a lifetime requirement of 15 years, is difficult to achieve in multi-freeze cycles.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird in einer ersten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens ein dünnwandiges, reduktionsmittelbeständiges Material in eine Form gebracht, die sich an die Heiztopfgeometrie anlehnt. Als Material lässt sich zum Beispiel HNBR oder EPDM einsetzen. Beide Materialien stellen bekannte Werkstoffe dar, die vielfältige Einsatzmöglichkeiten aufweisen und sich z. B. im Wege des Spritzgießverfahrens oder anderer geeigneter formgebender Verfahren, z. B. Tauchverfahren oder durch Gießen herstellen lassen. Bevorzugt handelt es sich um Vollmaterialien, ähnlich einem O-Ring. Das Material selbst ist inkompressibel. Das eingesetzte Formmaterial ist zunächst lediglich an einer Seite offen. Dabei handelt sich um die dem Deckel des Heiztopfs zugewandte Seite. Durch diese Öffnung kann bei Bedarf ein Stützkörper in das Material eingelegt werden. Danach wird der offene Teil des Eisdruckompensationselementes gemäß dieser Ausführungsvariante verschlossen. Dies kann durch Vulkanisation oder durch ein anderes geeignetes Verfahren auf chemischem oder thermischem Wege erfolgen. Idealerweise liegt diese Verbindungsstelle oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Reduktionsmittels, bei dem es sich bevorzugt um Harnstoff-Wasser-Lösung handelt, innerhalb des Tanks.Of the proposed solution according to the invention Following, in a first embodiment of the Invention is a thin-walled, reducing agent-resistant material in a mold, which is based on the Heiztopfgeometrie. As material leaves For example, use HNBR or EPDM. Set both materials known materials, the diverse uses have and z. B. by way of injection molding or other suitable molding process, e.g. B. dipping method or can be prepared by casting. It is preferable around solid materials, similar to an O-ring. The material itself is incompressible. The used molding material is first only open on one side. These are the lids the heating pot side facing. Through this opening can If necessary, a support body inserted in the material become. Thereafter, the open part of the Eisdruckompensationselementes closed according to this embodiment. This can be done by vulcanization or by another suitable Process be carried out by chemical or thermal means. Ideally this junction is above the liquid level of the reducing agent, which is preferably urea-water solution acts within the tank.

Durch eine Verklemmung des Eisdruckkompensationselementes im Heiztopf wird es in seiner korrekten Einbaulage fixiert. Sollte es zu einem Einfrieren kommen und einer Volumenkompensation des Eises durch ein Ausweichen des Eisdruckkompensationselementes notwendig sein, wird die im Inneren des Eisdruckkompensationselementes eingeschlossene Luft komprimiert. Bauteilbeschädigungen werden verhindert. Aufgrund der Bauweise wird ein Medienaustausch zwischen der Luft und dem Reduktionsmittel verhindert. Die Dichtheit des Bauteilbereiches, die dem an der Außenseite anstehenden Reduktionsmittel ausgesetzt ist, entspricht der einer O-Ringanwendung. Wenn die stirnseitige Verschlussstelle oberhalb des Flüssigkeitsspiegels verbleibt, tritt auch dort kein Eindringen von Reduktionsmittel auf.By a jamming of the Eisdruckkompensationselementes in the heating pot it is fixed in its correct mounting position. Should it be one Freezing come through and a volume compensation of the ice a deflection of the ice pressure compensation element be necessary is included in the interior of the Eisdruckkompensationselementes Compressed air. Component damage is prevented. Due to the design, a media exchange between the air and the reducing agent prevented. The tightness of the component area, the reducing agent present on the outside is exposed, which corresponds to an O-ring application. If the frontal Closure remains above the liquid level, also occurs there no penetration of reducing agent.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich eine Vermeidung bzw. eine Verringerung des Eindringens von flüssigen Medien in das Innere des Eisdruckkompensationselements erreichen. Die Robustheit und damit die Lebensdauer des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Eisdruckkompensationselementes kann durch eine Erhöhung der Wandstärke erreicht werden, da dadurch eine Verhinderung von Beschädigungen aufgrund sich einstellender Kristallbildung vermieden werden kann. Es lässt sich eine signifikante Erhöhung der Langzeitstabilität und damit die Erreichung der geforderten Lebensdauer von 15 Jahren und mehr erreichen. Der in einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung in das Eisdruckkompensationselement eingeführte, als Formfeder ausgeführte Stützkörper stabilisiert dieses bei der Montage sowie während des Betriebes, so dass die korrekte Einbaulage des Eisdruckkompensationselementes gewährleistet ist, ebenso wie die Bereitstellung des notwendigen eingeschlossenen Volumens. Der als Formfeder ausgeführte Stützkörper hat überdies den positiven Effekt, dass mögliche plastische Verformungen des Formschlauchs bei Mehrfacheinfrierzyklen vermieden werden. Weiterhin kann durch eine Formfeder ein Zusammenziehen des Formschlauches bei temperaturabhängiger Volumenänderung der eingeschlossenen Luft verhindert werden.With the proposed solution according to the invention can be avoided or a reduction in penetration of liquid media in the interior of the Eisdruckkompensationselements to reach. The robustness and thus the life of the inventively proposed Eisdruckkompensationselementes can by increasing the wall thickness can be achieved, as a result of prevention Damage due to self-adjusting crystal formation can be avoided. It can be a significant Increase in long-term stability and thus the Achieve the required service life of 15 years and more. The proposed in a first embodiment of the present invention Solution introduced into the ice pressure compensating element, designed as a form spring supporting body stabilizes it during assembly as well as during operation, so that the correct installation position of the Eisdruckkompensationselementes is guaranteed, as well as the provision of the necessary enclosed volume. The executed as a form spring Supporting body also has the positive Effect that possible plastic deformation of the molded tube be avoided during multiple freezing cycles. Furthermore, by a Form spring a contraction of the molded tube at temperature-dependent Volume change of trapped air can be prevented.

In einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird vorgeschlagen, nach dem Einlegen der Formfeder in das Eisdruckkompensationselement den Deckel des Heiztopfes mit einem Kunststoffteil zu verschließen. Dieses wird idealerweise aus einem Reduktionsmittel beständigen Werkstoff wie z. B. PA66 gefertigt. Die Verbindung erfolgt auf mechanischem Wege so z. B. durch eine Klemmgeometrie. Das angewandte Prinzip ermöglicht die Beaufschlagung einer Dichtstelle mit einer vorhandenen Anfangspressung und sich eine verstärkende Dichtwir kung bei Verformung des Elementes unter einem sich allmählich aufbauenden Innendruckes, so dass sich die Verbindung selbst sichert bzw. verstärkt. Die sich im Inneren des Eisdruckkompensationselementes einstellenden Drücke werden mithin zur Steigerung der Dichtkraft ausgenutzt.In a further embodiment of the present invention proposed Solution is proposed after inserting the form spring in the Eisdruckkompensationselement the lid of the heating pot with to close a plastic part. This will be ideal from a reducing agent resistant material such. B. PA66 manufactured. The connection is made by mechanical means so z. B. by a clamping geometry. The applied principle allows the application of a sealing point with an existing initial squeeze and a reinforcing Dichtwir effect during deformation of the element under a gradually building internal pressure, so that the connection itself secures or reinforces. The adjusting in the interior of the Eisdruckkompensationselementes Pressures are thus exploited to increase the sealing force.

Bei einer Erhöhung des Innendruckes p_i kommt es zu einer Kraftbeaufschlagung der inneren Seite des Formschlauches. Ist der Halter über dem Formschlauch angebracht, wird eine zusätzliche Verpressung bei erhöhtem Innendruck erreicht. Die notwendige Anfangsdichtkraft wird durch die Formfeder selbst aufgebracht.When the internal pressure p _i is increased, a force is applied to the inner side of the molded tube. If the holder is fitted over the molded tube, additional compression is achieved with increased internal pressure. The necessary initial sealing force is applied by the spring itself.

In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung wird ein gekammertes Gasvolumen vorgeschlagen, welches beispielsweise durch eine homogene Hülle gebildet werden kann. Dieses Gasvolumen befindet sich innerhalb des Reduktionsmitteltankes, insbesondere sowohl innerhalb des Heiztopfes als auch um diesen herum.In Another embodiment of the invention is a chambered gas volume proposed which, for example, by a homogeneous shell can be formed. This gas volume is located within the reducing agent tank, in particular both inside the heating pot and around it.

Gemäß dieser Ausführungsvariante wird ein Ausgleichskörper, welcher aus einem homogenem harnstoffbeständigen Material, z. B. EPDM gefertigt ist, mit einem Kunststoffteil kraftschlüssig verbunden. Eine geeignete Stützgeometrie oder Stützkörper, z. B. eine Formfeder im Inneren, gewährleistet die Formstabilität sowohl während der Montage als auch im Betrieb. Die Rückverformung nach einer Kompression durch Einfrieren ist somit sichergestellt. Um die Funktion dieses gekammerten Gasvolumens über die geforderte Lebensdauer (15 Jahre) sicherzustellen wird vorgeschlagen, das gekammerte Gasvolumen im permanenten Austausch mit der Umgebungsluft zu halten. In einer bevorzugten weiteren Ausführungsvariante wird das Eisdruckkompensationselement, in diesem Falle das gekammerte Gasvolumen geteilt ausgebildet, d. h. es werden ein innerer und ein äußerer Eisdruckkompensationskörper vorgeschlagen, die jeweils mit der Umgebungsluft über harnstoffbeständige Schläuche, z. B. aus EPDM in Verbindung stehen. Die Abdichtung der Eintrittstellen der Schläuche in die jeweiligen Kompensationskörper kann wahlweise bereits im Herstellprozess mittels Vulkanisation erfolgen bzw. nachträglich durch mechanische Maßnahmen gemäß des O-Ring-Prinzips wie obenstehend bereits beschrieben.According to this embodiment, a compensation body, which consists of a homogeneous urea-resistant material, for. B. EPDM is made, positively connected to a plastic part. A suitable support geometry or support body, for. B. a form spring inside, ensures the dimensional stability during both assembly and during operation. The recovery after compression by freezing is thus ensured. In order to ensure the function of this chambered gas volume over the required service life (15 years), it is proposed to keep the chambered gas volume in permanent exchange with the ambient air. In a preferred further embodiment, the Eisdruckkompensationselement, in this case, the chambered gas volume is formed divided, ie there are proposed an inner and an outer Eisdruckkompensationskörper, each with the ambient air via urea-resistant tubes, z. B. from EPDM. The sealing of the entry points of the hoses into the respective compensation bodies can optionally be effected already in the production process by means of vulcanization or subsequently by mechanical measures according to the O-ring principle as already described above.

Kommt es nun zu einem Einfrieren des Reduktionsmittelsvolumens, werden die beiden Kompensationskörper durch den Eisdruck komprimiert. Da das gekammerte Gasvolumen im ständigen Kontakt mit der Umgebung steht, wird das überschüssige Gas an die Umgebung abgegeben. Ein Druckaufbau im Inneren der beiden Kompensationskörper findet nicht statt. Sobald es zu einem Auftauen des Reduktionsmittels gekommen ist, wird die Formfeder den jeweiligen Kompensationskörper wieder in seine Ursprungslage zurückbewegen. Dadurch kommt es zu einem Ansaugen von Umgebungsluft über die Belüftungsleitung und eine Wiederannahme des ursprünglichen Zustandes.comes it now to a freezing of the reducing agent volume, be the two compensation bodies are compressed by the ice pressure. There the chambered gas volume in constant contact with the Environment stands, the excess gas is on given the environment. A pressure build-up inside the two compensation bodies does not take place. Once there is a thawing of the reducing agent has come, the shape spring is the respective compensation body move back to its original position. This comes it to a suction of ambient air through the vent line and a recapture of the original state.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines in einen (Heiz-)topf eingelassenen Eisdruckkompensationselementes, 1 a perspective view of an inserted into a (Heiz-) pot Eisdruckkompensationselementes,

2 einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante des Eisdruckkompensationselementes ausgebildet als Formschlauch, 2 a section through a variant of the Eisdruckkompensationselementes formed as a molding tube,

3 einen Längsschnitt durch das Eisdruckkompensationselement gemäß der Darstellung in 2, 3 a longitudinal section through the Eisdruckkompensationselement as shown in FIG 2 .

4 eine perspektivische Darstellung eines als Formschlauch ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes, 4 a perspective view of a formed as a form of hose Eisdruckkompensationselementes,

5 eine Ausführungsvariante eines Eisdruckkompensationselementes als gekammertes Gasvolumen, 5 an embodiment variant of an ice pressure compensation element as a chambered gas volume,

6 einen Schnitt durch einen Topf mit darin eingelassenem Eisdruckkompensationselement, 6 a section through a pot with it incorporated Eisdruckkompensationselement,

7 eine Abdichtung des Randmaterials des Eisdruckkompensationselementes mit Dichtwulst als Abdichtstelle und 7 a seal of the edge material of the Eisdruckkompensationselementes with sealing bead as a sealing point and

8 eine mögliche Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Eisdruckkompensationselementes als zwei getrennte Körper, die innerhalb und außerhalb des Heiztopfes angeordnet sind und mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen. 8th a possible embodiment of the inventively proposed Eisdruckkompensationselementes as two separate bodies, which are arranged inside and outside the heating pot and communicate with the ambient air.

Ausführungsvariantenvariants

1 zeigt die perspektivische Darstellung eines Topfes, bei dem es sich um einen Heiztopf eines Reduktionsmitteltanks handelt. 1 shows the perspective view of a pot, which is a heating pot of a reducing agent tank.

1 zeigt, dass in einen nicht näher dargestellten Tank 10 ein Topf 12 eingelassen ist, bei dem es sich insbesondere um einen Heiztopf handelt. Der Topf 12 ist an seiner Unterseite durch einen Boden 14 begrenzt, in dem Öffnungen 16 für Anschlüsse ausgeführt sind. Der Topf 12 umfasst ferner eine Wand 18, deren Innenseite mit Bezugszeichen 20 und deren Außenseite mit Bezugszeichen 22 bezeichnet ist. In das Innere des Topfes 12 gemäß der perspektivischen Ansicht in 1 ist ein Eisdruckkompensationselement 26 eingelassen. Das Eisdruckkompensationselement 26 gemäß der perspektivischen Ansicht in 1 umfasst eine dem im topfförmigen Einsatz 12 bevorrateten Reduktionsmittel, insbesondere einer dort bevorrateten Harnstoff-Wasser-Lösung, zuweisende, gewölbte Fläche 28. An der Oberseite des Eisdruckkompensationselementes 26 gemäß der Darstellung in 1 ist dieses durch einen Deckelabschnitt verschlossen, an dem wiederum der Halter 24 befestigt ist. Bei dem in 1 dargestellten Eisdruckkompensationselement 26 handelt es sich um einen homogenen, schlauchartigen Körper 30, der aus einem reduktionsmittelbeständigen Material gefertigt ist. Als Material kommen zum Beispiel HNBR oder EPDM in Frage. Diese Werkstoffe werden vorzugsweise im Spritzgießverfahren hergestellt. Bei dem Material, aus dem das in 1 perspektivische Wiedergabe dargestellte Eisdruckkompensationselement 26 bevorzugt gefertigt wird, handelt es sich um ein Vollmaterial, was an sich inkompressibel ist. 1 shows that in a tank, not shown 10 stew 12 is embedded, which is in particular a heating pot. The pot 12 is at its bottom by a floor 14 limited, in the openings 16 are designed for connections. The pot 12 further comprises a wall 18 whose inside with reference numerals 20 and the outside thereof with reference numerals 22 is designated. In the interior of the pot 12 according to the perspective view in 1 is an ice pressure compensation element 26 admitted. The ice pressure compensation element 26 according to the perspective view in 1 includes a cup-shaped use 12 stocked reducing agent, in particular a stored there urea-water solution, facing, curved surface 28 , At the top of the ice pressure compensation element 26 as shown in 1 this is closed by a lid portion, in turn, the holder 24 is attached. At the in 1 illustrated Eisdruckkompensationselement 26 it is a homogeneous, tubular body 30 made of a reducing agent resistant material. As a material, for example, HNBR or EPDM come into question. These materials are preferably produced by injection molding. In the material from which the in 1 perspective view represented Eisdruckkompensationselement 26 is preferably made, it is a solid material, which is incompressible in itself.

Der Körper 30 ausgebildet als Formschlauch des in 1 dargestellten Eisdruckkompensationselementes 26 ist vor dessen Montage an der Oberseite offen. Durch diese Öffnung wird ein in den Darstellungen gemäß der 2 und 3 dargestellter Stützkörper 38 im Hohlraum des Eisdruckkompensationselementes 26 montiert. Danach wird das Deckelteil, an dem der Halter 24 befestigt ist, mit dem Eisdruckkompensationselement 26 gefügt. Dies kann zum Beispiel durch Vulkanisation oder durch ein anderes geeignetes Verfahren auf chemischem oder thermischem Wege erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante befindet sich die Verbindungsstelle zwischen dem Deckelelement, an dem der Halter 24 befestigt ist, und dem Eisdruckkompensationselement 26 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im topfförmigen Einsatz 12 bzw. im Tank 10, in dem das gefrierfähige Reduktionsmittel bevorratet wird.The body 30 formed as a molding tube of in 1 illustrated Eisdruckkompensationse lementes 26 is open at the top before mounting. Through this opening is a in the representations according to the 2 and 3 illustrated support body 38 in the cavity of the Eisdruckkompensationselementes 26 assembled. Thereafter, the lid part to which the holder 24 is attached, with the ice pressure compensation element 26 together. This can be done, for example, by vulcanization or by any other suitable method by chemical or thermal means. In a preferred embodiment, the connection point is between the cover element, on which the holder 24 is attached, and the Eisdruckkompensationselement 26 above the liquid level in cup-shaped use 12 or in the tank 10 in which the freezable reducing agent is stored.

Sollte es zu einem Einfrieren des Reduktionsmittels kommen, was in der Regel bei Temperaturen unterhalb von –11°C eintritt, so erfolgt eine Volumenkompensation des sich bei der Eisbildung ausdehnenden Volumens des Reduktionsmittels durch ein Ausweichen des Eisdruckkompensationselementes 26. Die in dessen Inneren eingeschlossene Luft wird komprimiert und Bauteilbeschädigungen werden verhindert. Aufgrund der in 1 dargestellten Bauweise wird ein Medienaustausch zwischen der Luft, die im Eisdruckkompensationselement 26 enthalten ist, und dem Reduktionsmittel, bei dem es sich um Harnstoff-Wasser-Lösung handelt, verhindert. Die Dichtheit des Eisdruckkompensationselementes 26 an der gewölbten Seite 28, die dem Reduktionsmittel direkt ausgesetzt ist, wird durch die Materialwahl gewährleistet. Liegt die stirnseitige durch Vulkanisation oder durch thermisches oder chemisches Fügen geschaffene Verschlussstelle zwischen dem Eisdruckkompensationselement 26 und dem Deckelteil, an dem der Halter 24 befestigt wird, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des topfförmigen Einsatzes 12, so wird die Dichtheit in das Innere des Eisdruckkompensationselements 26 zusätzlich verbessert.Should it come to a freezing of the reducing agent, which usually occurs at temperatures below -11 ° C, so there is a volume compensation of the expanding in the formation of ice volume of the reducing agent by dodging the Eisdruckkompensationselementes 26 , The air trapped inside is compressed and component damage is prevented. Due to the in 1 illustrated construction is a media exchange between the air in the Eisdruckkompensationselement 26 is contained, and the reducing agent, which is urea-water solution prevented. The tightness of the Eisdruckkompensationselementes 26 on the arched side 28 , which is directly exposed to the reducing agent, is ensured by the choice of materials. Is the front side created by vulcanization or by thermal or chemical joining closure between the Eisdruckkompensationselement 26 and the lid part to which the holder 24 is attached, above the liquid level of the cup-shaped insert 12 , the tightness in the interior of the Eisdruckkompensationselements 26 additionally improved.

Aus der Darstellung gemäß 2 geht das Eisdruckkompensationselement sowie der topfförmige Einsatz im Schnitt hervor.From the illustration according to 2 the ice pressure compensating element and the cup-shaped insert emerge in section.

2 zeigt, dass gemäß dieses Schnittverlaufes die Wand 18 des topfförmigen Einsatzes 12 die Innenseite 20 und die Außenseite 22 aufweist. An der Innenseite 20 hinsichtlich der Anlagefläche zu dieser komplementär ausgebildet, befindet sich das Eisdruckkompensationselement 26, welches in der in 2 dargestellten Ausführungsvariante als Formschlauch 32 ausgebildet ist. Eine Formschlauchwand 36 des Formschlauches 32 begrenzt ein Luftvolumen 34. Eine Aussteifung der gewölbten Fläche 28, die dem im topfförmigen Einsatz 12 bevorrateten Reduktionsmittel zuweist, erfolgt durch einen Stützkörper 38. Dieser ist als gebogene Formfeder ausgeführt. Diese kann an der der gewölbten Fläche 28 abgewandten Seite der Formschlauchwand 36, kontinuierlich, d. h. über deren gesamten Radius, anliegen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Flexibilität des Stützkörpers 38 durch Schlitzungen zu beeinflussen, die jedoch in der Schnittdarstellung gemäß 2 nicht wiedergegeben sind. Durch die Anlage und Orientierung der Schlitzungen im Stützkörper 38 wird dessen Steifigkeit bzw. dessen Elastizität und damit das Rückstellvermögen des Eisdruckkompensationselementes 26 verbessert. Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass das Eisdruckkompensationselement 26 in das Innere des topfförmigen Einsatzes 12 eingelassen ist. 2 shows that according to this cutting the wall 18 the cup-shaped insert 12 the inside 20 and the outside 22 having. On the inside 20 formed with respect to the contact surface to this complementary, is the Eisdruckkompensationselement 26 which is in the in 2 illustrated embodiment as a molded hose 32 is trained. A form hose wall 36 of the molding tube 32 limits an air volume 34 , A stiffening of the curved surface 28 that in the cup-shaped use 12 stocked reducing agent allocates is carried out by a support body 38 , This is designed as a curved shape spring. This may be on the curved surface 28 opposite side of the molding tube wall 36 , continuously, ie over their entire radius, rest. Of course, there is also the possibility of the flexibility of the support body 38 by slits to influence, however, in the sectional view according to 2 are not reproduced. By the plant and orientation of the slits in the support body 38 its stiffness or its elasticity and thus the resilience of the Eisdruckkompensationselementes 26 improved. From the illustration according to 2 shows that the ice pressure compensation element 26 into the interior of the cup-shaped insert 12 is admitted.

3 zeigt einen Längsschnitt durch den topfförmigen Einsatz und das Eisdruckkompensationselement. 3 shows a longitudinal section through the pot-shaped insert and the Eisdruckkompensationselement.

Aus 3 geht hervor, dass der topfförmige Einsatz 12 den Boden 14 aufweist. Bis zu diesem erstreckt sich sowohl die Formschlauchwand 36 des Eisdruckkompensationselementes 26 hier ausgebildet als Formschlauch 32 als auch der Stützkörper 38, hier geschnitten dargestellt. Das im Formschlauch 32 vorhandene Luftvolumen ist durch Bezugszeichen 34 identifiziert.Out 3 shows that the cup-shaped use 12 the ground 14 having. Up to this extends both the form hose wall 36 the Eisdruckkompensationselementes 26 here formed as a molding tube 32 as well as the support body 38 , shown here cut. The in the form of hose 32 existing air volume is indicated by reference numerals 34 identified.

Aus den Darstellungen gemäß der 2 und 3 geht hervor, dass der Stützkörper 38 nach dessen Montage im Inneren des als Formschlauch 32 ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes 26, dieses in seiner Ausgangslage hält und bei auftretender Verformung durch Eisdruck wieder in eben diese Ausgangslage zurückstellt. Aufgrund der Wirkung des in das Eisdruckkompensationselement 26 integrierten Stützkörpers 38 ist dieses reversibel deformierbar, d. h. nimmt – abgesehen von geringen Hysterese-Eigenschaften – nach einer Verformung durch auftretenden Eisdruck nach dessen Auftauen seine ursprüngliche, d. h. seine durch die Ruhelage des Stützkörpers 38 gegebene Ausgangslage wieder an.From the representations according to the 2 and 3 it turns out that the support body 38 after its mounting inside the as a molded hose 32 trained Eisdruckkompensationselementes 26 , This holds in its initial position and resets when deformation due to ice pressure back into just this starting position. Due to the effect of in the Eisdruckkompensationselement 26 integrated support body 38 this is reversibly deformable, ie takes - apart from low hysteresis properties - after deformation by ice pressure occurring after its thawing its original, ie its by the rest position of the support body 38 given starting position again.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht des als Formschlauch 32 ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes mit eingelassenem Stützkörper. 4 shows a perspective view of the as a molded tube 32 formed Eisdruckkompensationselementes with recessed support body.

Wie aus der perspektivischen Ansicht gemäß 4 hervorgeht, stützt die Krümmung des Stützkörpers 38 die gewölbte Fläche 28 an der Innenseite nahezu über deren gesamten Radius verlaufend ab. Bei dem in 4 dargestellten Stützkörper 38 handelt es sich um eine Formfeder 38, die eine kontinuierlich verlaufende radiale Abstützung der gewölbten Fläche 28 ermöglicht; selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Festigkeit bzw. das Rückstellvermögen des Stützkörpers 38 durch eine Anzahl von Schlitzungen, die in Längsrichtung oder in Querrichtung oder auch geneigt verlaufen können, zu beeinflussen und dadurch das Rückstellvermögen des Stützkörpers 38 zu beeinflussen.As seen from the perspective view 4 shows, supports the curvature of the support body 38 the curved surface 28 on the inside almost over its entire radius extending from. At the in 4 shown supporting body 38 it is a form spring 38 , which has a continuous radial support of the curved surface 28 permits; Of course, there is also the possibility of the strength or the resilience of the support body 38 by a number of slits, which may extend in the longitudinal or transverse direction or inclined, and thereby affect the resilience of the support body 38 to influence.

Der Stützkörper 38, der z. B. als Formfeder ausgebildet sein kann, wie er in einem Formschlauch 32 Verwendung findet, wird bevorzugt aus einem Material gefertigt, welches eine geringere Härte als das Material des Formschlauchs 32 selbst aufweist.The supporting body 38 , the z. B. may be formed as a shape spring, as in a molding tube 32 Is used, is preferably made of a material which has a lower hardness than the material of the molding tube 32 itself has.

4 zeigt, dass das in dieser Ausführungsvariante als Formschlauch 32 ausgebildete Eisdruckkompensationselement 26 eine Anlagefläche 40 aufweist, die so konturiert ist, dass diese der Krümmung der Innenseite 20 der Wand 18 des topfförmigen Einsatzes 12 entspricht. 4 shows that in this embodiment variant as a molded tube 32 trained ice pressure compensation element 26 a contact surface 40 which is contoured so that this the curvature of the inside 20 the Wall 18 the cup-shaped insert 12 equivalent.

An der Außenseite des als Formschlauch 32 ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes 26 können sich terrassenartig übereinander angeordnete Versteifungsrippen 42 befinden. Diese können auch umlaufend ausgebildet sein, um eine noch höhere Versteifung zu erreichen. Ziel ist die Verhinderung von Verformungen des Formschlauchs 32, z. B. durch Volumenreduktion der eingeschlossenen Luft, bei Temperaturabfall.On the outside of the as a molded hose 32 trained Eisdruckkompensationselementes 26 can terraced superimposed stiffening ribs 42 are located. These can also be formed circumferentially to achieve an even higher stiffening. The aim is to prevent deformation of the molded tube 32 , z. B. by volume reduction of the trapped air, with temperature drop.

Der Darstellung gemäß 5 ist eine weitere Ausführungsvariante des Eisdruckkompensationselementes zu entnehmen.The representation according to 5 shows a further embodiment of the Eisdruckkompensationselementes.

Das in 5 dargestellte Eisdruckkompensationselement 26 ist als geschlossenes Gasvolumen 48 ausgeführt. Wie aus 5 hervorgeht, wird das geschlossene Gasvolumen 48 von Schlauchwandmaterial 54 gebildet. Die Aussteifung des geschlossenen Gasvolumens 48 erfolgt durch den Stützkörper 38, welcher dem ansonsten biegeschlaffen Schlauchmaterial 54 eine kammerartige Kontur aufprägt. Bevorzugt ist das in 5 dargestellte geschlossene Gasvolumen 48 in topfförmigen Einsatz 12 unterhalb des in diesem bevorrateten Flüssigkeitspegels des Reduktionsmittels angebracht. 5 zeigt, dass das Schlauchmaterial 54 sowohl die Seitenwände des Stützkörpers 38 überdeckt, als auch einen Bodenabschnitt 50 bildet. Der Deckelabschnitt des Schlauchwandmaterials 54 ist über den oberen Bereich des Stützkörpers 38 geführt. Die offenen Enden des Schlauchwandmaterials 54 sind an einer Befestigung 44, hier ausgebildet als eine Verklemmung, mittels eines Dorns in der Wand 18 zusammengeführt. Es ist dafür Sorge zu tragen, dass die Verbindung 46 zwischen den losen Enden nach Herumführen über den Stützkörper 38 flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, so dass kein Reduktionsmittel in das Innere der das geschlossene Gasvolumen 48 darstellenden Kammer eintritt.This in 5 illustrated Eisdruckkompensationselement 26 is as a closed gas volume 48 executed. How out 5 shows, the closed gas volume 48 of hose wall material 54 educated. The stiffening of the closed gas volume 48 takes place through the support body 38 , which the otherwise pliable hose material 54 imprinting a chamber-like contour. Preferably, this is in 5 illustrated closed gas volume 48 in cup-shaped use 12 mounted below the stocked in this liquid level of the reducing agent. 5 shows that the tubing 54 both the side walls of the support body 38 covered, as well as a bottom section 50 forms. The lid portion of the tube wall material 54 is over the top of the support body 38 guided. The open ends of the tubing wall material 54 are at a fixture 44 , here formed as a jam, by means of a spike in the wall 18 merged. It is necessary to make sure that the connection 46 between the loose ends after passing over the support body 38 is formed liquid-tight, so that no reducing agent in the interior of the closed gas volume 48 performing chamber.

Die in 5 dargestellte Ausführungsvariante des Eisdruckkompensationselementes 26 als geschlossenes Gasvolumen 48 steht nicht mit der Umgebungsluft in Verbindung. Eine Variante eines Gasvolumens, die mit der Umgebung in Verbindung steht ist im Ausführungsbeispiel gemäß 8 dargestellt, wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird.In the 5 illustrated embodiment of the Eisdruckkompensationselementes 26 as a closed gas volume 48 is not connected to the ambient air. A variant of a gas volume that is in communication with the environment is in the embodiment according to 8th illustrated, as will be described in more detail below.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines als Formschlauch ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes ohne Darstellung des Deckels und des Halters. 6 shows a perspective view of a formed as a molding tube Eisdruckkompensationselementes without showing the lid and the holder.

Aus der Darstellung gemäß 6 geht hervor, dass die Formfeder 38 die Innenseiten des als Formschlauch 32 ausgebildeten Eisdruckkompensationselementes 26 nur teilweise überdeckt. Dadurch kann bereits eine Formstabilität des flexiblen elastischen HNBR-Materials oder EPDM-Materials erreicht werden, aus dem die Wand 36 des Formschlauches 32 bevorzugt gefertigt ist. Bei der Formfeder 38 handelt es sich bevorzugt um ein flaches Blech, welches an die Innenwandgeometrie des auszusteifenden Eisdruckkompensationselements 26 – hier sichelartig gekrümmt – angepasst ist.From the illustration according to 6 it turns out that the shaped spring 38 the insides of the as a molded tube 32 trained Eisdruckkompensationselementes 26 only partially covered. As a result, already a dimensional stability of the flexible elastic HNBR material or EPDM material can be achieved, from which the wall 36 of the molding tube 32 is preferably made. At the form spring 38 it is preferably a flat sheet, which to the inner wall geometry of auszusteifenden Eisdruckkompensationselements 26 - here sickle-like curved - is adapted.

Die Innenseite des topfförmigen Einsatzes 12 des Reduktionsmitteltanks 10 ist durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet, die Wand des topfförmigen Einsatzes 12 mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet; der topfförmige Einsatz 12 wird durch den Boden 14, in dem eine Anzahl von Öffnungen für Anschlüsse 16 ausgebildet sind, begrenzt.The inside of the cup-shaped insert 12 of the reducing agent tank 10 is by the reference numeral 20 denotes the wall of the cup-shaped insert 12 with the reference number 18 designated; the pot-shaped use 12 gets through the ground 14 in which a number of openings for connections 16 are formed, limited.

6 zeigt einen Schnitt durch einen Topf mit darin eingelassenem Eisdruckkompensationselement. 6 shows a section through a pot with it incorporated Eisdruckkompensationselement.

6 zeigt, dass sich an der Unterseite des Formschlauches 32 in der Formschlauchwand 36 eine Öffnung 35 befindet. Die Formschlauchwand 36 ist durch den Stützkörper 38, der hier als in radiale Richtung ineinandergreifende Formfeder ausgebildet ist (vgl. Darstellung gemäß 2), abgestützt. An der Oberseite der Formschlauchwand 36 im Bereich von Dichtungswulsten 37, die in der Formschlauchwand 36 ausgebildet sind, befindet sich eine Stützscheibe. Die Stützscheibe umfasst Ausnehmungen, in welche die Dichtwulste 37, die am oberen Ende der Formschlauchwand 36 ausgebildet sind, eingelegt werden. Nach Montage der Stützscheibe mittels einer Verschraubung an einem Haltekörper 52 erfolgt eine Verpressung der Dichtwülste 37 zwischen Haltekörper 52 und der die obere Öffnung des Formschlauches 32 verschlie ßenden Stützscheibe. Durch die in 6 dargestellte Ausführungsvariante der Montage eines als Formschlauch 32 ausgebildeten Eisdruckkompensationselements 26 ist eine zuverlässige Abdichtung des Hohlraums 34 am Halteelement 52 gewährleistet. 6 shows that on the bottom of the molded tube 32 in the form tube wall 36 an opening 35 located. The form hose wall 36 is through the support body 38 , which is designed here as an intermeshing in the radial direction form spring (see 2 ), supported. At the top of the tube wall 36 in the area of sealing beads 37 lying in the form tube wall 36 are formed, there is a support disk. The support disk comprises recesses into which the sealing beads 37 at the top of the tube wall 36 are formed, are inserted. After mounting the support disk by means of a screw connection to a holding body 52 there is a compression of the sealing beads 37 between holding body 52 and the upper opening of the molding tube 32 closing the supporting disk. By the in 6 illustrated embodiment of the assembly of a molded hose 32 formed Eisdruckkompensationselements 26 is a reliable seal of the cavity 34 on the holding element 52 guaranteed.

Aus der Darstellung gemäß 7 geht hervor, wie der Formschlauch 32 an einem Halteelement 52 abgedichtet wird. Wie aus der Darstellung gemäß 7 hervorgeht, ist das Schlauchwandmaterial 54 in einer Wandstärke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm ausgebildet. Bevorzugt wird dieses Schlauchwandmaterial 54 aus HNBR oder EPDM oder verwandten Materialien oder Mischungen daraus gefertigt. Wie 7 zeigt, wird das zunächst an einer Seite offene Schlauchwandmaterial 54, welches das Eisdruckkompensationselement 26 darstellt, so hergestellt, dass dieses an einer Seite, bevorzugt der Oberseite, offen bleibt. In diese Öffnung wird eine Scheibe 39 montiert, die als Spannelement dient, und anschließend der offene Teil des Formschlauches 32 durch das Halteelement 52, welches ein Übergriff 56 aufweist, verschlossen. Bevorzugt wird das Halteelement 52 aus Kunststoffmaterial wie z. B. reduktionsmittelbeständigem PA66 gefertigt. Die Ausbildung der Verbindung erfolgt mechanisch durch eine geeignete Klemmgeometrie durch Verformung von Dichtwülsten 37. Dies bedeutet, dass neben einer vorhandenen Anfangspressung, die im Wesentlichen durch die Scheibe 39 aufgebracht wird, an der Dichtstelle bei Verformung des Formschlauches 32 etwa durch Einwirkung des Eisdruckes und einen dadurch entstehenden Innendruck, diese Abdichtverbindung entlang von Anpressflächen 58 selbstsichernd bzw. selbstverstärkend wirkt. Dies bedeutet, dass bei zunehmendem Innendruck die Abdichtwirkung an den sich in horizontaler bzw. in vertikaler Richtung erstreckenden Anpressflächen 58 zunimmt. Damit werden die im Inneren des Formschlauches 32 herrschenden Drücke dazu verwendet, die Dichtkraft zu erhöhen.From the illustration according to 7 goes out, like the shaped tube 32 on a holding element 52 is sealed. As shown in the illustration 7 shows, is the hose wall material 54 formed in a wall thickness between 0.5 mm and 2.5 mm. This tube wall material is preferred 54 made of HNBR or EPDM or related materials or mixtures thereof. As 7 shows, which is initially open on one side tube wall material 54 , which the Eisdruckkompensationselement 26 is prepared so that it remains open on one side, preferably the top. In this opening is a disc 39 mounted, which serves as a clamping element, and then the open part of the molding tube 32 through the retaining element 52 which is an attack 56 has, closed. The retaining element is preferred 52 made of plastic material such. B. reducing agent resistant PA66 manufactured. The formation of the connection is made mechanically by a suitable clamping geometry by deformation of sealing beads 37 , This means that in addition to an existing initial squeeze, essentially through the disc 39 is applied, at the sealing point in deformation of the molding tube 32 for example due to the effect of the ice pressure and the resulting internal pressure, this sealing connection along contact surfaces 58 self-locking or self-reinforcing acts. This means that with increasing internal pressure, the sealing effect on the contact surfaces extending in the horizontal or in the vertical direction 58 increases. This will be the inside of the molded tube 32 prevailing pressures used to increase the sealing force.

Die in der Darstellung gemäß 7 dargestellte Abdichtstelle im Bereich des Übergriffes 56 des Halteelements 52 befindet sich bevorzugt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 62 des topfförmigen Einsatzes 12 (vgl. 8).The in the illustration according to 7 illustrated sealing point in the region of the attack 56 of the holding element 52 is preferably above the liquid level 62 the cup-shaped insert 12 (see. 8th ).

Bei einer Erhöhung des Innendruckes kommt es zu einer Kraftbeaufschlagung der Innenseite des Schlauchwandmaterials 54 des Formschlauches 32. Wenn zum Beispiel das Halteelement 52 über dem Formschlauch 32 angebracht ist, wird eine zusätzliche Dichtkraft bei erhöhtem Innendruck erreicht. Die notwendige Anfangsdichtkraft wird über die in 7 dargestellte Scheibe 39 erzeugt. Zur Verbesserung der mechanischen Abdichtung kann der Formschlauch 32 die Dichtwulste 37 aufweisen. Diese stel en am oberen Ende der Formschlauchwand 36 ausgebildete Materialverdickungen dar. Diese Materialverdickungen werden in geeigneter Weise mechanisch durch Scheiben 39 verpresst und gewährleisten die Anfangsdichtheit. Im Betrieb wird diese Anfangsdichtheit durch die im Betrieb auftretenden Innendrücke wie obenstehend verstärkt.With an increase in the internal pressure, there is a force applied to the inside of the hose wall material 54 of the molding tube 32 , If, for example, the retaining element 52 over the molding tube 32 is attached, an additional sealing force is achieved at elevated internal pressure. The necessary initial sealing force is over the in 7 illustrated disc 39 generated. To improve the mechanical seal of the molding tube 32 the sealing beads 37 exhibit. These are located at the upper end of the tube wall 36 formed material thickening dar. These material thickening are suitably mechanically by slices 39 pressed and ensure the initial tightness. In operation, this initial tightness is enhanced by the internal pressures encountered during operation as above.

8 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagen Eisdruckaufnahme, bei der das Eisdruckkompensationselement geteilt ausgebildet ist. 8th shows a further embodiment of the inventively proposed ice pressure recording, in which the Eisdruckkompensationselement is formed divided.

Wie vorstehend bereits anhand des Ausführungsbeispiels gemäß 5 beschrieben, kann das Eisdruckkompensationselement 26 auch als geschlossenes Gasvolumen ausgeführt sein, vergleiche Bezugszeichen 48 in 5. Alternativ zu einem geschlossenen Gasvolumen – wie in der Variante gemäß 5 gezeigt – kann das Eisdruckelement 22 auch so gestaltet sein, dass ein innerer Kompensationskörper 64 bzw. ein äußerer Kompensationskörper 66 – wie in 8 dargestellt – im permanenten Austausch mit der Umgebungsluft stehen. Dies erfolgt gemäß des Ausführungsbeispiels über Belüftungsleitungen 68. Die Belüftungsleitungen 68 verbinden sowohl den inneren Kompensationskörper 64 mit dem äußeren Kompensationskörper 66 und stehen ebenso mit der Umgebungsluft in Verbindung.As already above with reference to the embodiment according to 5 described, the Eisdruckkompensationselement 26 Also be designed as a closed gas volume, compare reference numerals 48 in 5 , Alternatively to a closed gas volume - as in the variant according to 5 shown - can the ice pressure element 22 also be designed so that an inner compensation body 64 or an external compensation body 66 - as in 8th shown - in permanent exchange with the ambient air. This is done according to the embodiment via ventilation ducts 68 , The ventilation pipes 68 connect both the inner compensation body 64 with the outer compensation body 66 and are also in communication with the ambient air.

Aus der Darstellung gemäß 8 ergibt sich, dass der topfförmige Einsatz 12 bzw. einem Heiztopf 60 an der Innenseite der innere Kompensationskörper 64 zugeordnet ist, während sich entlang der Außenseite 22 des Heiztopfes 60 der äußere Kompensationskörper 66 in Ringform erstreckt. Bei den beiden Kompensationskörpern 64 bzw. 66 handelt es sich bevorzugt um Formschläuche, die aus homogenem EPDM-Material gefertigt werden. Ein in 8 nicht dargestellter Stützkörper 38 – ähnlich der vorstehend beschriebenen Formfeder 38 – verleiht den Kompensationskörpern 64 bzw. 66 Formstabilität. Die Rückverformung nach einer erfolgten Kompression durch Eisbildung ist somit sicher gestellt, da die in der Ausführungsvariante gemäß 8 nicht dargestellten Stützkörper eine Rückverformung, d. h. eine reversible Wiederannahme der Ausgangslage der beiden miteinander über die Belüftungsleitung 68 verbundenen Kompensationskörper 64, 66 ermöglichen.From the illustration according to 8th it turns out that the pot-shaped use 12 or a heating pot 60 on the inside of the inner compensation body 64 is assigned while moving along the outside 22 of the heating pot 60 the outer compensation body 66 extends in a ring shape. For the two compensation bodies 64 respectively. 66 it is preferable to form hoses, which are made of homogeneous EPDM material. An in 8th Not shown support body 38 - Similar to the above-described shape spring 38 - gives the compensation bodies 64 respectively. 66 Dimensional stability. The re-deformation after a successful compression by ice formation is thus ensured, as in the embodiment according to 8th Support body, not shown, a return deformation, ie, a reversible acceptance of the starting position of the two together via the vent line 68 associated compensation body 64 . 66 enable.

Die Verbindung der beiden Kompensationskörper 64 bzw. 66 mit der Umgebung erfolgt zum Beispiel über EPDM-Schläuche. Die Abdichtung der Eintrittsstellen der Schläuche in die jeweiligen Kompensationskörper 64 bzw. 66 kann wahlweise bereits beim Her stellungsprozess durch Vulkanisation erfolgen bzw. nachträglich durch mechanische Maßnahmen wie zum Beispiel in 6 beschrieben.The connection of the two compensation bodies 64 respectively. 66 For example, the environment is provided by EPDM hoses. The sealing of the entry points of the hoses into the respective compensation bodies 64 respectively. 66 Optionally, the process can be carried out by vulcanization or subsequently by mechanical measures such as in 6 described.

Kommt es nun bei der Ausführungsvariante gemäß 8 zu einem Gefrieren des Reduktionsmittelvolumens, werden die beiden Kompensationskörper 64 bzw. 66 durch den entstehenden Eisdruck komprimiert. Da das Gasvolumen im ständigen Kontakt mit der Umgebung über die Belüftungsleitung 68 steht, wird überschüssiges Gas aus den Kompensationskörpern 64 bzw. 66 an die Umgebung abgegeben. Beim Druckaufbau im Inneren der Kompensationskörper 64 bzw. 66 auf Außen- und Innenseite des Heiztopfes 60 kann somit nicht auftreten. Sobald es zu einem Auftauen des gefrorenen Reduktionsmittels kommt, werden die Stützkörper 38, die im Inneren eines jeden der beiden Kompensationskörper 64 bzw. 66 angeordnet sind, den entsprechenden Kompensationskörper 64 bzw. 66 wieder in seine Ursprungslage zurück bewegen. Dadurch kommt es zu einem Ansaugen von Umgebungsluft über die Belüftungsleitungen 68 und einer Rückstellung des inneren Kompensationskörper 64 bzw. des äußeren Kompensationskörpers 66 in die jeweiligen Ursprungs-, d. h. Ausgangslagen.Is it now in the embodiment according to 8th to a freezing of the reducing agent volume, the two compensation bodies 64 respectively. 66 compressed by the resulting ice pressure. Since the gas volume in constant contact with the environment through the ventilation duct 68 stands, excess gas from the compensation bodies 64 respectively. 66 delivered to the environment. When pressure builds up inside the compensation body 64 respectively. 66 on the outside and inside of the heating pot 60 can not occur. As soon as it Thawing of the frozen reducing agent, the support body 38 inside each of the two compensation bodies 64 respectively. 66 are arranged, the corresponding compensation body 64 respectively. 66 move back to its original position. This leads to an intake of ambient air through the ventilation pipes 68 and a provision of the inner compensation body 64 or the outer compensation body 66 into the respective original, ie starting positions.

Bei der in 8 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann das Eindringen des Reduktionsmittels in das Innere der Kompensationskörper 64, 66 im Wesentlichen vermieden bzw. signifikant verringert werden. Es lässt sich eine Steigerung der Robustheit durch von der Eisausdehnung unabhängigen Gasdruck im Inneren der zweiteilig ausgebildeten Eisdruckkompensationselemente 26, den inneren Kompensationskörper 64 und den äußeren Kompensationskörper 66 umfassend, erreichen. Der Gasdruck im Inneren bleibt sehr gering und entspricht im Wesentlichen dem Umgebungsdruck. In jedem Betriebspunkt tritt kaum eine Differenz zwischen dem Druck des Reduktionsmittels und dem Gasdruck im Inneren der Kompensationskörper 64 bzw. 66 auf. Mögliche Diffusionsvorgänge werden durch permanenten Luftaustausch ausgeglichen. Zudem gewährleisten die Stützkörper 38 das notwendige Kompressionsvolumen auch nach mehreren Kompressionsvorgängen, so dass ein Luftaustausch mit der Umgebung sichergestellt ist.At the in 8th illustrated embodiment of the invention proposed solution, the penetration of the reducing agent in the interior of the compensation body 64 . 66 essentially avoided or significantly reduced. It can be an increase in robustness by independent of the ice expansion gas pressure inside the two-piece Eisdruckkompensationselemente 26 , the inner compensation body 64 and the outer compensation body 66 comprehensively reach. The gas pressure inside remains very low and corresponds essentially to the ambient pressure. At each operating point hardly occurs a difference between the pressure of the reducing agent and the gas pressure in the interior of the compensation body 64 respectively. 66 on. Possible diffusion processes are compensated by permanent air exchange. In addition, ensure the support body 38 the necessary compression volume even after several compression operations, so that an air exchange with the environment is ensured.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird das Gasvolumen drucklos, d. h. bei Umgebungsdruck im Hohlraum 34 des Formschlauchs 32 eingeschlossen. Der Formschlauch 32 fasst vorteilhafter Weise die am oberen Ende ausgebildeten Dichtwülste 37, um bei der Montage am Halteelement 52 unmittelbar eine selbstverstärkende Abdichtstelle mit Abdichtflächen 58, die sich in horizontale und vertikale Richtung erstrecken, darzustellen. Die Abdichtung des eingeschlossenen Gasvolumens erfolgt über die Verpressung des Formschlauchs 32 bzw. der Dichtwülste 37 mit angrenzenden Bauteilen, wie z. B. der eine Anfangsdichtkraft erzeugenden Scheibe 39, die als Spannelement dient.In the solution proposed according to the invention, the gas volume is depressurized, ie at ambient pressure in the cavity 34 of the molding tube 32 locked in. The form hose 32 summarizes advantageously formed at the upper end sealing beads 37 to when mounting on the holding element 52 directly a self-reinforcing sealing point with sealing surfaces 58 representing horizontally and vertically. The sealing of the enclosed gas volume takes place via the compression of the molding tube 32 or the sealing beads 37 with adjacent components, such. B. the initial sealing force generating disc 39 , which serves as a clamping element.

Neben den vorstehend erwähnten Stützkörpern 38, die z. B. als gebogene elastische Formfedern ausgebildet sein können, können andere Stützgeometrien wie z. B. extrudierte oder flexible Körper eingesetzt werden, die z. B. als schaumartige Materialien dargestellt sind. Extrudierte, flexible Körper sind in diesem Zusammenhang idealerweise an die Form des Eisdruckkompensationselements 26 angepasste Elemente mit einem hohlen Kern. Des Weiteren lassen sich Ausgleichskörper vorstellen, die komprimierbar ausgebildet sind, so z. B. Bälge oder Membranen aus diversen Materialien wie z. B. auch eine allerdings aufwändiger darzustellende Kolben-Zylinder-Führung.In addition to the above-mentioned supporting bodies 38 that z. B. may be formed as a curved elastic shape springs, other support geometries such. B. extruded or flexible body can be used, the z. B. are shown as foam-like materials. Extruded, flexible bodies in this context are ideally suited to the shape of the ice pressure compensating element 26 customized elements with a hollow core. Furthermore, can be imagined balancing body, which are designed to be compressible, such. As bellows or membranes of various materials such. As well as a complex but to be displayed piston-cylinder guide.

In Bezug auf die Wanddicke der Formschlauchwand 36 hängt diese stark vom Einsatzfall hinsichtlich Temperatur, Häufigkeit der vorgenommenen Einfrierzyklen, der geforderten Lebensdauer und sich einstellender, auftretender Druckunterschiede ab. Die Wandstärke ist einerseits so auszulegen, dass diese ein Eindringen (Permeation) von Flüssigkeit in das Innere des Formschlauchs 32 verhindert bzw. Flüssigkeitseintrag über die Lebensdauer auf ein zulässiges tolerables Maß beschränkt. Andererseits ist die Wandstärke der Formschlauchwand 36 so einzustellen, dass ausreichend Flexibilität während der Volumenreduktion bei anliegendem Eisdruck vorhanden ist, um plastische Verformungen zu verhindern und ein gutes Rückstellvermögen zu erreichen.Regarding the wall thickness of the tube wall 36 This depends greatly on the application in terms of temperature, frequency of the freezing cycles, the required service life and adjusting, occurring pressure differences. On the one hand, the wall thickness should be designed so that it penetrates (permeation) liquid into the interior of the molded tube 32 prevents or limits liquid entry over the service life to a permissible tolerable level. On the other hand, the wall thickness of the molding tube wall 36 adjust so that there is sufficient flexibility during the volume reduction with adjacent ice pressure to prevent plastic deformation and to achieve a good recovery.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10139139 A1 [0001]
- DE 102006027487 A1 [0002]
DE 102004051746 A1 [0003]

Claims

Ice pressure recording ( 26 ) for a tank capable of freezing a reducing agent, in particular a urea-water solution ( 10 ), with one use ( 12 ) in pot form, characterized in that the cup-shaped insert ( 12 ) at least one reversibly deformable Eisdruckkompensationselement ( 26 . 30 . 32 . 48 ), which is supported by a supporting body ( 38 ) is acted upon.

Ice pressure recording according to claim 1, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) is thin-walled and an air volume ( 34 ) limited.

Ice pressure receptacle according to claim 2, characterized in that the thickness of the air volume ( 34 ) bounding wall ( 18 ) is between 0.5 mm and 2.5 mm.

Ice pressure recording according to claim 1, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) as a foam body ( 30 ) is executed and a curved surface ( 28 ) facing the reductant supply.

Ice pressure recording according to claim 1, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) as a thin-walled molding tube ( 32 ) is executed and through the support body ( 38 ) is stiffened.

Ice pressure recording according to claims 4 or 5, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) is made of HNBR or EPDM.

Ice pressure recording according to claim 1, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) as a closed gas volume ( 48 ) is executed, which in the operating state below a level ( 62 ) of the tank ( 10 ) or in cup-shaped use ( 12 ) stored reducing agent is located.

Ice pressure receptacle according to claim 1, characterized in that the supporting body ( 38 ) the curved surface ( 28 ) or a tube wall material ( 54 ) is performed continuously supporting and / or slotted executed.

Ice pressure receptacle according to claim 7, characterized in that the closed gas volume ( 48 ) on the wall ( 18 ) of the cup-shaped insert ( 12 ) and a fastening device ( 44 ) for fixing a through the support body ( 38 ) stiffened tubing ( 54 ) serves.

Ice pressure receptacle according to claim 1, characterized in that a holder ( 24 . 52 ) for fixing the at least one Eisdruckkompensationselementes ( 26 ) the hose wall material ( 54 . 37 ) overlaps and extending in vertical and / or horizontal direction pressing surfaces ( 58 ) generated.

Ice pressure recording according to claim 1, characterized in that the at least one Eisdruckkompensationselement ( 26 ) an inner compensation body ( 64 ) and an outer compensation body ( 66 ), which via a ventilation line ( 28 ) are connected to the environment and the compensation bodies ( 64 . 66 ) a cup-shaped insert ( 12 ) or a heating pot ( 60 ) on inside / outside ( 20 . 22 ) are respectively assigned.