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Die
Erfindung betrifft einen Schwalltopf zur Anordnung in einem ein
Fluid aufnehmenden Tank, insbesondere Reduktionsmitteltank, eines
Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Abgasreinigungseinrichtung
eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Der
Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus dem Stand der
Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2006 027 487 A1 einen
Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel,
insbesondere für eine Harnstofflösung. Der Fahrzeugtank
kann in seinem Inneren einen Topf beziehungsweise Schwalltopf aufweisen,
welcher ein Teilvolumen vom Rest des Fahrzeugtanks abgrenzt. Der
Schwalltopf sorgt dafür, dass auch bei Bedingungen wie
einem niedrigen Füllstand des Fahrzeugstanks und unter
den unterschiedlichsten äußeren Einflüssen
(beispielsweise bei Beschleunigungsvorgängen des Kraftfahrzeugs)
ausreichend Fluid an einer Stelle in dem Fahrzeugtank verbleibt,
an welcher das Fluid aus diesem entnommen, zum Beispiel abgesaugt,
werden soll. Der Schwalltopf wird vorzugsweise in der Mitte des
Fahrzeugtanks positioniert. Dies wird als vorteilhaft beschrieben,
da das in dem Fahrzeugtank aufgenommene Fluid bei niedrigen Außentemperaturen
zunächst in einem wandnahen Bereich und erst anschließend
in der Mitte gefriert. Auf diese Weise soll es relativ lange dauern,
bis letztlich auch die Tankmitte und damit der Bereich in welchem
der Schwalltopf angeordnet ist gefroren ist, sodass eine Heizung
des Schwalltopfs nur selten eingeschaltet werden muss. Dennoch muss
die Heizung von Zeit zu Zeit aktiviert werden, um das Eingefrieren des
Reduktionsmittels zu verhindern oder dieses wieder aufzutauen. Eine
Volumenänderung des Fluids, insbe sondere des Reduktionsmittels,
beim Gefrieren kann zu Beschädigungen an dem typischerweise
starren Schwalltopf führen. Es kann auch ein Überlauf
an dem Schwalltopf vorgesehen sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber
weist der Schwalltopf mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen
den Vorteil auf, dass er eisdruckfest ausgelegt ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht,
indem der Schwalltopf mindestens einen Bereich aufweist, der von
mindestens einem, zumindest in einem Abschnitt elastischen Filterelement
für das Fluid gebildet ist, oder dass der Schwalltopf von
dem mindestens einen Filterelement gebildet ist. Der Schwalltopf
ist in dem Tank des Kraftfahrzeugs vorgesehen, um eine Versorgung
mit dem Fluid unabhängig von einem Füllstand des Tanks
sicherzustellen. Auch bei einer geringen in dem Tank verbliebenen
Menge des Fluids soll dieses zuverlässig entnehmbar sein.
Zu diesem Zweck ist der Schwalltopf vorgesehen, welcher ein Volumen von übrigen
Bereichen des Tanks abtrennt und eine geringe Menge des Fluids zum
Entnehmen bereitstellt. Der Schwalltopf weist zumindest bereichsweise
das Filterelement auf beziehungsweise ist von diesem gebildet. Dabei
ist das Filterelement für den Eintritt des Fluids in einen
Vorratsbereich des Schwalltopfes vorgesehen. Der Vorratsbereich
liegt in einem Inneren des Schwalltopfes vor, aus welchem beispielsweise
mittels einer Fördereinheit das Fluid aus dem Schwalltopf
entnommen werden kann.
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Der
Schwalltopf ist also derart ausgebildet, dass dem Vorratsbereich
des Schwalltopfs das in dem Tank vorgehaltene Fluid durch das elastische Filterelement
des Schwalltopfs aus dem Tank zuführbar ist. Der Schwalltopf
ist somit zugleich eisdruckfest ausgelegt und weist das Filterelement
zum Filtern des Fluids auf. Es muss also kein weiterer Filter vorgesehen
sein. Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, das
Fluid bei einem Entnehmen aus dem Schwalltopf zu filtern. Dies ist
bei dem erfindungsgemäßen Schwalltopf nicht notwendig, kann
aber zusätzlich vorgesehen sein. Das Filterelement ist
zumindest abschnittsweise elastisch, sodass bei einem Gefrieren
des Fluids dieses sich ohne weiteres ausdehnen kann, ohne das Filterelement
beziehungsweise den Schwalltopf zu beschädigen. Eine Beschädigung
des Schwalltopfs durch Ausdehnen des gefrierenden Fluids innerhalb
und/oder außerhalb des Schwalltopfs wird durch dessen strukturellen
Aufbau verhindert.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Filterelement aus
mindestens einem Filterbereich und mindestens einem elastischen
Zwischenbereich besteht. Das Filterelement ist also nicht durchgängig
aus demselben Material ausgebildet. Es weist vielmehr den Filterbereich
auf, welcher nicht elastisch sein kann und zum Filtern des Fluids dient.
Anschließend an den Filterbereich ist der elastische Zwischenbereich
angeordnet, welcher keine Filterfunktion haben kann, sondern lediglich
zum Realisieren der Elastizität des Filterelements dient. Das
Filterelement kann mehrere Filterbereiche und Zwischenbereiche aufweisen,
wobei diese vorteilhafterweise alternierend angeordnet sind, also
jeweils auf einen Filterbereich ein Zwischenbereich und umgekehrt
folgt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Filterelement an
einem Gehäusekörper des Schwalltopfs vorgesehen
ist. Der Schwalltopf weist also zusätzlich zu dem Filterelement
den Gehäusekörper auf. An diesem ist das Filterelement
befestigt. Der Gehäusekörper bildet dabei ein
Grundelement des Schwalltopfs und definiert dessen Geometrie. Zum
Filtern des Fluids und der Realisierung der Eisdruckfestigkeit ist
das Filterelement vorgesehen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gehäusekörper
aus einem Kunststoff besteht. Dabei ist vorzugsweise ein flexibler
Kunststoff vorgesehen. Der Gehäusekörper selbst
ist also auch flexibel und damit eisdruckfest ausgelegt. Durch die elastische
Ausbildung des Filterelements kann dieses an dem Gehäusekörper
befestigt werden, sodass auch bei einer Volumenänderung,
beispielsweise einer Ausdehnung, des Gehäusekörpers
keine Beschädigung des Filterelements zu befürchten
ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zwischenbereich
von einer Strebe gebildet ist. Die Strebe weist dabei ihre größte
Erstreckung in einer Längsrichtung, beispielsweise entsprechend
einer Axialrichtung des Schwalltopfs, auf. Das Filterelement besteht
aus dem Filterbereich und der mindestens einen Strebe. Mit Vorteil
ist die von der Strebe beziehungsweise dem Zwischenbereich eingenommene
Fläche kleiner als die Fläche, in welcher der
Filterbereich vorliegt. Somit kann das Fluid ungehindert von dem
Tank des Kraftfahrzeugs in den Schwalltopf gelangen, womit die Fluidzufuhr
in den Schwalltopf sichergestellt ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zwischenbereich
und/oder der Filterbereich an dem Gehäusekörper
befestigt ist. Um das Filterelement an dem Gehäusekörper
zu befestigen, können also entweder der Zwischenbereich,
der Filterbereich oder beide mit dem Gehäusekörper
verbunden sein. Die Befestigung ist derart vorzusehen, dass ein elastisches
Verformen des Schwalltopfs möglich bleibt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Schwalltopf im Wesentlichen
zylinderförmig ist und das Filterelement an mindestens
einer seiner Grundflächen und/oder an seiner Mantelfläche
aufweist. Der in dem Tank des Kraftfahrzeugs angeordnete Schwalltopf
weist also eine zylindrische Grundform auf. Das Filterelement kann
an einer oder beiden Grundflächen des Zylinders und alternativ
oder zusätzlich an der Mantelfläche vorgesehen
sein. Beispielsweise kann der Schwalltopf das Filterelement lediglich
an der Mantelfläche aufweisen. In diesem Fall kann das
Filterelement mehrere Zwischenbereiche und Filterbereiche aufweisen,
wobei die Zwischenbereiche jeweils von Streben gebildet sind, die in
Richtung einer Längserstreckung des Zylinders beziehungsweise
des Schwalltopfes vorliegen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Fördereinrichtung
zum Entnehmen des Fluids aus einem Vorratsbereich vorgesehen ist.
Wie bereits vorstehend erläutert, befindet sich der Vorratsbereich
in dem Innern des Schwalltopfs. Das Fluid gelangt durch das Filterelement
von dem Tank in den Vorratsbereich und kann aus diesem mittels der Fördereinrichtung
entnommen werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Fluid ein Reduktionsmittel
und der Tank ein Reduktionsmitteltank ist. Der Schwalltopf ist zur
Verwendung in einer Abgasreinigungseinrichtung des Kraftfahrzeugs
vorgesehen. In einer solchen wird Reduktionsmittel in das Abgas
einer Brennkraftmaschine eingebracht, um in diesem vorhandene Stickoxide (NOx)
zu reduzieren und in harmlosere Produkte zu zerlegen. Als Reduktionsmittel
wird häufig eine Harnstoff-Wasserlösung eingesetzt,
die beim Einbringen in das Abgas hydrolisiert wird und Ammoniak
bildet. Dieses Ammoniak reduziert die im Abgas enthaltenen Stickoxide
in Stickstoff und Wasserdampf.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Abgasreinigungseinrichtung eines
Kraftfahrzeugs, mit einem ein Reduktionsmittel aufnehmenden Reduktionsmitteltank
und einem in dem Reduktionsmitteltank angeordneten Schwalltopf,
insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen.
Dabei ist vorgesehen, dass der Schwalltopf mindestens einen Bereich
aufweist, der von mindestens einem, zumindest in einem Abschnitt
elastischen Filterelement für das Fluid gebildet ist, oder
dass der Schwalltopf von dem mindestens einen Filterelement gebildet
ist. Dabei ist das Filterelement für den Eintritt des Fluids
in den Vorratsbereich des Schwalltopfs vorgesehen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert,
ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigt
die einzige
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Figur
einen Schwalltopf, wie er beispielsweise in einem Tank eines Kraftfahrzeugs
vorgesehen sein kann.
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Die
Figur zeigt einen Schwalltopf 1. Dieser kann beispielsweise
in einem Tank eines Kraftfahrzeugs (beide nicht dargestellt) angeordnet
sein. Der Schwalltopf 1 dient dazu, unabhängig
von einem Füllstand eines in dem Tank vorhandenen Fluids
ein zuverlässiges Entnehmen des Fluids sicherzustellen. Zu
diesem Zweck liegt in dem Schwalltopf 1 ein Vorratsbereich 2 vor,
der von einer Wandung 3 des Schwalltopfs von einem Volumen
des Tanks abgetrennt ist. Der dargestellte Schwalltopf 1 ist
zur Verwendung in einem Reduktionsmitteltank einer Abgasreinigungseinrichtung
des Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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Da
die Harnstoff-Wasserlösung bereits bei einer Temperatur
von etwa –11°C gefriert, ist es notwendig, den
Schwalltopf 1 eisdruckfest auszulegen. Dies soll vorzugsweise
erfolgen, ohne eine Heizung zum Verhindern des Eingefrierens des
Fluids verwenden zu müssen. Die Heizung kann jedoch vorgesehen
sein, um gefrorenes Fluid wieder aufzutauen, sobald dieses aus dem
Tank entnommen werden soll. Die Heizung (die hier nicht dargestellt
ist) kann innerhalb oder außerhalb des Schwalltopfs 1 angeordnet
und dabei beispielsweise mit diesem integ riert ausgebildet sein.
Um den Schwalltopf 1 eisdruckfest zu machen weist dieser
einen Gehäusekörper 4 auf, welcher aus
einem flexiblen Kunststoff besteht. Der Kunststoff beziehungsweise
der Gehäusekörper 4 kann sich also an
ein geändertes Volumen des Fluids anpassen. An dem Gehäusekörper 4 ist
ein Filterelement 5 befestigt. Dieses besteht aus mehreren
Filterbereichen 6 und mehreren Zwischenbereichen 7.
Die Filterbereiche 6 sind im Wesentlichen nicht elastisch, jedoch
für das Fluid passierbar. Beim Passieren des Filterbereichs 6 soll
das Fluid gefiltert werden, also Verunreinigungen zurückgehalten
werden, sodass diese nicht in den Vorratsbereich 2 des
Schwalltopfs 1 geraten können. Das Filterelement
ist zumindest bereichsweise über einen Umfang des Gehäusekörpers 4 vorgesehen.
Das Filterelement umgibt den Gehäusekörper 4 also
zumindest bereichsweise und definiert die Außenkontur des
Schwalltopfs 1 in diesem Bereich.
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Zwischen
den Filterbereichen 6 sind die Zwischenbereiche 7 vorgesehen,
welche als elastische Streben 8 vorliegen. Die Streben 8 können
für das Fluid nicht durchlässig sein. Das Filterelement 5 setzt sich
somit aus durchlässigen, nicht elastischen Filterbereichen 6 und
nicht durchlässigen, elastischen Zwischenbereichen 7 zusammen.
Daher ist das Filterelement 5 in seiner Gesamtheit beziehungsweise zumindest
abschnittsweise ebenfalls elastisch und für das Fluid mit
Filterwirkung durchlässig. Das Filterelement 5 ist
an dem Umfang 9 des Schwalltopfs 1 beziehungsweise
des Gehäusekörpers 4 angeordnet, wobei
der Schwalltopf 1 im Wesentlichen zylinderförmig
ist und das Filterelement 5 lediglich an seiner Mantelfläche 10 aufweist.
Alternativ oder zusätzlich könnte das Filterelement 5 auch
an Grundflächen des Schwalltopfs 1 angeordnet
sein.
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Das
Filterelement 5 ist an dem Gehäusekörper 4 befestigt.
Dies kann vorgesehen sein, indem der Filterbereich 6, der
Zwischenbereich 7 oder beide mit dem Gehäusekörper 4 verbunden
sind. Dabei ist zu beachten, dass trotz der Befestigung eine Volumenänderung
des Schwalltopfs 1 beziehungsweise des Gehäusekörpers 4 beschädigungsfrei
ablaufen kann. Dies wird beispielsweise erreicht, indem die Filterbereiche 6 oder
die Zwischenbereiche 7 lediglich punktuell beziehungsweise
bereichsweise an dem Gehäusekörper 4 befestigt
sind. In einer alternativen Ausführungsform (hier nicht
dargestellt) kann es auch vorgesehen sein, dass der Schwalltopf 1 von dem
Filterelement 5 gebildet ist, also kein separater Gehäusekörper 4 vorgesehen
ist. In diesem Fall wird der Gehäusekörper 4 von
dem Filterelement 5 definiert. Zum Entnehmen des Fluids
aus dem Schwall topf 1 beziehungsweise dem Vorratsbereich 2 ist
eine nicht dargestellte Fördereinrichtung vorgesehen. Da eine
Filterung des Fluids bereits mittels des Filterelements 5 erfolgt,
muss zwischen Vorratsbereich 2 und Fördereinrichtung
kein weiterer Filter vorgesehen sein. Dies ist jedoch optional möglich.
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Auf
die beschriebene Weise ist es möglich, einen Schwalltopf 1 zu
realisieren, welcher eisdruckfest ist, insbesondere ohne dass das
Eingefrieren des Fluids in dem Tank – beispielsweise durch
Beheizen des Schwalltopfs 1 – verhindert werden
muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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