DE102009028346B4 - Vorratstank - Google Patents

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Abstract

Vorratstank (10) zur Aufnahme eines Betriebs-/Hilfsstoffes (18) für Komponenten einer Verbrennungskraftmaschine, mit in den Vorratstank (10) eingebauten beheizbaren Bauteilen (14, 16), wobei der Vorratstank (10) einen sich von einem oberen Bereich (26) zu einem unteren Bereich (24), insbesondere einem Tankboden (24), hin verjüngenden Querschnitt (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstank in seinem unterhalb eines oberen Bereiches (26) liegenden Bereich eine vergrößerte Tankoberfläche (40) aufweist und dass die vergrößerte Tankoberfläche (40) als Welligkeit der Tankwand (30) oder als Profilierung, insbesondere Tannenbaumprofilierung, in der beheizbaren Tankwand (30) ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • DE 103 37 572 A1 bezieht sich auf einen Vorratstank. Der Vorratstank dient der Aufnahme eines flüssigen Mediums insbesondere für Betriebs- und/oder Hilfsstoffe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und/oder dieser zugeordneten bzw. nachgeschalteten Einrichtungen. Der Vorratstank umfasst eine Entnahmeöffnung in Nähe eines Tankbodens und eine Belüftungsöffnung in einem oberen Bereich des Tanks. Der Vorratstank gemäß DE 103 37 572 A1 weist eine Tankgeometrie auf, die einen sich vom Tankboden in Richtung zum oberen Bereich hin verjüngenden Querschnitt aufweist.
  • DE 10 2006 027 487 A1 hat einen Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine Harnstofflösung, zum Gegenstand. Die Harnstofflösung dient zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Brenn- und Kraftmaschinen. Der Fahrzeugtank weist eine Behälterwand auf, die aus Kunststoffmaterial gefertigt ist. Der aus Kunststoffmaterial gefertigte Fahrzeugtank wird bevorzugt im Blasverfahren hergestellt, wobei die Behälterwand aus mehreren Werkstoffschichten besteht, von denen mindestens eine als Sperrschicht ausgebildet ist.
  • DE 10 2008 054 645 A1 betrifft das gerichtete Einfrieren von Tanks. Gemäß dieser Lösung ist ein Tank zur Bevorratung eines Reduktionsmittels, insbesondere Harnstoff oder eine wässrige Harnstofflösung der Umgebungstemperatur 8u ausgesetzt. Der Tank umfasst einen Tankboden, Tankwände und eine Tankdecke. Zumindest an der Oberseite des Tanks ist eine ein Einfrieren des im Tank bevorrateten Reduktionsmittels in eine gezielte Richtung bewirkende Isolation angeordnet.
  • Aus der DE 10 2006 050 807 A1 ist eine katalytische Reduktionseinrichtung mit im Reduktionsmitteltank angeordneter Reduktionsmittel-Fördereinrichtung bekannt. Aus der DE 10 2006 019 050 A1 ist es bekannt, in einem Vorratstank eine beheizbare Hülle vorzusehen.
  • Eine derzeit eingesetzte, 32,5% Harnstoffwasserlösung gefriert bei einer Temperatur von -11°C. Eine in einem das Reduktionsmittel bevorratenden Tank eingesetzte PTC-Heizung sorgt für ein rechtzeitiges Auftauen des gefrorenen Mediums, insbesondere der Harnstoffwasserlösung. Wird das Fahrzeug in Kurzzeitfahrzyklen bewegt, so bildet sich eine Kavität in Gestalt einer Luftblase zwischen der Eisschicht und der aufgetauten Flüssigkeitsmenge. Je nach Dosierung fällt der Flüssigkeitspegel. Ist nun die Heizung nicht mehr mit der Flüssigkeit benetzt, nimmt die Heizleistung ab und der Energieeintrag ins Eis sinkt. Dadurch ist ein weiteres Aufschmelzen bzw. Auftauen des innerhalb des Vorratstanks gefrorenen Reduktionsmittelinhalts nicht mehr möglich bzw. nur noch in unzureichendem Maße. Ein Druckaufbau und damit eine Dosiermöglichkeit ist nicht mehr möglich, was zum Abschalten des Systems führt.
  • Derzeit besitzt jeder der Automobilhersteller für seine unterschiedlichen Modelle eine jeweils unterschiedlich den jeweiligen Bauraumerfordernissen Rechnung tragende Tankeinheit, die in entsprechender Geometrie ausgebildet ist. Dies bedeutet für Reduktionsmittelsysteme zur Dosierung der Stickstoffoxide im Abgas eine hohe Anzahl von Varianten, was die Fertigungskosten und die Teileanzahl negativ beeinflusst.
  • Um die Variantenvielfalt und dadurch die Kosten hinsichtlich der das Reduktionsmittel bevorratenden Tankeinheit zu reduzieren, ist die Entwicklung einer einheitlichen Tankform für alle Automobilhersteller günstig. Bei der Konstruktion eines derartigen Tankes kann die oben kurz skizzierte Kavitätsproblematik berücksichtigt werden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird eine Tankform, welche den Betriebs- bzw. Hilfsstoff, insbesondere gefrierfähiges Reduktionsmittel, bevorratet, an der Tankwand aufgetaut, um dadurch ein Rutschen des gefrorenen Reduktionsmittels in Richtung des Tankbodens, d.h. in Richtung der Heizung, zu ermöglichen. Um ein gerichtetes Einfrieren ohne Vorsehen einer Isolationsschicht zu erreichen, ist die Tankoberfläche zum Beispiel im unteren Drittel vergrößert, wodurch der Kälteeintrag in den unteren Teil des Vorratstank höher verglichen mit dem oberen Drittel desselben ist. Dies kann zum einen durch eine tannenbaumartige Profilierung oder durch eine Welligkeit der Tankwand im unteren Bereich erreicht werden, was bereits beim Fertigungsvorgang des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorratstanks berücksichtigt werden kann.
  • In vorteilhafter Weise wird bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung aufgrund von dessen geometrischer Auslegung ein Topf überflüssig, an dem sich das Reduktionsmittel im gefrorenen Zustand anlagern oder festklammern könnte. Alle eingebauten Komponenten innerhalb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorratstanks, so z.B. die eingesetzte Heizung selbst, ein das Reduktionsmittel ansaugender Saugschlauch eines Förderaggregates, ein Filter und dergleichen werden beheizt. Dieser Umstand führt zu dem oben stehend geschilderten Kavitätsproblem, wodurch ein Großteil des Eisblocks nicht mehr aufgetaut werden kann.
  • Dieses Kavitätsproblem kann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sehr günstig ausgenutzt werden, indem durch eine beheizte Tankwand das in Eisform vorliegende Reduktionsmittel angetaut wird und in Richtung des im Bereich des Tankbodens angeordneten Heizelementes rutscht. Damit ist ein vollständiges Auftauen des gefrorenen Reduktionsmittels möglich. Nimmt die Tankwand einen sich in Richtung des Heizelements erstreckenden kontinuierlich verjüngenden Verlauf, so ist sichergestellt, dass bei Beheizung der Tankwand ein kontinuierliches Nachrutschen des in Eisform vorliegenden Reduktionsmittelvorrats erreicht wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante können in die Tankwände des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorratstanks Heizdrähte beim Herstellungsprozess, d.h. beim Spritzgießen desselben, eingespritzt werden. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht die Möglichkeit, reduktionsmittelbeständige Heizfolien einzusetzen.
  • Um das Rutschen des in Eisform vorliegenden gefrorenen Reduktionsmittelvorrats in Richtung des Heizelementes zu gewährleisten, ist dafür Sorge zu tragen, dass die Tankform konisch gestaltet ist, so dass stets ein Kontakt des zwischen dem in Eisform vorliegenden Reduktionsmittel und der beheizten Tankwand sichergestellt ist.
  • Beide Heizelemente, so die Tankwandheizung als auch die im Bereich des Bodens angeordnete Heizung können zu einer integrierten Tankwand-Bodenheizung zusammengefasst sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens kann bei konischer Ausbildung der Tankwand des Vorratstanks, im vorliegenden Fall an einem sich kontinuierlich von der Oberseite des Tanks zu dessen Unterseite hin verjüngendem Querschnitt, das Einfrierverhalten des bevorrateten Hilfs- bzw. Betriebsstoffs beeinflusst werden. Aufgrund des Umstandes, dass der Schwerpunkt innerhalb des Vorratstanks zuletzt durchfriert, entstehen im Vorratstank hohe Kräfte, die zur Beschädigung der eingebauten Komponenten, wie z.B. des Saugschlauches oder des Filters oder des Heizelementes an sich führen können. Wird der Tankschwerpunkt nach oben hin verschoben, z.B. in das obere Drittel des Tanks, dann erfolgt die Volumenzunahme überwiegend zur Oberfläche hin. Dadurch wird eine Beschädigung der Komponenten verhindert bzw. minimiert. Durch gerichtetes Einfrieren ausgehend vom Tankboden zur Oberfläche desselben hin, werden die eingebauten Komponenten nicht beschädigt. An der Oberseite des Tanks ist eine drucklose Volumenzunahme zur Oberfläche möglich, ohne dass die im Vorratstank aufgenommenen Komponenten eine Beschädigung erfahren. Die Eisbildung kann frei in den oberen Bereich des Vorratstanks erfolgen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
  • Es zeigt:
    • 1 eine Ausführungsvariante eines Vorratstanks gemäß des Standes der Technik mit den sich einstellenden Kavitäten
    • 2 einen Vorratstank, dessen Tankwand sich von einem oberen Bereich zu einem in Richtung auf den Tankboden kontinuierlich verjüngt,
    • 3 ein Nachrutschen des gefrorenen Betriebs- bzw. Hilfsstoff in Richtung auf den Tankboden bei beheizter Tankwand,
    • 4 einen Vorratstank mit sich nach unten verjüngender, bevorzugt konisch ausgebildeter Querschnittsfläche, und
    • 5 eine schematische Darstellung einer Oberflächenvergrößerung einer Tankwand im unteren Bereich des Vorratstanks zur Vergrößerung des Kälteeintrages und
    • 6 bis 9 weitere Ausführungsvarianten von beheizten Tankwänden.
  • Der Darstellung gemäß 1 ist ein Vorratstank zur Aufnahme eines Betriebs- bzw. Hilfsstoffes wie z.B. Reduktionsmittel, Harnstoff oder einer Harnstoff-Wasser-Lösung zu entnehmen.
  • Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass der Vorratstank 10 ein Fördermodul 12, welches in der Regel als Pumpe ausgebildet ist, umfasst. Der Vorratstank 10 umfasst des Weiteren eine beheizte ausgebildete Saugleitung 14, die lanzenförmig sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckend im Vorratstank 10 angeordnet ist. An der unteren Öffnung der beheizten Saugleitung 14 befindet sich ein Heizelement 16, welches z.B. als PTC-Heizelement ausgebildet ist und über ein in der Darstellung gemäß 1 nicht dargestelltes Steuergerät gesteuert wird.
  • Im Vorratstank 10 ist ein Betriebs-/Hilfsstoff 18 aufgenommen, der gefrierfähig ist. Der Betriebs-/Hilfsstoff gefriert in einem Temperaturbereich zwischen -11°C und -40°C je nach Zusatz von Gefrierverhinderungsadditiven. Bei dem Betriebs-/Hilfsstoff handelt es sich insbesondere um Reduktionsmittel, d.h. Harnstoff oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung, welches in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eingetragen wird, um deren Stickoxidanteil zu reduzieren und das im Abgas enthaltene NOx zu H2O und N2 zu reduzieren. Durch die Entstickung der Abgase ist den künftig zu erwartenden schärferen Abgasgesetzgebungen Rechnung getragen.
  • Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass der dort dargestellte Vorratstank 10 den Betriebs-/Hilfsstoff 18 aufnimmt, der hier als Eisblock bzw. in Eisform vorliegt, und an den Wänden des Vorratstanks 10 haftet. Aufgrund der Beheizungsmöglichkeit des Heizungselementes 16 und der beheizt ausgebildeten Saugleitung 14 bilden sich um diese Bauteile Kavitäten, angedeutet in 1 durch Bezugszeichen 20. Innerhalb der Kavitäten ist der Betriebs-/Hilfsstoff angeschmolzen, d.h. flüssig und kann über ein Filterelement durch die untere Öffnung der Saugleitung 14 vom Fördermodul 12 angesaugt werden. Wird der Betriebs-/Hilfsstoff in seiner flüssigen Phase angesaugt und durch das Fördermodul 12 gefördert, vergrößern sich die Kavitäten 20 und der Kontakt zwischen den beheizbaren Elementen Saugleitung 14 und Heizelement 16 wird unterbrochen. Dadurch kann ein weiteres Anschmelzen des in Zylinderform vorliegenden gefrorenen Betriebs-/Hilfsstoffes nicht mehr erreicht werden, so dass das System aufgrund einer nicht mehr ausreichenden Förderleistung und nicht mehr ausreichender in flüssiger Form vorliegender Fördermenge abschaltet.
  • Der in der Darstellung gemäß 1 in Zylinderform 22 beschaffene Vorratstank 10 weist einen oberen Tankbereich 26 auf und ist an seiner Unterseite durch einen hier nur schematisch angedeuteten Tankboden 24 begrenzt.
  • Mit der in 1 dargestellten Ausführung eines Vorratstanks ist bei einer sich zwangsläufig einstellenden Kavität zwischen den beheizbaren Komponenten 14 und 16 und dem als Eisblock vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoff ein Auftauen desselben aufgrund eines fehlenden Kontaktes zu den beheizbaren Komponenten 14 und 16 nicht mehr möglich, so dass es zwangsläufig zum Systemversagen kommt.
  • Ausführungsformen
  • 2 ist ein Vorratstank zu entnehmen.
  • Aus der Darstellung gemäß 2 geht hervor, dass der dort dargestellte Vorratstank 10 ebenfalls ein als Pumpe ausgebildetes Fördermodul 12 umfasst, von dessen Unterseite aus sich im Wesentlichen in vertikale Richtung die beheizte Saugleitung 14 bis zum Heizelement 16 erstreckt. Das Heizelement 16 ist in der Darstellung gemäß 2 an der Oberseite des Tankbodens 24 im Inneren des Vorratstanks 10 angeordnet. Der Darstellung der 2 ist zu entnehmen, daß der Vorratstank einen sich von einem oberen Bereich 26 zu einem unteren Bereich 24, insbesondere einem Tankboden, hin verjüngenden Querschnitt 28 aufweist. Hierzu weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Tankwand 30 des Vorratstanks eine konische Geometrie auf. Die Tankwand erstreckt sich ausgehend von einem oberen Tankbereich 26 in Richtung auf den Tankboden 24 mit sich kontinuierlich verjüngerndem Querschnitt. Bevorzugt ist die Tankwand 30 als beheizte Tankwand ausgebildet. Die Konizität vom oberen Bereich 26 zum Tankboden 24 der Tankwand 30 ist stetig ausgebildet. Durch die in 2 dargestellte konische Geometrie der insbesondere beheizt ausgebildeten Tankwand 30 wird erreicht, dass bei Beheizung der beheizbar ausgebildeten Saugleitung 14 sowie des oberhalb des Tankbodens 24 angeordneten Heizelementes 16 die Kavitäten 20 entstehen, über welche ein Auftauen des in Eisform vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoffes 18 erfolgt. Aufgrund des Umstandes, dass auch die Tankwand 30 des Vorratstanks 10 beheizt wird, vermag sich der in Eisform oder als gefrorener Eisblock vorliegende Betriebs-/Hilfsstoff 18 nicht festzusetzen, sondern schmilzt auch an seinem Außenumfang an. Dadurch wird erreicht, dass der Betriebs-/Hilfsstoff 18 in Eisform kontinuierlich nach unten, bewirkt durch die Schwerkraft, in Richtung auf den Tankboden 24 rutscht. Dadurch ist sichergestellt, dass stets ein Kontakt zwischen dem Betriebs-/Hilfsstoff 18 in Eisform und einem der Heizelemente, sei es dem Heizelement 16 oberhalb des Tankbodens 24 und der beheizbar ausgebildeten Tankwand 30, vorliegt. Das in Zusammenhang mit 1 geschilderte Problem der Trennung des in Eisform vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoffes 18 von den Heizelementen, sei es die beheizte Saugleitung 14, sei es das oberhalb des Tankbodens 24 angeordnete Heizelement 16, ist somit eliminiert.
  • Insbesondere können die beheizbaren Komponenten Saugleitung 14, Heizelement 16 und Tankwand 30 als integrierte Beheizung des Vorratstanks 10 ausgebildet und geschaltet werden, und insbesondere über ein gemeinsames Steuergerät ein- und ausgeschaltet werden, was z.B. abhängig von den jeweils herrschenden Außentemperaturen θu erfolgen kann. Aufgrund der Tatsache, dass der als Eisblock vorliegende Betriebs-/Hilfsstoff 18 die Kavität 20 durch Nachrutschen nach unten überwindet, ist ein Kontakt zumindest zu dem oberhalb des Tankbodens 24 angeordneten Heizelement 16 gewährleistet, so dass ein vollständiges Auftauen des als Eisblock vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoffes 18 möglich ist.
  • Die beheizte Tankwand 30 kann z.B. Heizdrähte umfassen, die bei der Fertigung des Vorratstanks 10 im Wege des Kunststoffspritzgießprozesses direkt mit ein- und umspritzt werden können. Eine andere Ausführungsvariante liegt im Einsatz von Heizfolien, die an der Innenseite einer derart beheizten Tankwand 30 angeordnet werden. Werden zur Beheizung der Tankwand 30 Heizfolien eingesetzt, so sind diese aus einem reduktionsmittelbeständigen Werkstoff zu fertigen.
  • Aufgrund der Formgebung des Vorratstanks 10 in einer konischen Geometrie ist ein kontinuierliches Nachrutschen des als Eisblock vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoffs in Richtung auf den Tankboden 24 jederzeit gewährleistet.
  • Der Darstellung gemäß 3 ist zu entnehmen, dass der als gefrorener Eisblock vorliegende Betriebs-/Hilfsstoff 18 in vertikaler Richtung nach unten abgerutscht ist.
  • 3 zeigt, dass bei Beheizung der Tankwand 30 - sei es durch in diese eingelassene Heizdrähte, sei es durch auf der dem Tankvorrat zugewandten Innenseite angebrachte Heizfolien - ein Auftauen des als Eisblock vorliegenden Betriebs-/Hilfsstoffes 18 erfolgt ist. Der Betriebs-/Hilfsstoff 18 in Eisform wird gleichzeitig durch das oberhalb des Tankbodens 24 angeordnete Heizelement 16 sowie die als beheizte Saugleitung 14 ausgebildete Sauglanze aufgetaut, so dass kontinuierlich ein Flüssigkeitsreservoir gebildet ist, welches durch das oberhalb des oberen Tankbereichs 26 angeordnete Fördermodul 12 zum Reduktionsmittelsystem gefördert werden kann. Die Schwerkraft bewirkt, dass aufgrund der Konizität der Tankwand 30 der als Eisblock vorliegende Betriebs-/Hilfsstoff 18 kontinuierlich ohne Bildung von Kavitäten zumindest mit dem oberhalb des Tankbodens 24 angeordneten Heizelement in Kontakt verbleibt. Die in den Darstellungen gemäß den 2 und 3 dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung bewirkt, dass der als Eisblock vorliegende Betriebs-/Hilfsstoff 18 vollständig aufgetaut wird und die Ansaugstelle des Fördermoduls 12 am unteren Ende der beheizt ausgebildeten Saugleitung 14 stets mit Betriebs-/Hilfsstoff 18, insbesondere dem flüssigen Reduktionsmittel, sei es Harnstoff, sei es eine Harnstoff-Wasser-Lösung versorgt ist.
  • Der Darstellung gemäß 4 ist ein Vorratstank zu entnehmen, bei der die Tankwandgeometrie des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorratstanks ebenfalls eine konisch sich zum Tankboden hin verjüngende Querschnittsfläche aufweist.
  • Ausgehend vom oberen Bereich 26 verjüngt sich die in dieser Ausführungsvariante dargestellte Tankwand 30 - die auch beheizt sein kann wie in den Ausführungsvarianten gemäß der 2 und 3 - kontinuierlich in Richtung auf die Tankunterseite, d.h. den Tankboden 24 des Vorratstankes 10. Der sich bei Gefrieren des im Vorratstank 10 bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoffs 18 ergebende Eisblock weist einen Schwerpunkt 36 auf, der in das obere Drittel bezogen auf die vertikale Höhe des Vorratstanks 10 verschoben ist. Durch die in konischer Geometrie ausgebildete Tankwand bezogen auf dessen Querschnitt im oberen Bereich 26 in Richtung auf den Tankboden 24 wird erreicht, dass eine Volumenzunahme bei sich einstellendem Gefrieren des im Vorratstank 10 bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoffes 18 im oberen Bereich des Vorratstanks 10, d.h. zu dessen Oberfläche hin, erfolgt. Dadurch wird verhindert, dass eine Beschädigung der Komponenten beheizte Saugleitung 14 und Filter bzw. Heizelement 16 erfolgt.
  • Der Darstellung gemäß 5 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens zu entnehmen. Der Darstellung gemäß 5 kann entnommen werden, dass an einem hier nur schematisch dargestellten Vorratstank 10 eine vergrößerte Tankoberfläche 40 im unteren Bereich des Vorratstanks 10 vorliegt. Dadurch lässt sich ein gerichtetes Einfrieren des im Tank 10 bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoffes 18 erreichen. Es besteht einerseits die Möglichkeit, den im Vorratstank 10 bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoff 18 in Einfrierrichtung 38, d.h. in Richtung auf die Oberfläche einfrieren zu lassen, wodurch sich eine drucklose Volumenzunahme erzielen lässt. Die Eisbildung kann ohne Behinderung in Richtung auf die Oberfläche in Einfrierrichtung 38 gerichtet erfolgen. Um ein gerichtetes Einfrieren in Einfrierrichtung 38, d.h. ausgehend vom Tankboden 24 ohne Vornahme einer Isolation zu erreichen, ist die Tankoberfläche, d.h. die Tankwand im unteren Bereich des Vorratstanks, 10 vergrößert, d.h. dort liegt eine vergrößerte Tankfläche 40 vor. Dadurch ist der Kälteeintrag aufgrund der Oberflächenvergrößerung 40 der Tankwand 30 größer als oberhalb der vergrößert ausgebildeten Tankoberfläche 40 oberhalb des Tankbodens 24 des Vorratstanks 10. Bei der Fertigung des in der Regel als Kunststoffbauteil gefertigten Vorratstanks 10 kann dessen Wand 30 zur Vergrößerung der Tankoberfläche 40 z.B. mit einer umlaufenden Tannenbaumprofilierung 42 oder mit einer wellpappenähnlichen Verformung in Form einer Welligkeit 44 versehen werden, wodurch sich ebenfalls eine Vergrößerung der Tankoberfläche, d.h. eine Vergrößerung der Tankwand 30 im unteren Bereich des Vorratstanks 10 zur Verbesserung des Kälteeintrags erreichen lässt. Die Vergrößerung der Tankoberfläche 40 im unteren Bereich des Vorratstanks 10 kann natürlich auch durch andere hier nicht im Einzelnen aufgeführte Geometrien erreicht werden.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer beheizten Tankwand 30, bei dem in das Material der Wand des Vorratstanks 10 Heizdrähte 46 eingespritzt sind. Die drahtförmig hergestellten Heizelemente 46 können direkt im Spritzprozess eingefügt werden. Dadurch sind diese in der Tankwand integriert und umlaufen den kompletten Umfang oder nur Teile des Umfangs des Vorratstanks 10. In der Ausführungsvariante gemäß 6 verlaufen die eingespritzten Heizdrähte 46 in Mäanderform 48. In der Darstellung gemäß 7 sind die eingespritzten Heizdrähte 46 ebenfalls in die Tankwand des Vorratstanks 10 integriert und verlaufen in dieser in Spiralform 50. Sowohl in der Ausführungsvariante gemäß 6 als auch in der gemäß 7 sind die eingespritzten Heizdrähte 46 durch elektrische Anschlüsse 52 mit einer Spannungsquelle verbindbar.
  • In der in 8 dargestellten Ausführungsvariante sind auf den Umfang des Vorratstanks 10 bzw. auf Teile der Mantelfläche des mit einer sich in Richtung auf den Tankboden verjüngenden Querschnittsgeometrie ausgebildeten Vorratstanks 10 PTC-Heizfolien 54 aufgebracht. Diese können den Tankumfang vollständig oder nur teilweise umschließen. In der Ausführungsvariante gemäß 9 wird die beheizte Tankwand 30 durch einen Ringheizkörper 56 gebildet, der aus metallischem Material, aus Keramikmaterial oder auch aus Kunststoff gefertigt werden kann. Auch in den Ausführungsvarianten der beheizten Tankwand 30 gemäß der 8 und 9 sind die eingesetzten Heizelemente, d.h. die Heizfolie 54 und der Ringheizkörper 56, durch die elektrischen Kontakte 52 mit einer Spannungsquelle in Verbindung bringbar.

Claims (10)

  1. Vorratstank (10) zur Aufnahme eines Betriebs-/Hilfsstoffes (18) für Komponenten einer Verbrennungskraftmaschine, mit in den Vorratstank (10) eingebauten beheizbaren Bauteilen (14, 16), wobei der Vorratstank (10) einen sich von einem oberen Bereich (26) zu einem unteren Bereich (24), insbesondere einem Tankboden (24), hin verjüngenden Querschnitt (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstank in seinem unterhalb eines oberen Bereiches (26) liegenden Bereich eine vergrößerte Tankoberfläche (40) aufweist und dass die vergrößerte Tankoberfläche (40) als Welligkeit der Tankwand (30) oder als Profilierung, insbesondere Tannenbaumprofilierung, in der beheizbaren Tankwand (30) ausgebildet ist.
  2. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratstank (10) von einer beheizbaren Tankwand (30) begrenzt ist.
  3. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizbare Tankwand (30) in diese eingespritzte Heizdrähte (46) und/oder mindestens eine reduktionsmittelbeständige Heizfolie (54) umfasst.
  4. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich verjüngende Querschnitt (28) konisch ausgeführt ist, um einen stetigen Kontakt des gefrorenen Betriebs-/Hilfsstoffes (18) mit der beheizbaren Tankwand (30) zu gewährleisten.
  5. Vorratstank (10) gemäß der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizelement (16), eine beheizbare Saugleitung (14) und die beheizbare Tankwand (30) einen integrierten Heizverbund bilden.
  6. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eingespritzten Heizdrähte (46) in Mäanderform (48) oder in Spiralform (50) verlaufen.
  7. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte (46) bei der Herstellung des Vorratstankes (10) im Kunststoffspritzgießverfahren in die Tankwand (30) eingespritzt sind.
  8. Vorratstank (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine reduktionsmittelbeständige Heizfolie (54) auf die Innenseite der Tankwand (30), dem dort bevorrateten Betriebs-/Hilfsstoff (18) zuweisend, aufgebracht ist.
  9. Vorratstank gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankwand (30) von einem Ringheizkörper (56) umgeben ist, der aus Metall, Keramik oder aus Kunststoff gefertigt ist.
  10. Verwendung des Vorratstanks (10) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche in einem System zur Reduktion des NOx im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9650932B2 (en) * 2014-12-22 2017-05-16 Caterpillar Inc. Insulated reductant tank

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337572A1 (de) 2003-08-14 2005-03-10 Bosch Gmbh Robert Vorratstank
DE102006027487A1 (de) 2005-09-12 2007-03-15 Robert Bosch Gmbh Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine Harnstofflösung
DE202007006636U1 (de) 2007-05-07 2007-07-26 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsbehälter und Reduktionsmittelversorgungssystem mit einem derartigen Flüssigkeitsbehälter
DE102006019050A1 (de) 2006-04-25 2007-10-31 Robert Bosch Gmbh Vorratstank für ein Reduktionsmittel
DE102006050807A1 (de) 2006-10-27 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Katalytische Reduktionseinrichtung
DE102008054645A1 (de) 2008-12-15 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Gerichtetes Einfrieren von Tanks
EP2226479A1 (de) 2009-03-06 2010-09-08 DBK David + Baader GmbH Sequentielle Heizvorrichtung für Flüssigkeitstanks

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337572A1 (de) 2003-08-14 2005-03-10 Bosch Gmbh Robert Vorratstank
DE102006027487A1 (de) 2005-09-12 2007-03-15 Robert Bosch Gmbh Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine Harnstofflösung
DE102006019050A1 (de) 2006-04-25 2007-10-31 Robert Bosch Gmbh Vorratstank für ein Reduktionsmittel
DE102006050807A1 (de) 2006-10-27 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Katalytische Reduktionseinrichtung
DE202007006636U1 (de) 2007-05-07 2007-07-26 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsbehälter und Reduktionsmittelversorgungssystem mit einem derartigen Flüssigkeitsbehälter
DE102008054645A1 (de) 2008-12-15 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Gerichtetes Einfrieren von Tanks
EP2226479A1 (de) 2009-03-06 2010-09-08 DBK David + Baader GmbH Sequentielle Heizvorrichtung für Flüssigkeitstanks

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