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Stand der Technik
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DE 101 39 139 A1 bezieht sich auf ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels für eine Abgasnachbehandlung. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich insbesondere um Harnstoff bzw. Harnstoff-Wasser-Lösung. Diese dient der Reduktion von im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxiden. Es ist eine Fördereinrichtung zur Beförderung des Reduktionsmittels von einem Vorratsbehälter zu einem das Abgas führenden Abgasrohr vorgesehen. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zur Dosierung eine Zumesseinrichtung zur dosierten Zufuhr des Reduktionsmittels in das Abgasrohr, wobei eine Fördereinrichtung eine Pumpe und die Zumesseinrichtung ein Dosierventil mit einem Austrittselement enthält. Die Zumesseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese nahe am Abgasrohr befestigt werden kann, so dass das Austrittselement in das Abgasrohr hineinragt. Die Fördereinrichtung und die Zumesseinrichtung bilden voneinander getrennte, über eine Verbindungsleitung miteinander verbundene Module.
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DE 10 2004 051 746 A1 bezieht sich auf ein Tankmodul für ein Reduktionsmittel und ein Dosiersystem. Gemäß dieser Lösung ist ein Tankmodulgehäuse vorgesehen, wobei innerhalb einer Tankkammer des Tankmodulgehäuses ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels in ein Abgassystem angeordnet ist. Das Dosiersystem ist gemäß dieser Lösung als ein kompaktes Einbaumodul ausgestaltet.
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DE 10 2006 027 487 A1 betrifft einen Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel, insbesondere für eine Harnstofflösung. Der Fahrzeugtank zur Aufnahme einer wässrigen Harnstofflösung zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Brennkraftmaschinen ist aus Kunststoff gefertigt. Der Fahrzeugtank weist in vorteilhafter Weise eine Funktionseinheit auf, die mindestens eine Pumpe, mindestens ein Druckregelventil, mindestens einen Innenbehälter mit integrierter elektrischer Heizung sowie mindestens eine Saugleitung umfasst. Die Funktionseinheit ist in vorteilhafter Weise in eine Öffnung im Tank eingesetzt und dichtet diesen deckelartig ab.
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Das Reduktionsmittel, das im Wege des SCR-Verfahrens eingesetzt wird (SCR = selective catalytic reduction) gefriert je nach zugesetztem Antifrostmittel zwischen –11°C und –40°C. Da auch bei tiefen Temperaturen die Schadstoffe der Verbrennungskraftmaschine reduziert werden müssen, ist das Reduktionsmittel aufzutauen. Dazu befindet sich innerhalb des Reduktionsmitteltanks eine Heizung. Bei Personenkraftwagen hat sich im Gegensatz zu Nutzfahrzeuganwendungen eine elektrische Heizung durchgesetzt, während bei Nutzfahrzeuganwendungen die Heizung des Tanks über das Kühlwasser erfolgt.
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Die zur Bevorratung des gefrierfähigen Reduktionsmittels heute eingesetzten Tanks umfassen Einbauteile wie Heizungen sowie Füllstandssensoren und Filter, die in der Regel mittels eines topfförmigen Einsatzes gegen sich einstellenden Eisgang im Vorratstank geschützt werden. Der topfförmige Einsatz wird in der Regel am Boden des Vorratstanks verankert. Als Dichtelement des topfartigen Einsatzes zum Vorratstank wird eine Manschette verwendet und diese Manschette wird mittels Deckel gegen Umgebungseinflüsse und fremde Medien verschlossen. Bisher sind kundenspezifisch jeweils entsprechend der Tankhöhe individuell angepasste topfförmige Einsätze im Angebot, was die Lagerhaltung und die damit einhergehenden Kosten negativ beeinflusst sowie die Anzahl der einzusetzenden Bauteile in die Höhe treibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, werden der topfförmige Einsatz und die diesen abdichtende Manschette als ein Bauteil gefertigt. Die Herstellung dieser Einbaueinheit, die Manschette in einer axialen Bauhöhe und den topfförmigen Einsatz in einer davon verschiedenen geringeren Bauhöhe umfassend, kann z. B. im Wege des Spritzgießens erfolgen. Wird entweder die Manschette oder der topfförmige Einsatz in ein Spritzgießwerkzeug eingesetzt, so kann die jeweils fehlende Komponente an die bereits in das Spritzgießwerkzeug eingelassene Komponente, sei es die Manschette, sei es der topfförmige Einsatz, angegossen werden. In vorteilhafter Weise können sowohl die Manschette als auch der topfförmige Einsatz bei der Herstellung mit innenliegenden Halteringen versehen werden, die der Fixierung der später in der Einbaueinheit befindlichen Einbauteile wie Heizung, Füllstandssensoren sowie Filter dienen. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, können herstellerspezifische Einbaueinheiten entfallen, da nun eine universell einsetzbare Einbaueinheit für die in Rede stehenden Tanks vorliegt, welche in der Lage ist, unterschiedliche Bauhöhen, die von Fahrzeughersteller zu Fahrzeughersteller variieren, auszugleichen, so dass einerseits die Anzahl der Bauteile reduziert wird und andererseits die Montage erheblich vereinfacht werden kann. So kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante die Manschette derart gefertigt werden, dass diese Längenausgleichselemente, so z. B. in Art eines Faltenbalges, umfasst, welche zur Überbrückung unterschiedlicher Tankhöhen dient. Die Manschette lässt sich aus einem flexiblen Material fertigen, so dass diese nach Art eines Faltenbalgs ziehharmonikaartig gestaucht bzw. gestreckt werden kann und auf diese Weise unterschiedliche Einbauhöhen überbrückt. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird die Manschette gegenüber dem topfförmigen Einsatz überproportional lang hergestellt, um unterschiedliche Höhen der Tanks ausgleichen zu können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einbaueinheit,
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2 die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit in einer gestreckten Lage und
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3 die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit in einer gestauchten Einbaulage.
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Ausführungsvarianten
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1 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einbaueinheit.
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Eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 gemäß der Darstellung in 1 wird bevorzugt in einem Vorratstank 10 eingebaut, der einen gefrierfähigen Betriebs-/Hilfsstoff, insbesondere ein Reduktionsmittel zum Einbringen in den Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine bevorratet. Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass der Vorratstank 10 durch eine Seitenfläche 12 und eine Bodenfläche 14 begrenzt ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 18 aufgebaut und umfasst eine in Längsrichtung verformbare Manschette 20. Mittels der Manschette 20 wird ein Topfteil 32 im Vorratstank 10 gegen dessen Deckel, der in der Darstellung gemäß 1 nicht dargestellt ist, abgedichtet. Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass die Manschette 20 in dieser Ausführungsvariante zickzackförmig ausgebildete Längenausgleichselemente 22 aufweist. Mittels der Längenausgleichselemente 22, die als einzelne voneinander beabstandete Falten 24 oder auch als in kontinuierlicher in der Wand der Manschette 20 ausgebildeter Faltenbalg beschaffen sein können, wird die axiale Länge der Manschette 20 an unterschiedliche Einbauverhältnisse angepasst. Aus der Darstellung gemäß 1 lässt sich entnehmen, dass in dieser Ausführungsvariante die Längenausgleichselemente 22 an einer Außenseite 28 der Wand der Manschette 20 sowie an deren Innenseite 26 ausgebildet sind.
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Aus der Darstellung gemäß 1 lässt sich des Weiteren entnehmen, dass eine axiale Länge 44 der Manschette 20 eine axiale Länge 42 des Topfteiles 32 erheblich übersteigt.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, können sowohl die Manschette 20 als auch das Topfteil 32 als Standardbauteile gefertigt werden. Das Fügen der beiden Bauteile an einer Stirnseite 34 der Manschette 20 kann z. B. im Wege des Kunststoffspritzgießverfahrens besonders einfach hergestellt werden, wobei sich ein Überlappungsbereich 46 zwischen dem Material des Topfteiles 32 und dem Material, aus dem die Manschette 20 gefertigt wird, ergibt. Die Manschette 20 wird über einen Verschluss 36 am Vorratstank 10 befestigt und weist eine Wandstärke von nur wenigen mm auf, im Bereich zwischen 1 mm und 3 mm, bevorzugt beträgt die Wandstärke 1 mm bis 2 mm. Mit Bezugszeichen 38 ist ein Deckel bezeichnet, der unterhalb des Verschlusses 36 angeordnet ist.
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Während das Topfteil 32, welches bevorzugt ebenfalls aus Kunststoffmaterial gefertigt wird, so z. B. im Wege des Kunststoffspritzgießverfahrens, stets ein und dieselbe axiale Länge 42 aufweist, ist durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Längenausgleichselemente 22 im Wandmaterial der Manschette 20 eine axiale Verformbarkeit derselben gegeben, so dass die axiale Länge 44 der Manschette 20 veränderbar ist. An der Innenseite der Einbaueinheit 16 gemäß der Darstellung in 1 können Halteringe ausgebildet sein.
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In besonders vorteilhafter Weise ist die komplett vormontierte Tankeinbaueinheit 16 gemäß der Darstellung in 1 über eine Verrastung 40 an der Bodenfläche 14 des Vorratstanks 10 befestigt. Die Tankeinbaueinheit 16 kann z. B. mittels einer als Bajonettverschluss ausgeführten Verrastung 40 an der Bodenfläche 14 des Vorratstanks 10 befestigt werden. Alternativ zu dieser Befestigungsmöglichkeit, kann die Tankeinbaueinheit 16 die Manschette 20 und das Topfteil 32 umfassend auch mit der Bodenfläche 14 des Vorratstanks 10 verschweißt sein.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 umfasst die Manschette 20, die in einer größeren axialen Länge 44 ausgebildet ist als der in axiale Richtung im Wesentlichen nicht verformbare Topfteil 32, der stets die standardmäßige Axiallänge 42 aufweist. Die Einbaueinheit 16 wird bevorzugt im Wege des Kunststoffspritzgießverfahrens stoffschlüssig gefügt, wobei entweder die Manschette 20 oder das Topfteil 32 in die Formen eines entsprechenden Spritzgusswerkzeugs eingelegt werden und das jeweilige Gegenstück angegossen bzw. angespritzt wird. Dadurch ergibt sich der Überlappungsbereich 46, innerhalb dessen das Material des Topfteiles 32 mit dem Material der Manschette 20 vergossen ist.
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Bereits bei der Herstellung der Manschette 20 bzw. des Topfteils 32 können die innenliegend angeordneten Halteringe vorgesehen werden, an denen später ein Heizelement, Füllstandssensoren und ein Filter und dergleichen mehr innerhalb der Einbaueinheit 16 vormontiert werden können. Die Wandstärke der Manschette 20 liegt zwischen 1 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm.
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2 zeigt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 in einer gestreckten Einbaulage.
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2 zeigt, dass der Vorratstank 10 in einer ersten Tankhöhe 52 ausgebildet ist. Während die Axiallänge 42 des Topfteiles 32 stets gleich bleibt, geht aus der Darstellung gemäß 2 hervor, dass die Manschette 20 der Einbaueinheit 16 in axiale Länge gestreckt ist, d. h. die Falten bzw. eine in Wellenform vorgesehene Profilierung in der Wand der Manschette 20 auseinandergezogen ist. Wenngleich in der Darstellung gemäß 2 die Längenausgleichselemente 22 kontinuierlich im Wandmaterial der Manschette 20 ausgebildet sind, besteht auch die Möglichkeit, die Längenausgleichselemente 22 als umlaufende Falten 24 unter Zwischenschaltung eines unverformten Bereiches, d. h. in axiale Richtung in alternierender Abfolge in der Wand der Manschette 20 anzubringen. 2 zeigt, dass in der dort dargestellten gestreckten Lage der Einbaueinheit 16 die Manschette 20 eine größere Länge aufweist, so dass sich eine erste Bauhöhe 48 der Einbaueinheit 16 in der in 2 dargestellten gestreckten Einbaueinlage zum Einbau in einen Vorratstank 10 ergibt, der eine erste Tankhöhe aufweist.
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Analog zur Darstellung gemäß 1 können das Topfteil 32 und die Manschette 20 an der unteren Stirnseite 34 der Manschette 20 unter Ausbildung eines Überlappungsbereiches 46 – wie obenstehend im Zusammenhang mit 1 bereits beschrieben – stoffschlüssig miteinander gefügt werden.
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Die Einbaueinheit 16 gemäß der Darstellung in 2 ist ebenfalls an der Bodenfläche 14 des Vorratstanks 10 über eine Verrastung 40 aufgenommen, oder mit der Bodenfläche 14 stoffschlüssig gefügt, so z. B. verschweißt.
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Der Darstellung gemäß 3 ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit in einer gestauchten Lage zu entnehmen.
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Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass in dieser Einbaulage die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 eine zweite Bauhöhe 50 aufweist, in welcher die Längenausgleichselemente 22, ausgebildet z. B. als Falten 24 oder kontinuierlicher Faltenbalg, enger aneinander liegen, so dass sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbaueinheit 16 nur wenig Bauraum beanspruchend, in einen Vorratstank 10 einbauen lässt, der eine im Vergleich zur ersten Tankhöhe 52 erheblich geringere zweite Tankhöhe 54 aufweist.
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In den Ausführungsvarianten gemäß der 2 und 3 können ein und dieselben Bauteile Manschette und Topfteil 32 innerhalb der Einbaueinheit 16 Verwendung finden, aufgrund der Deformationsmöglichkeit der Manschette 20 in axiale Richtung können unterschiedliche Tankhöhen 52, 54 eines Vorratstanks 10 problemlos kompensiert werden, so dass sich die Teilezahl erheblich reduzieren lässt, da nunmehr eine Manschette 20 im Rahmen der Einbaueinheit 16 Verwendung finden kann, die sämtliche im Produktspektrum der Vorratstanks 10 auftretenden Tankhöhen 52, 54 abdeckt. Dies erleichtert die Montage, reduziert die Teilevielfalt und senkt die Herstellkosten.
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Aus den Darstellungen gemäß der 1, 2 und 3 lässt sich ableiten, dass die Axiallänge 44 der Manschette 20 so gewählt ist, dass sämtliche Tankhöhen 52, 54 mit ein und demselben Bauteil, eben der Manschette 20 abgedeckt werden können. Es ist dafür Sorge zu tragen, dass die Axiallänge 44 der Manschette 20 die Axiallänge 42 des Topfteiles 32 überproportional übersteigt, um sämtlichen Einbaufällen Rechnung tragen zu können.
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Die Manschette 20, die im Rahmen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einbaueinheit 16 Verwendung findet, wird bevorzugt aus einem deformierbaren Kunststoffmaterial hergestellt, welches jedoch so beschaffen ist, dass dieses resistent gegen das im Tank zu bevorratende Reduktionsmittel ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10139139 A1 [0001]
- DE 102004051746 A1 [0002]
- DE 102006027487 A1 [0003]
