DE102009045691A1

DE102009045691A1 - Tank zur Aufnahme eines flüssigen Mediums

Info

Publication number: DE102009045691A1
Application number: DE102009045691A
Authority: DE
Inventors: Roland Herwig; Rainer Haeberer; Ewgenij Landes; Georgios Lolas; Wolfgang Klenk; Andreas Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-21
Also published as: WO2011045154A3; WO2011045154A2

Abstract

Es wird ein Tank (110) zur Aufnahme eines flüssigen Mediums (112) vorgeschlagen, insbesondere eines schadstoffvermindernden Mediums zur Verminderung von Schadstoffen in Abgasen. Der Tank (110) umfasst mindestens einen Innenraum (118) zur Aufnahme des flüssigen Mediums (112). Der Tank (110) weist einen Tankboden (120) auf, wobei in dem Innenraum (118) an dem Tankboden (120) mindestens ein Rückhalteelement (130) vorgesehen ist. Mindestens eine Ansaugstelle (134) zum Ansaugen von flüssigem Medium (112) aus dem Tank (110) ist in dem Rückhalteelement (130) angeordnet. Das Rückhalteelement (130) weist mindestens ein Wandmaterial (136) auf, welches eine rückhaltende Wirkung für das flüssige Medium (112) aufweist. Das Wandmaterial (136) ist zumindest teilweise durchlässig für das flüssige Medium (112) ausgestaltet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tank zur Aufnahme eines flüssigen Mediums. Grundsätzlich kann es sich dabei um beliebige flüssige Medien handeln, insbesondere flüssige Medien, welche umweltbedingt bei tiefen Temperaturen einfrieren und/oder in festem Zustand übergehen. Derartige flüssige Medien oder Flüssigkeiten können beispielsweise in Fahrzeugen eingesetzt werden, in welchen derartige Flüssigkeiten beispielsweise zum Fahrzeugbetrieb erforderlich sein können. Beispielsweise kann es sich bei den Flüssigkeiten um wässrige Medien handeln, wobei jedoch grundsätzlich auch andere flüssige Medien in Betracht kommen können. Um eine volle Funktion bei Fahrzeugen zu gewährleisten, ist in vielen Fällen eine Heizung vorgesehen. Grundsätzlich sind Tanks mit unterschiedlichen Geometrien bekannt.
Die Erfindung wird im folgenden insbesondere beschrieben unter Bezugnahme auf flüssige Medien, welche zur Schadstoffverminderung in Abgasen eingesetzt werden, beispielsweise in Abgasen einer Brennkraftmaschine. Ein bekanntes Beispiel derartiger schadstoffvermindernder Medien sind Medien, welche für die so genannte selektive katalytische Reduktion (selective catalytic reduction, SCR) eingesetzt werden. Derartige flüssige Medien reduzieren gezielt bestimmte Oxide im Abgas, beispielsweise Stickoxide. Beispielsweise kann das schadstoffvermindernde Medium zu diesem Zweck eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) umfassen, welche auch unter dem Handelsnamen Ad-Blue bekannt ist. Beispielsweise können derartige HWLs in zeitlichen Intervallen in einen Abgasstrom eingespritzt werden. Dabei kommt es zu einer chemischen Reduktion, wobei umweltschädliche Stickoxide in Stickstoff und Wasser umgewandelt werden können.
Zur Bereitstellung der schadstoffvermindernden Medien werden in vielen Fällen Tanks verwendet, welche zahlreichen Anforderungen genügen müssen. So können beispielsweise zum Umpumpen der schadstoffvermindernden Medien verschiedene Systeme zur Anwendung kommen, wie beispielsweise Membranpumpen, Hubkolbenpumpen oder ähnliche Systeme. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese kontinuierlich das flüssige Medium befördern müssen und gegenüber Störungen empfindlich reagieren, wie beispielsweise Störungen, welche durch Ansaugen von Luft und/oder durch positive oder negative Beschleunigungen (beispielsweise in Folge von Steigungen oder Gefälle) hervorgerufen werden und/oder Störungen, die durch ein niedriges Flüssigkeitsniveau verursacht werden. In Anbetracht dieser Umstände werden an den Tankböden in der Regel Vertiefungen angebracht, welche auch als Pumpensümpfe bezeichnet werden. Beispielsweise kann der Tank in einem Spritzgussprozess, einem Blasformprozess oder einem Rotationsformprozess hergestellt werden, wobei der Pumpensumpf bei der Herstellung angeformt wird. Erhabene Bereiche der Pumpensümpfe bewirken im Gegensatz zu flachen Tankböden jedoch Einbußen hinsichtlich des nutzbaren Tankvolumens, da die Tankhöhe um das Maß des Pumpensumpfes vergrößert werden muss. Der Pumpensumpf soll jedoch garantieren, dass zu jedem Zeitpunkt und in jeder Schwapprichtung die Ansaugstelle, an welcher das schadstoffvermindernde Medium angesaugt wird, mit Flüssigkeit versorgt wird. Geschieht dies nicht, so wird Luft angesaugt, wodurch es zu Druckverlust und sogar bis hin zu Systemversagen kommen kann. Durch die Verringerung des nutzbaren Volumens in Folge des Pumpensumpfes wird jedoch das gesamte Tankvolumen verringert, so dass die Reichweite, die beispielsweise ein Fahrzeug mit einer Tankfüllung erreichen kann, stark vermindert wird. Insgesamt wäre daher ein Tank wünschenswert, welcher einerseits ein vergrößertes Tankvolumen bereitstellt, andererseits jedoch sämtlichen bekannten Anforderungen genügt, wie beispielsweise einer hohen Eisdruckfestigkeit und einer geringen Störungsanfälligkeit.
Offenbarung der Erfindung
Es werden daher ein Tank zur Aufnahme eines flüssigen Mediums, insbesondere eines schadstoffvermindernden Mediums zur Verminderung von Schadstoffen in Abgasen, sowie eine Vorrichtung zur Verminderung von Schadstoffen in einem Abgas, insbesondere einem Abgas einer Brennkraftmaschine, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Tank entsprechend einer oder mehreren der im folgenden beschriebenen Ausführungsformen. Weiterhin kann die Vorrichtung beispielsweise eine oder mehrere Pumpen und/oder ein Rohrleitungssystem und/oder eine Einspritzvorrichtung umfassen, mittels deren das schadstoffvermindernde Medium in das Abgas einspritzbar und/oder eindosierbar ist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Anwendungen des Tanks möglich, insbesondere zur Aufnahme anderer Arten flüssiger Medien.
Der Tank umfasst mindestens einen Innenraum zur Aufnahme des flüssigen Mediums. Der Innenraum kann beispielsweise von einer Tankwand umschlossen sein. Beispielsweise kann es sich dabei um eine ganz oder teilweise aus Kunststoff hergestellte Tankwand handeln und/oder eine ganz oder teilweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellte Tankwand. Der Tank weist einen Tankboden auf, welcher im Normalbetrieb des Tanks vorzugsweise horizontal ausgerichtet ist. Der Tankboden ist vorzugsweise am unteren Ende des Tanks angeordnet, so dass sich das flüssige Medium im Normalbetrieb des Tanks auf diesen Tankboden sammeln kann. Weiterhin weist der Tank in dem Innenraum an dem Tankboden mindestens ein Rückhalteelement auf. Dieses Rückhalteelement kann vorzugsweise direkt auf den Tankboden aufgesetzt sein, wobei jedoch auch eine geringfügige Beabstandung grundsätzlich möglich ist, vorzugsweise eine Beabstandung derart, dass auch kleinste Flüssigkeitsreste auf dem Tankboden in Kontakt mit dem Rückhalteelement sind. Mindestens eine Ansaugstelle zum Ansaugen von flüssigem Medium aus dem Tank ist in dem Rückhalteelement angeordnet. Unter einer Ansaugstelle ist dabei eine Stelle zu verstehen, mittels derer flüssiges Medium aus dem Tank entnommen werden kann, oder, optional in den Tank rückgeführt werden kann. Die Ansaugstelle kann beispielsweise, wie unten näher ausgeführt wird, Bestandteil einer oder mehrerer Sauglanzen sein, welche in den Innenraum hineinragen. Auch andere Ausgestaltungen sind grundsätzlich möglich.
Unter einem Rückhalteelement ist dabei grundsätzlich ein Element zu verstehen, welches eingerichtet ist, um das flüssige Medium in sich aufzunehmen und zumindest teilweise zurückzuhalten, das heißt eine Abgabe des flüssigen Mediums an den übrigen Tank zumindest zu verlangsamen. Zu diesem Zweck weist das Rückhalteelement mindestens ein Wandmaterial, welches eine Rückhaltewirkung für das flüssige Medium aufweist, wobei dieses Wandmaterial jedoch zumindest teilweise durchlässig für das flüssige Medium ausgestaltet ist. Wie oben dargestellt, ist unter einer rückhaltenden Wirkung dabei eine Wirkung zu verstehen, nach welcher aufgenommenes flüssiges Medium nicht oder nur verzögert wieder an die Umgebung des Rückhalteelements abgegeben wird. Das Wandmaterial ist dabei jedoch insofern zumindest teilweise durchlässig für das flüssige Medium ausgestaltet, dass das flüssige Medium von dem Rückhaltelement aufgenommen werden kann. Diese Aufnahme kann bereits bei Normaldruck erfolgen oder kann auch erst bei einem Druckunterschied zwischen einem Innenbereich des Rückhalteelements und einer Umgebung des Rückhalteelements auftreten, beispielsweise indem im Bereich der Ansaugstelle im Inneren des Rückhalteelements ein Unterdruck ausgeübt wird.
Das Rückhalteelement sitzt, wie oben ausgeführt, vorzugsweise auf dem Tankboden auf und ist vorzugsweise derartig ausgestaltet, dass dieses nicht den vollständigen Innenraum des Tanks ausfüllt. Der Tankboden kann dabei Teile des Rückhalteelements sein, beispielsweise indem dieser einen Hohlraum des Rückhalteelements begrenzt. Alternativ kann das Rückhalteelement jedoch auch von dem Tankboden beanstandeten ausgebildet sein, beispielsweise indem ein zusätzliches Wandmaterial oberhalb des Tankboden vorgesehen ist und indem ein Hohlraum des Rückhalteelements nicht durch den Tankboden begrenzt wird sondern beispielsweise beanstandet von dem Tankboden ausgebildet ist. Dementsprechend kann das Rückhalteelement beispielsweise durch einen oder mehrere Abstandshalter von den Tankboden beanstandet ausgebildet sein, jedoch nach wie vor dicht am Tankboden ausgebildet sein, so dass fluides Medium am Tankboden leicht in das Rückhalteelement gelangen kann. Beispielsweise ist die Höhe des Rückhalteelements so gering wie funktionsbedingt möglich zu gestallten. Dabei sollte bei einem Einfrieren des flüssigen Mediums ein möglichst schnelles Durchfrieren des Rückhalteelements, beispielsweise eines Filters des Rückhalteelements, erfolgen, um eine Beschädigungen des Rückhalteelements durch Eisbewegung bei einem Einfriervorgang zu verhindern. Ein Eisdruck entsteht durch vollständig im Eis umschlossene Flüssigkeit, welche temperaturbedingt aus einem flüssigen in einen festen Aggregatszustand übergeht und sich dabei ausdehnt. Vorzugsweise kann die gesamte Oberfläche des Rückhalteelements und/oder eines Filters des Rückhalteelements und/oder die Größe des Rückhalteelements durch eine Filterauslegung festgelegt werden. Zum Zweck einer möglichst vollständigen Absaugung ist besonders bevorzugt, wenn zumindest ein Teil des Rückhalteelements, insbesondere eines Filters, mittig im Tank platziert ist. Die mittige Platzierung des Rückhalteelements am Tankboden mit so wie funktionsbedingt möglich niedriger Höhe ist insbesondere von Vorteil, da eine druckverursachende Flüssigkeitsblase sich meist in der Tankmitte und/oder im Schwermittelpunkt der Flüssigkeit befindet. Dabei kann sich die Ansaugstelle und/oder optional die Heizung außerhalb der Tankmitte befinden. Wenn eine große Filterfläche benötigt wird, kann sich das Rückhalteelement auch optional über den gesamten Tankboden erstrecken. Damit kann eine nahezu vollständige Absaugung von flüssigen Medium aus dem Tank erreicht werden. Das Rückhalteelement, insbesondere ein Filter, kann sich auch unten befinden und damit die Flüssigkeit aus allen Richtung absaugen.
Das Rückhaltelement kann beispielsweise zumindest teilweise zylinderförmig ausgestaltet werden, wobei die Zylinderachse vorzugsweise senkrecht zum Tankboden verläuft. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Kreiszylinderform oder eine Form eines Zylinders mit polygonalem Querschnitt handeln. Auch andere Geometrien, beispielsweise eine polygonale, insbesondere viereckige, Geometrie oder eine Freiform, sind jedoch grundsätzlich möglich. Vorzugsweise ist der Tankboden im wesentlichen eben ausgestaltet, beispielsweise an eine Einbauumgebung angepasst. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Bodenfläche eines im wesentlichen an Einbauumgebung angepassten Tanks handeln. Auch andere Geometrien sind grundsätzlich möglich. Das Rückhalteelement kann vorteilhaft mittig auf dem Tankboden angeordnet werden oder auch ein einer anderen geeigneten Stelle platziert sein. Der Tankboden kann insbesondere, im Gegensatz zu bekannten Tanks, derart ausgestaltet sein, dass dieser keinen Pumpensumpf aufweist. Dennoch kann eine leichte Krümmung im Tankboden vorhanden sein, beispielsweise eine leichte Krümmung und/oder Trichterform mit einem tiefsten Punkt im Bereich der Ansaugstelle. Beispielsweise kann der tiefste Punkt des Tankbodens zentrisch vorgesehen sein. Ein an den Tankboden angeformter und/oder sich vom Tankboden aus nach unten erstreckender Pumpensumpf ist jedoch vorzugsweise nicht vorhanden, wobei aber ein Pumpensumpf keinen negativen Einfluss auf das Rückhalteelement ausübt.
Das Wandmaterial des Rückhalteelements kann auf verschiedene Weisen ausgestaltet werden, um die oben geschriebenen Eigenschaften zu erfüllen. Insbesondere kann durch geeignete Wahl des Wandmaterials, wobei auch mehrere Wandmaterialien kombiniert werden können, eine Einstellung einer oder mehrer der folgenden Eigenschaften erfolgen: hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften, Porenweite, Porosität, offenporige oder geschlossenporige Eigenschaften, Breite oder Länge von Kapillaren, Wanddicke oder Kombinationen der genannten und/oder anderer Eigenschaften. Das Wandmaterial kann insbesondere eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: ein Filtermaterial; ein poröses Material; ein Material mit einer Mehrzahl von Kapillaren; ein Gittermaterial; ein saugfähiges Material; ein Schwammmaterial, insbesondere einen technischen Schwamm umfassendes Material; ein mehrlagiges Material, insbesondere ein mehrere unterschiedliche Filtermaterialien und/oder mehrere unterschiedliche Schwammmaterialien umfassendes mehrlagiges Material; ein wärmeleitendes Material. Dabei können beispielsweise mehrere Filtermaterialien und/oder Schwammmaterialien in Lagen aufeinander aufgebracht sein, beispielsweise indem von außen nach innen die Filterwirkung und/oder die Feinheit des Filters anwächst. So kann beispielsweise in einer äußersten Lage ein Vorfilter vorgesehen sein und in einer innersten Lage ein Feinfilter. Dazwischen kann beispielsweise ein Normalfilter vorgesehen sein. Verschiedene Ausführungsbeispiele werden unten erläutert.
Beispielsweise kann ein beliebiges bekanntes Filtermaterial verwendet werden, welches durch Ausnutzung der Oberflächenspannung der zu entnehmende Flüssigkeit die Luft bzw. die sich im Tank befindenden Gase aus dem Inneren des Rückhalteelements zurückhält. Dies kann insbesondere für einen Bereich des Rückhalteelements gelten, welcher außen nicht mit Flüssigkeit bedeckt ist, dafür im Wandmaterial noch Restflüssigkeit beinhaltet und/oder mit Flüssigkeit aus einem Inneren des Rückhalteelements im Kontakt steht und welcher durch die Ausnutzung der Kapillarwirkung die Flüssigkeit aus dem Tankinneren in das Rückhalteelement befördert. Insbesondere kann dies auch dann erfolgen, wenn nur noch ein Teil des Rückhalteelements mit Flüssigkeit im Tankinneren Kontakt hat. Diese Funktion wird hauptsächlich durch das verwendete Material des Rückhalteelements, insbesondere das Filtermaterial und/oder einen anderen Wand-Werkstoff, bestimmt, eine Maschenweite, eine Maschenform, einen Maschenquerschnitt, eine Wand-/Filteroberfläche oder eine Kombination dieser Faktoren bestimmt und muss in der Regel auf die abzusaugende Flüssigkeit abgestimmt sein. Wenn beispielsweise eine eingestellte Filter-Maschenweite für einen bestimmten Anwendungsfall zu groß ist, kann beispielsweise eine weitere Filterschicht verwendet werden, und/oder ein mehrlagiger Filter kann verwendet werden. Bei einer zu kleinen Maschenweite kann nach einem ähnlichen Prinzip Abhilfe erfolgen. Dabei kann auch beispielsweise ein Feinfilter eingespart werden, beispielsweise ein Feinfilter vor einer Pumpe oder/und vor einer Düse. Für den Fall dass das Rückhalteelement über einen bestimmten Zeitraum keinen Kontakt zum fluiden Medium hat, beispielsweise durch eine Tankschräglage und/oder Fliehkräfte, kann das verwendete Material des Rückhalteelements bei einer Flüssigkeitsentnahme aus dem Inneren des Rückhalteelements auch beispielsweise durch eine Verformung und/oder eine elastische Nachgiebigkeit für Flüssigkeitsnachschub sorgen, ohne dass Gase ins Innere des Rückhalteelements eindringen können. So kann ein Zeitraum ohne Flüssigkeitskontakt des Rückhalteelements überbrückt werden. Die Verformung kann durch eine konstruktive Ausgestaltung oder/und durch eine Elastizität des Rückhalteelements realisiert werden.
Das Rückhalteelement kann weiterhin mindestens einen Stützkörper aufweisen, wobei der Stützkörper eingerichtet sein kann, um das Rückhalteelement ganz oder teilweise mechanisch zu stabilisieren. Beispielsweise kann es sich bei diesem Stützkörper um ein vorzugsweise formstabiles Element handeln, wobei der Stützkörper jedoch auch, beispielsweise zusätzlich, eine ausreichende Elastizität aufweisen kann, um beispielsweise bei Bedarf für einen Flüssigkeitsnachschub zu sorgen. Der Stützkörper kann insbesondere in das Wandmaterial das teilweise umschließende Gitter umfassen, also ein Element, welches neben einer oder mehreren breiten oder schmalen Gitterstäben eine Mehrzahl von Öffnungen umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann der Stützkörper einen zumindest teilweise in das Wandmaterial integrierten Stützkörper umfassen, insbesondere ein Gitter; wiederum alternativ oder zusätzlich kann der Stützkörper einen oder mehrere Stützringe umfassen, insbesondere einen das Wandmaterial zumindest teilweise umschließenden und/oder zumindest teilweise in das Wandmaterial integrierten Stützring. Auch ein Stützring, welcher in einem Hohlraum des Rückhalteelements angeordnet ist und das Wandmaterial von innen stützt, ist grundsätzlich möglich. Weiterhin kann, alternativ oder zusätzlich, der Stützkörper mindestens eine Stützkante aufweisen, insbesondere eine Rückhaltekante und/oder eine Becherkante, insbesondere bei einer auf dem Tankboden aufsitzende Stützkante. Diese Stützkante kann beispielsweise eine Höhe aufweisen, mit welcher diese in den Innenraum des Tanks hineinragt. Diese Höhe kann beispielsweise eine gewisse Rückhaltewirkung des Rückhaltelements erzielen, beispielsweise indem die Stützkante als in den Innenraum des Tanks hineinragende Minibecherkante ausgestaltet ist. Die Stützkante kann beispielsweise auf dem Tankboden aufsitzen und/oder Teil des Tankbodens sein, das heißt beispielsweise einstückig mit dem Tankboden ausgestaltet sein. Die Stützkante kann wiederum das Wandmaterial zumindest teilweise umschließen und/oder zumindest teilweise in das Wandmaterial integriert sein. Auch eine Stützkante, welche in einen Hohlraum des Rückhalteelements eingebracht ist und das Wandmaterial von innen stützt, kann realisiert werden. Auch Kombinationen der genannten Optionen des Stützkörpers und/oder andere Ausgestaltungen des Stützkörpers sind möglich. Das Wandmaterial des Rückhalteelements kann sich auch unten befinden und damit Flüssigkeit auch von unten absaugen, wobei vorzugweise ein geringer Abstand zum Tankboden gewählt werden sollte.
Der Tank kann weiterhin mindestens ein Heizelement umfassen, wobei das Heizelement vorzugsweise zumindest teilweise in das Rückhalteelement und/oder einen Stützkörper des Rückhalteelements integriert ist. Das Heizelement kann beispielsweise einen oder mehrere Heizwiderstände und/oder eine oder mehrere Heizfolien und/oder eine oder mehrere Heizwendel umfassen, welche beispielsweise ganz oder teilweise in das Wandmaterial eingebracht sein können und/oder das Wandmaterial ganz oder teilweise umschließen können und/oder welche in einen optionalen Hohlraum des Rückhaltelements eingebracht werden können. Alternativ oder zusätzlich zur integrierten Ausgestaltung des Heizelements in dem Rückhalteelement ist jedoch naturgemäß auch eine andere Ausgestaltung des optionalen Heizelements möglich, beispielsweise indem ein oder mehrere Heizelemente in eine Tankwand integriert werden. Die Heizung kann sich auch außerhalb des Rückhalteelements befinden, vorzugsweise oben und/oder seitlich.
Wie oben bereits mehrfach erwähnt, kann die Ansaugstelle grundsätzlich auf beliebige Weise in dem Rückhalteelement angeordnet sein, beispielsweise innerhalb des Wandmaterials. Vorzugsweise ist die Ansaugstelle jedoch in einem Hohlraum des Rückhalteelements angeordnet, insbesondere in einem Hohlraum, welcher durch das Wandmaterial und/oder den Tankboden umschlossen wird. So können beispielsweise die Wände des Holraumes und eine nach oben weisende Decke des Hohlraumes durch das Wandmaterial gebildet werden, und ein Boden des Hohlraums durch den Tankboden. Der Hohlraum kann insbesondere zylinderförmig ausgestaltet sein, beispielsweise kreiszylinderförmig und/oder in Form eines Zylinders mit einem polygonalen Querschnitt. Eine Zylinderachse des zylindrischen Hohlraums ist vorzugsweise wiederum senkrecht zum Tankboden und/oder zum Boden des Hohlraums angeordnet. Das Wandmaterial kann insbesondere auf einer dem Hohlraum zuweisenden Unterseite eine Ausgestaltung aufweisen, welche ein Abtropfen des flüssigen Mediums in den Hohlraum hinein fördert. Diese Ausgestaltung kann insbesondere nicht-eben sein. Insbesondere kann es sich dabei um eine oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen handeln: eine Abtropfkante, eine in den Hohlraum ragende Krümmung; eine trichterförmige Unterseite; einen Zapfen. Auch Kombinationen der genannten und/oder anderer Arten von nicht-ebenen Ausgestaltungen sind denkbar.
Das Rückhalteelement kann eine in den Innenraum des Tanks weisende Oberseite aufweisen. Diese Oberseite ist vorzugsweise nicht-eben ausgestaltet, insbesondere mit einer zu dem Rückhalteelement hin verlaufenden Krümmung. Beispielsweise kann es sich dabei um eine abgerundete, gestufte oder tropfenförmige Krümmung handeln, in welcher sich beispielsweise flüssiges Medium, sofern dieses nicht sofort von dem Rückhaltelement aufgenommen wird, schwerkraftbedingt sammeln kann. Vorzugsweise ist der tiefste Punkt dieser Krümmung im Inneren der Oberseite angeordnet, vorzugsweise im Bereich der Mitte der Oberseite. Beispielsweise kann dieser mindestens eine tiefste Punkt oberhalb des optionalen Hohlraumes angeordnet sein.
Wie oben dargestellt, kann der Tank weiterhin mindestens eine in das Rückhaltelement hineinragende Sauglanze umfassen, wobei die mindestens eine Sauglanze die mindestens eine Ansaugstelle bereit stellt. Beispielsweise kann diese mindestens eine Ansaugstelle an einem Ende und/oder einer Seite der Sauglanze vorgesehen sein. Die Sauglanze kann weiterhin mindestens einen Feinfilter aufweisen, beispielsweise einen auf ein Rohr der Sauglanze aufgesetzten Feinfilter. Die Sauglanze kann einen Zulauf umfassen, über welchen das flüssige Medium aus dem Tank abgesaugt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Sauglanze auch einen Rücklauf aufweisen, über welchen flüssiges Medium in den Tank verbracht werden kann, beispielsweise nicht benötigtes flüssiges Medium. Der Zulauf und der Rücklauf können gemeinsam oder getrennt ausgebildet sein. Dementsprechend kann die Sauglanze eine oder mehrere Rohrleitungen umfassen. Weiterhin können in die Sauglanze auch andere Elemente integriert sein. Beispielsweise kann die Sauglanze mindestens eine elektrische Durchführung aufweisen, insbesondere eine elektrische Durchführung für ein Heizelement. So können beispielsweise elektrische Zuleitungen ganz oder teilweise in die Sauglanze integriert sein, mittels derer ein oder mehrere Heizelemente und/oder andere elektrische Elemente, beispielsweise Sensoren, mit einem elektrischen Strom und/oder elektrischen Spannung beaufschlagbar sind und/oder auf andere Weise elektrisch kontaktierbar sind. Auch Sensorleitungen können beispielsweise ganz oder teilweise in die Sauglanze integriert sein. Die Sauglanze kann an einer Seitenwand des Tanks aus dem Tank herausgeführt sein. Alternativ kann jedoch auch eine Führung vorgesehen sein, mittels derer die Sauglanze in einem Deckel des Tanks aus dem Tank herausgeführt werden kann. Verschiedene Ausgestaltungen sind möglich.
Der Tank und die Vorrichtung zur Verminderung von Schadstoffen weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen der genannten Art zahlreiche Vorteile auf. So kann insbesondere, wie oben ausgeführt, der Tankboden eben ausgestaltet werden, ohne dass auf die Vorteile und die Wirkung eines Pumpensumpfs verzichten werden muss. Dementsprechend kann der Tank entsprechend seiner Kontur beispielsweise planparallel ausgestaltet sein und beispielsweise planparallel zu einem Fahrzeugboden im unteren Tankbereich angeordnet werden und damit auch zur ebenen Gestaltung des Fahrzeugs beitragen. Das nutzbare Tankvolumen wird vorzugsweise nicht durch abstehende Pumpensümpfe reduziert. Da die Funktion des Pumpensumpfes nunmehr durch das Rückhaltelement übernommen wird, ist der Pumpensumpf virtuell in den Innenraum des Tanks verlegt. Eine kundenspezifische Lösung kann somit entfallen, Kosten und Qualität lassen sich optimieren. Die Bauraumhöhe des Tanks kann um das Maß des Pumpensumpfs reduziert oder um dieses vergrößert werden. Weiterhin kann durch das Rückhalteelement eine Schwappsicherheit gewährleistet werden. Das Rückhalteelement kann als geschlossenes Reservoir hergestellt sein, beispielsweise aus einem oder mehreren der oben beschriebenen Wandmaterialien. Das Rückhaltelement kann dementsprechend beispielsweise als Filterreservoir ausgestaltet sein und/oder kann als schwammartiger Filter, als Flüssigkeitsfänger, als Flüssigkeitshalter oder auch als Wärmeverteiler innerhalb des Tanks dienen. Beispielsweise kann dieses als Filterreservoir an einen ebenen Tankboden platziert werden. In dieses Filterreservoir kann die Sauglanze hineinragen, welche beispielsweise starr oder flexibel ausgestaltet werden kann, und welche beispielsweise als Saugrohr oder als Saugschlauch zum Fördern des flüssigen Mediums, beispielsweise der HWL, dienen kann.
Insbesondere kann das Rückhaltelement als geschlossenes Reservoir ausgestaltet werden. Beispielsweise kann, wie oben ausgeführt, ein Filtermaterial als Wandmaterial verwendet werden oder in dem Wandmaterial eingesetzt werden. Das Wandmaterial kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass dieses unter Normalbedingungen für das flüssige Medium und/oder durch Oberflächenspannung der Flüssigkeit für Gase undurchlässig ist. Dadurch kann das Reservoir immer mit Flüssigkeit gefüllt sein, und die Ansaugstelle kann stets mit Flüssigkeit benetzt werden. Der Tankfüllstand im Innenraum des Tanks außerhalb des Rückhaltelements kann tiefer liegen als innerhalb des Rückhalteelements. Sobald das flüssige Medium aus dem Rückhalteelement gefördert wird, kann innerhalb des Rückhaltelements ein Unterdruck entstehen. Durch diesen Unterdruck kann flüssiges Medium aus dem Innenraum des Tanks in das Rückhaltelement transportiert werden. Dementsprechend kann in dem als Reservoir wirkenden Rückhalteelement stets ein voller Flüssigkeitsfüllstand vorhanden sein. Wie oben dargestellt, können die Eigenschaften des Rückhalteelements durch Wahl eines geeigneten Wandmaterials beeinflusst werden, beispielsweise können durch eine Porigkeit, eine Maschenweite und/oder eine Materialwahl des Wandmaterials, beispielsweise des Filtermaterials, das oben genannte Verhalten beeinflusst werden. So kann beispielsweise die Porosität des Wandmaterials derart eingestellt werden, dass einerseits das flüssige Medium nicht aus dem Rückhaltelement auslaufen kann und andererseits der benötigte Unterdruck zur Ansaugung nicht derart groß wird, dass ein Nachfließen des flüssigen Mediums aus dem übrigen Tank nicht gewährleistet wird. Auch die Oberflächenspannungen und/oder die Kapillarwirkung können entsprechend gewählt werden. So kann beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung des Wandmaterials, beispielsweise des Filtermaterials, flüssiges Medium langsamer aus dem Rückhalteelement ausströmen als dieses in das Rückhalteelement einströmt. Dadurch entsteht im Rückhalteelement eine gute Schwappsicherheit, insbesondere im Bereich der Ansaugstelle.
Weiterhin ergeben sich Vorteile aus der oben beschriebenen Kombination eines Stützkörpers mit dem Wandmaterial. Das Wandmaterial kann beispielsweise verformbar ausgestaltet sein, beispielsweise indem für dieses Wandmaterial ein weiches und/oder flexibles und/oder elastisches Material verwendet wird, beispielsweise ein Schwammmaterial und/oder ein Filtermaterial. Beispielsweise kann ein technisches Schwammmaterial verwendet werden, insbesondere mit einem Kunststoffmaterial, welches entsprechend porös ausgestaltet wird. Der Stützkörper kann beispielsweise einen dünnwandigen Kunststoffring umfassen, welcher beispielsweise am Tankboden ausgestaltet sein kann. Dementsprechend kann der Pumpensumpf in den Innenbereich verlagert werden, beispielsweise in den Innenraum des dünnwandigen Kunststoffrings, welcher beispielsweise vom Tankboden abstehen kann. Das Wandmaterial kann beispielsweise über diesen Kunststoffring gestülpt werden, so dass dieses auch bei niedrigstem Flüssigkeitsniveau laufend befüllt werden kann. Auf diese Weise kann die Kapillarwirkung der Oberfläche des Schwamms und/oder des sonstigen Wandmaterials genutzt werden. Beim Ansaugen von Luft kommt es zum Druckabfall und/oder Fehldosierung und/oder Systemneustart und/oder Systemausfall, welche durch die. niedrigem Niveau sowie Berg- und Talfahrten überlagert mit positiven beziehungsweise negativen Beschleunigungen hervorgerufen werden. Derartige Probleme können erfindungsgemäß jedoch verhindert werden, da der interne Pumpensumpf in Form des Rückhalteelements ständig mit flüssigem Medium befüllt sein kann. Zusätzlich kann die Funktionalität dahingehend erweitert werden, dass das Wandmaterial, beispielsweise der technische Schwamm, an der Ansaugstelle, welche beispielsweise mit einer Pumpe verbunden sein kann und/oder der Ansaugstelle der Sauglanze als Filterelement konstruiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Filter beim Herstellen des Wandmaterials, beispielsweise des technischen Schwamms, eingelegt werden und somit beispielsweise mit vergossen werden. Des weiteren kann auf eine Zuförderpumpe für einen internen Pumpensumpf verzichtet werden, bei welchem die oben beschriebenen Vorteile in der Regel nicht realisiert sind. Bei einem stark erhöhten internen Pumpensumpf in Form eines geschlossenen Rings ohne die beschriebenen obigen Merkmale würde ein relativ großes Restvolumen an flüssigem Medium im Tank verbleiben, ohne dass der als Ring ausgeführte interne Pumpensumpf mit flüssigem Medium ohne Zuförderpumpe befüllt werden könnte, beispielsweise in einem Fahrbetrieb mit keiner oder geringer Steigung beziehungsweise Gefälle. Diese Nachteile werden durch die Ausgestaltung des Rückhalteelements vermieden. Auf diese Weise lässt sich eine preiswerte Befüllmethode mit einem internen Pumpensumpf in Form des Rückhalteelements, ohne dass hierfür ein an dem Tankgehäuse angeformter Pumpensumpf erforderlich wäre, realisieren. Eine zusätzliche Zuförderpumpe kann entfallen. Ein Filterelement kann optional in das Wandmaterial, beispielsweise den technischen Schwamm integriert werden und/oder in eine Sauglanze. Zusätzlich kann das Wandmaterial, wie oben beschreiben, mit einer Abtropfkante ausgeführt werden, so dass garantiert werden kann, dass die immer größer werdenden Tropfen gezielt an dieser Stelle abreißen.
Weiterhin lassen sich zahlreiche anwenderspezifische Komponenten mit unterschiedlichen Funktionen im Tank integrieren. Durch das neue Konzept mit dem Rückhalteelement, beispielsweise in Form eines schwammartigen Körpers, können viele Funktionen, wie beispielsweise die Filterung, die Wärmeverteilung und/oder die Flüssigkeitsbereitstellung für die Absaugung miteinander vereint werden. Weiterhin lässt sich die gestalterische Freiheit des Tanksdesigns deutlich verbessen, da auch mit waagerechter und/oder ebener Tankgestaltung eine maximale Tankentleerung ermöglicht werden kann und gleichzeitig eine größere Volumenausnutzung ermöglicht werden kann. Die Eisdruckfestigkeit kann durch die Eliminierung von weiteren Bauteilen im Tankinneren zudem deutlich erhöht werden. Ist ein Heizelement vorgesehen, so kann eine Heizungswärme beispielsweise zusätzlich durch das Rückhaltelement großflächig verteilt werden, beispielsweise durch den schwammartigen Körper des Rückhaltelements beziehungsweise des Wandmaterials des Rückhalteelements, welches thermisch leitende Eigenschaften aufweisen kann. Dadurch kann eine größere Menge an Eis schneller aus einem festen in einen flüssigen Zustand überführt werden. Auch hieraus resultiert eine erhöhte Kosteneinsparung und eine größere Systemrobustheit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Tanks;
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks mit einem Rückhalteelement in Form eines Filterreservoirs am Tankboden;
3A bis 3E eine Gesamtansicht und Detailansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tanks mit einem Rückhaltelement mit einem technischen Schwamm und einem dünnwandigen Kunststoffring;
4A und 4B Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tanks mit einem Rückhaltelement mit einem schwammartigen Element und integriertem Heizelement;
5 bis 11 Abwandlungen des Ausführungsbeispiels in den 4A und 4B;
12 eine perspektivische Detaildarstellung eines Wandmaterials eines Rückhalteelements;
13 ein Ausführungsbeispiel eines Rückhalteelements mit einem Stützkörper;
14A und 14B ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks mit integriertem Heizelement und Feinfilter; und
15 bis 19 verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels gemäß den 14A und 14B.
Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein Beispiel eines herkömmlichen Tanks 110 zur Aufnahme von flüssigem Medium 112 dargestellt. Bei dem flüssigen Medium 112 handelt es sich beispielsweise um flüssiges Medium, welches zur Schadstoffminderung bei Fahrzeugen eingesetzt wird, insbesondere um HWL. Dementsprechend kann der Tank 110 in einer Vorrichtung 114 zur Verminderung von Schadstoffen in einem Abgas eingesetzt werden. Weitere optionale Komponenten dieser Vorrichtung 114 sind in 1 nicht dargestellt.
Der Tank 110 weist eine Tankwand 116 auf, welche einen Innenraum 118 umschließt. Die Tankwand 116 wird nach unten durch einen Tankboden 120 abgeschlossen, an welchem ein Pumpensumpf 122 ausgebildet ist. In diesem Pumpensumpf ragt im dargestellten Beispiel eine Sauglanze 124, welche an ihrem unteren Ende ein Filterelement 126 aufweist. Die Sauglanze 124, welche starr oder flexibel ausgestaltet sein kann, ist an ihrem oberen Ende mit einer Pumpe 128 verbunden. Wie in 1 mit dem Buchstaben h bezeichnet, ragt der Pumpensumpf 122 um die Höhe h über den Tankboden 120 hinaus. Dieses Höhenmaß h verursacht ein nicht nutzbares Volumen, wodurch die Höhe des Tanks 110 künstlich erhöht wird.
In 2 ist demgegenüber ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks 110 dargestellt, welcher wiederum Teil einer Vorrichtung 114 zur Verminderung von Schadstoffen in einem Abgas sein kann. Weitere optionale Komponenten der Vorrichtung 114 sind nicht dargestellt. Auch andere Einsatzgebiete des Tanks 110 sind grundsätzlich möglich, so dass in den folgenden Ausführungsbeispielen auf die Beschreibung der Vorrichtung 114 verzichtet werden kann. Sämtliche im folgenden beschriebenen Tanks 110 können beispielsweise in einer derartigen Vorrichtung 114 eingesetzt werden.
Der Tank 110 weist wiederum eine Tankwand 116 auf, welche einen Innenraum 118 umschließt und welche nach unten durch einen vorzugsweise ebenen Tankboden 120 abgeschlossen ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß 1 ist in dem Tankboden 120 jedoch kein Pumpensumpf 122 ausgebildet, sondern es ist ein Rückhalteelement 130 vorgesehen. Dieses Rückhalteelement 130 kann beispielsweise als Filterreservoir 132 ausgestaltet sein, insbesondere als geschlossenes Filterreservoir. In dieses Rückhalteelement 130 kann eine Sauglanze 124 hineinragen, so dass eine Ansaugstelle 134 innerhalb des Rückhalteelements 130 liegt. Die Sauglanze 124 kann wiederum starr oder flexibel ausgestaltet sein, beispielsweise als Saugschlauch. Das Rückhaltelement 130 weist ein Wandmaterial 136, durch welches, beispielsweise bei Anlegen eines Unterdrucks an der Ansaugstelle 134, flüssiges Medium 112 in das Rückhaltelement 130 zur Ansaugstelle 134 gelangen kann. Gleichzeitig wird ein Austreten in umgekehrter Richtung jedoch zumindest erschwert. Das Rückhalteelement 130 kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass dieses als Reservoir wirkt, welches sich auch bei geringem Füllstand des Tanks 110 mit flüssigem Medium 112 zumindest teilweise füllt. Nicht dargestellt in 2 sind weitere optionale Komponenten, wie beispielsweise wiederum eine Pumpe 128, welche ganz oder teilweise Bestandteil des Tanks 110 sein kann, welche jedoch auch ganz oder teilweise extern angeordnet sein kann, beispielsweise als separater Bestandteil der Vorrichtung 114.
In den 3A bis 3E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks 110 gezeigt. Wiederum umfasst der Tank 110 eine Tankwand 116 mit einem Tankboden 120, welcher wiederum beispielsweise im wesentlichen eben ausgestaltet sein kann, welche jedoch auch beispielsweise eine leichte Krümmung aufweisen kann, so dass ein tiefster Punkt des Tankbodens 120 beispielsweise auf einer Achse 138 des Tanks 110 und/oder unterhalb einer Ansaugstelle 134 angeordnet sein kann. Wiederum ist ein Rückhalteelement 130 vorgesehen, welches beispielsweise auf dem Tankboden 120 aufliegen kann. Dieses Rückhalteelement 130 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als integrierter Pumpensumpf ausgebildet, welcher vollständig im Innenraum 118 des Tank 110 angeordnet ist. Das Rückhaltelement 130 umfasst wiederum ein Wandmaterial 136, welches beispielsweise im dargestellten Ausführungsbeispiel als technischer Schwamm ausgestaltet sein kann und/oder einen technischen Schwamm umfassen kann. Das Wandmaterial 136 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einen Stützkörper 140 aufgestülpt, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel als dünnwandiger Kunststoffring ausgebildet ist, der einstückig mit dem Tankboden 120 ausgebildet sein kann und/oder welcher auf dem Tankboden 120 aufgesetzt sein kann und in den Innenraum 118 hineinragt. In den 3B und 3C sind in einer Draufsicht (3B) und in einer Schnittdarstellung von der Seite (3C) Detailansichten des Stützkörpers 140 gezeigt. Aus diesen Detailansichten geht hervor, dass der Stützkörper 140 hier konisch ausgebildet ist, mit einer sich zum Innenraum 118 hin erstreckenden Verjüngung. Auch eine andere Ausgestaltung des Stützkörpers 140 ist denkbar, beispielsweise in Form eines zylindrischen Kunststoffringes ohne Verjüngung oder in Form einer grundsätzlich beliebigen Freiformgeometrie. Der Stützkörper 140 kann somit auch auf andere Weise als in den 3A bis 3E gezeigt ausgestaltet sein, beispielsweise mit einer geringeren Höhe oder auch unterbrochen. Auf diese Weise kann ein Eindringen von flüssigem Medium 112 ins Innere des Rückhalteelements 130 begünstigt werden.
Auf den Stützkörper 140 aufgesetzt ist das Wandmaterial 136, welches beispielsweise als technischer Schwamm ausgestaltet sein kann und/oder einen technischen Schwamm umfassen kann. Detailansichten des Wandmaterials 136 sind wiederum in den 3D und 3E gezeigt, wobei 3D eine Ansicht von unten zeigt und 3E eine Schnittdarstellung von der Seite. Insbesondere aus den 3A und 3E geht hervor, dass ein Filterelement 126 in das Wandmaterial 136 integriert sein kann. Dieses Filterelement 136, welches sich unmittelbar an die Sauglanze 124 anschließen kann und in welchem die Ansaugstelle 134 angeordnet sein kann, kann beispielsweise einstückig mit dem übrigen Wandmaterial 136 ausgebildet sein. Die Öffnung der Sauglanze 124 kann beispielsweise auf dem Wandmaterial 136 im Bereich des Filterelements 126 aufliegen und/oder in dieses eingepresst werden. Beide Optionen sollen vom oben genannten Begriff mit umfasst sein, nach welchem die Ansaugstelle 134 innerhalb des Rückhalteelements 130 angeordnet ist.
Wie insbesondere aus der Darstellung in den 3A und 3E hervorgeht, ist das Wandmaterial 136 im dargestellten Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgestaltet, so dass das Rückhaltelement 130 einen Hohlraum 142 aufweist und/oder umschließt. Der Hohlraum 142 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel somit durch das Wandmaterial 136 und den Tankboden 120 umschlossen. Auf einer dem Hohlraum 142 zuweisenden Unterseite 144 weist das Wandmaterial 136 einen trichterförmigen Vorsprung 146 auf, welcher als Abtropfkante 148 wirkt. Auf diese Weise wird ein Abtropfen von flüssigem Medium 112 in den Hohlraum 142, welcher hier als integrierter Pumpensumpf 122 wirkt, gefördert.
In den 4A und 4B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks 110 und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 114 dargestellt. Dabei zeigt 4A eine Schnittdarstellung von der Seite, wohingegen 4B eine geschnittene perspektivische Detaildarstellung eines Rückhaltelements 130 des Tanks 110 zeigt. Eine Befüllung mit flüssigem Medium 112 ist in diesem und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Für die meisten Einzelheiten des Tanks 110 kann grundsätzlich auf die oben bereits beschriebenen Optionen verwiesen werden. Wiederum weist der Tank 110 eine Tankwand 116 mit einem Tankboden 120 auf, beispielsweise einen im wesentlichen ebenen Tankboden und/oder einem unterhalb einer Ansaugstelle 134 leicht vertieften Tankboden 120. Wiederum ist innerhalb des Innenraums 118 des Tanks 110 ein Rückhaltelement 130 vorgesehen, welches in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgestaltet ist und auf dem Tankboden 120 aufsitzt. Das Rückhalteelement 130 weist ein Wandmaterial 136 auf, welches beispielsweise aus einem Schwammmaterial hergestellt sein kann. Dieses umschließt einen Hohlraum 142 im Bereich des Tankbodens 120. In diesem Hohlraum 142 ragt eine Sauglanze 124, an deren Ende sich die Ansaugstelle 134 befindet. Die Ansaugstelle 134 ist vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Tankbodens 120 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Sauglanze 124 dabei radial von außen durch das Wandmaterial 136 geführt, so dass die Ansaugstelle 134 beispielsweise auf der Achse 138 angeordnet sein kann. Auch eine andere Führung der Sauglanze 124 ist grundsätzlich möglich, beispielsweise eine axiale Führung analog zu der in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gezeigten Anordnung oder/und nach unten oder/und seitlich.
Weiterhin ist in das Rückhaltelement 130 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Heizelement 150 integriert. Diese Heizelement 150 kann beispielsweise, wie in den Figuren dargestellt als umlaufender Heizring ausgestaltet sein und kann vollständig oder teilweise oder gar nicht in das Wandmaterial 136 integriert sein. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich, z. B. kann die Lage des Heizelements 150 auch oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb des Rückhalteelements 130 sein. Zuleitungen des Heizelements 150 können beispielsweise ganz oder teilweise in die Sauglanze 124 integriert werden, wie später noch näher ausgeführt wird.
Das Rückhalteelement 130, beispielsweise mit dem schwammartigen Element als Wandmaterial 136, kann an einem tiefsten Punkt und/oder an einem anderen geeigneten Ort auf dem vorzugsweise im wesentlichen ebenen ausgestalteten Tankboden 120 befestigt werden. Das Rückhaltelement 130 kann dabei eine oder mehrere der folgenden Hauptfunktionen übernehmen: Filterung, Flüssigkeitsbereitstellung, Anti-Schwappmaßnahmen und optionalen Wärmetransport. Das Wandmaterial 136 sollte vorzugsweise eine hohe mechanische und/oder chemische und/oder thermische Beständigkeit aufweisen, insbesondere gegenüber im Anwendungsfall vorhandenen Flüssigkeiten und/oder Gasen innerhalb des gesamten Einsatztemperaturbereichs. Weiterhin sollte eine ausreichende Verformbarkeit und/oder Elastizität gegenüber einer Eisbildung gegeben sein, da über die Lebensdauer des Tanks 110 hinweg insbesondere beständig Phasenübergänge des flüssigen Mediums 112 auftreten können, beispielsweise ein beständiger Wechsel zwischen Einfrieren und Auftauen. Weiterhin sollte das Wandmaterial 136 gesetzlichen Vorgaben genügen.
Die Ansaugstelle 134 sollte vorzugsweise am tiefsten Punkt und/oder in der Nähe des Tankbodens 120 angeordnet sein, innerhalb des Rückhalteelements 130. Wie unten noch näher ausgeführt wird, kann das Rückhaltelement 130 optional einen oder mehrere Stützkörper 140 aufweisen, zu denen noch weitere Ausführungsbeispiele erläutert werden. Diese können auch ganz oder teilweise mit dem Heizelement 150 zusammengefasst sein, so dass das Heizelement 150 beispielsweise gleichzeitig als Träger und/oder Stützkörper 140 dienen kann. Weiterhin kann wiederum, wie oben beschrieben, mindestens ein Filterelement 126 vorgesehen sein, welches beispielsweise ganz oder teilweise in die Sauglanze 124 integriert sein kann, auf die Sauglanze 124 aufgesetzt sein kann oder welches auch ganz oder teilweise in das Wandmaterial 136 oder andere Komponenten des Rückhaltelements 130 integriert sein kann. So kann beispielsweise eine Absaugung mit optionalen Feinfilter mit integriert sein. Weiterhin kann das Rückhaltelement 130 eine Schnittstelle zur Befestigung an der Tankwand 116, beispielsweise am Tankboden 120, umfassen. Diese Schnittstelle kann beispielsweise eine lösbare oder eine permanente Befestigung ermöglichen.
Mittels der in den 4A und 4B gezeigten Ausführungsbeispiele und/oder weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Tanks 110 lässt sich beispielsweise eine einheitliche, vorgefertigte Baugruppe herstellen, deren Varianz beispielsweise lediglich in der Länge der optionalen Zuläufe und/oder Heizleitungen bestehen kann. Damit kann ein Einsatz von gleichen Bauteilen bei unterschiedlichen Anwendern ermöglicht werden, wodurch sich eine Kostenreduzierung bei der Herstellung und der Logistik erzielen lässt. Gleichzeitig lässt sich das nicht anzusaugende Flüssigkeitsvolumen innerhalb des Tanks 110 auf ein Minimum reduzieren, auch bei einer ebenen Ausgestaltung des Tankbodens 120. Das Rückhaltelement 130 kann gleichzeitig als integrierter Schwappschutz und als Flüssigkeitsempfänger ausgestaltet werden. Weiterhin lässt sich durch eine geeignete Ausgestaltung des Wandmaterials 136 bei Implementierung eines Heizelements 150 auch eine Wärmeverteilung verbessern, beispielsweise durch ein Wandmaterial 136 in Form eines Schwammelements. Dadurch lässt sich ein schnelleres und großflächigeres Auftauen bei eingefrorenem Medium 112 gewährleisten. Weiterhin lassen sich mehrere Funktionen in das Rückhaltelement 130 integrieren, da beispielsweise das Wandmaterial 136 ganz oder teilweise als Filter, als Flüssigkeitsbereitsteller und/oder Flüssigkeitsfänger und als Wärmeverteiler wirken kann. Das Heizelement 150 kann gleichzeitig als Stützkörper 140 wirken und beispielsweise ein Träger eines schwammartigen Elements des Wandmaterials 136 mit integrierter Tankbefestigung sein und kann auch die Ansaugstelle 134 mit beinhalten. Weiterhin kann das Heizelement 150 und/oder ein anderer Bestandteil des Stützkörpers 140 auch die Absaugung stabilisieren, beispielsweise in dem die Sauglanze 124 ganz oder teilweise durch den Stützkörper 140, beispielsweise das Heizelement 150, gehaltert wird. Weiterhin kann das Rückhalteelement 130 eine Schnittstelle mit Zulauf und/oder Heizungsleitungen bereitstellen und/oder optional ein zusätzliches Filterelement 126, beispielsweise in Form eines integrierten Einfilters an der Absaugstelle 134. Vorzugsweise lässt sich eine direkte Verbindung zwischen der Tankoberseite und dem Tankboden 120 vermeiden, wodurch eine erhöhte Robustheit insbesondere hinsichtlich einer Eisfestigkeit gewährleistet werden kann. Die maximal zulässige Tankbefüllung lässt sich erfindungsgemäß erhöhen, wodurch eine bessere Volumenausnutzung gewährleistet werden kann. Zudem lässt sich eine flexiblere Gestaltung des Tanks 110 gewährleisten, sowie eine einfachere Montage mit wenigen Einzelteilen und optional in einer Modulbauweise.
In den 5 bis 11 sind, in analoger Darstellung zu 4B, Abwandlungen des Tanks 110 gemäß den 4A und 4B gezeigt. Für Einzelheiten der Ausgestaltungen dieser Ausführungsbeispiele, welche im folgenden nicht näher beschreiben werden, kann daher beispielsweise auf die Beschreibung der 4A und 4B verwiesen werden. Die dargestellten Modifikationen sind auch in Kombination realisierbar. So zeigt 5, dass nicht notwendigerweise ein größerer Hohlraum 142 innerhalb des Rückhaltelements 130 vorgesehen sein muss. Dieser Hohlraum 142 kann grundsätzlich auch auf ein Minimum reduziert werden oder ganz entfallen, so dass der Hohlraum 142 in sämtliche Ausführungsbeispielen optional ist. So ist in den 5, 8 und 9 jeweils ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem der Hohlraum 142 auf ein Minimum zur Aufnahme der optional an ihrem Ende gekrümmten Sauglanze 124 reduziert ist. Alternativ kann die Sauglanze 124 auch vollständig in ein Vollmaterial des Wandmaterials 136 eingebracht werden, so dass der Hohlraum 142 beispielsweise vollständig entfallen kann.
In den Ausführungsbeispielen gemäß den 6, 7, 8 und 9 ist weiterhin gezeigt, dass zusätzlich ein Stützkörper 140 vorgesehen sein kann. Dieser Stützkörper 140 ist in diesem Fall als ringförmig vom Tankboden 120 abstehende Kante 152 ausgestaltet, welche (siehe die 7 und 9) beispielsweise um eine Höhe h in den Innenraum 118 des Tanks 110 hineinragen kann. Diese Kante 152 kann als Rückhaltekante und/oder als umlaufende Minibecherkante ausgestaltet sein. In dem Ausführungsbeispiel in den 6 und 8 umschließt die Kante 152 dabei das Wandmaterial 136 des Rückhaltelements 130 umfangsseitig und/oder ist auf der Umfangsseite in dieses Wandmaterial 136 integriert. In den in den 7 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen hingegen ist die Kante 152 im Inneren des Wandmaterials 136 angeordnet. Die Kante 152, deren Funktion unten noch näher erläutert wird, kann alternativ oder zusätzlich zu weiteren Elementen des Stützkörpers 140 vorgesehen sein.
In den 10 und 11 sind Ausführungsbeispiele gezeigt, welche verdeutlichen, dass die dem Hohlraum 142 zuweisende Unterseite 144 und/oder eine von dem Hohlraum 142 abgewande Oberseite 154 des Rückhaltelements 130 beziehungsweise des Wandmaterials 136 nicht notwendigerweise eben ausgestaltet sein müssen. So ist in 10 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Oberseite 154 nach innen gewölbt, beispielsweise trichterförmig, ausgestaltet ist, beispielsweise derart, das deren tiefster Punkt auf einer Achse 138 angeordnet ist. Selbiges gilt für das Ausführungsbeispiel gemäß 11. Zusätzlich ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 jedoch auch die Unterseite 144 gekrümmt ausgestaltet, mit einer Krümmung den Hohlraum 142 hinein. Wiederum ist vorzugsweise der tiefste Punkt der Unterseite 144 auf einer Achse 138 angeordnet. Beispielsweise kann die Unterseite 144 wiederum trichterförmig ausgestaltet sein.
Die Bereitstellung von flüssigem Medium 112 an der Ansaugstelle 134 kann durch ein Zurückhalten von flüssigem Medium 112 innerhalb des Rückhaltelements 130, beispielsweise des schwammartigen Elements des Wandmaterials 136; erfolgen. Auf diese Weise wird verhindert, dass während der Fahrt, beispielsweise bei Beschleunigung, bei Kurvenfahrten, bei unterschiedlicher Beladung oder bei Bergfahrten, insbesondere bei ebenem Tankboden 120, keine Flüssigkeit mehr angesaugt werden kann. Ein Herausschwappen von flüssigem Medium 112 aus dem Rückhalteelement 130, beispielsweise dem Hohlraum 142 und/oder dem Wandmaterial 136, wird durch das Wandmaterial 136, beispielsweise das Schwammelement, verhindert, so dass eine Trägheit im Bereich der Absaugung erreicht wird. Durch ein Zurückhalten des flüssigen Mediums 112 innerhalb des Rückhaltelements 130 wird nicht absaugbares Flüssigkeitsvolumen auf das Minimum reduziert und kurzzeitiger beziehungsweise dauerhafter vorzeitiger Systemausfall vermieden. Das Rückhalteelement 130, beispielsweise mit dem schwammartigen Element als Wandmaterial 136, kann gleichzeitig als Flüssigkeitsfänger dienen, in dem das schwappende flüssige Medium 112 aufgefangen wird und nach unten zur Ansaugstelle 134 befördert wird, insbesondere bei tiefem oder niedrigem Füllstand. Die Rückhaltefunktion wird durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen unterstützt, beispielsweise durch eine leichte Schrägung im Tankboden 120 und/oder die oben beschriebene Kante 152 mit für eine Anwendung angepasster Höhe h. Die Höhe h kann beispielsweise hauptsächlich durch den Abstand zur Ansaugstelle 134 und der maximalen spezifizierten Schräglage vorgegeben sein. Diese kann gewährleisten, dass auch eine Flüssigkeitsbereitstellung in Extremschräglagen und bei niedrigem Flüssigkeitsstand möglich ist. Gleichzeitig stellt diese einen Schwappschutz bei offenem Schwapp-Konzept bereit.
Weiterhin kann, wie oben ausgeführt, ein Heizelement 150 ganz oder teilweise in das Rückhalteelement 130 integriert sein. Dies kann die Möglichkeit beinhalten, dass das Heizelement 150 Bestandteil des Rückhaltelements 130 ist oder umgekehrt. Durch die Integration des Heizelements 150 in das Rückhaltelement 130, beispielsweise das Wandmaterial 136, kann ein Wärmetransport von der Heizung zum Wandmaterial 136 sichergestellt werden. Damit ist eine großflächige Wärmeverteilung im Innenraum 118 des Tanks 110 und/oder innerhalb des Rückhalteelements 130 möglich. Mittels einer geeigneten Auswahl der Wärmeleitfähigkeit des Rückhaltelements 130, beispielsweise des Wandmaterials 136, kann ein größeres Eisvolumen aufgetaut werden. Weiterhin kann eine Luftblasenbildung bzw. eine Luftkavität um das Heizelement 150 herum und im Bereich der Ansaugstelle 136 bei eingefrorener Flüssigkeit vermieden oder zumindest verzögert werden. Das Heizelement 150 kann gleichzeitig auch ganz oder teilweise Bestandteil des Stützkörpers 140 sein und kann, wie oben ausgeführt, beispielsweise als Träger für ein Filterelement 126 und/oder ein Schwappschutz- und/oder Wärmeleitelement dienen sowie als Träger der Ansaugstelle 134, eines Feinfilters oder hydraulischer und/oder elektrischer Anschlüsse. Weiterhin kann das Heizelement 150 eine Schnittstelle zur Befestigung der kompletten Einheit beziehungsweise Baugruppe bereitstellen. Es kann ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Heizelement 150 und dem Wandmaterial 136 bestehen. Wahlweise kann das Heizelement 150 auch in dem Hohlraum 142 innerhalb des Rückhalteelements 130 angeordnet sein oder auch außerhalb des Rückhalteelements 130. Auch Kombinationen der genannten Optionen sind möglich.
Wie oben mehrfach beschrieben, kann das Rückhalteelement und/oder dessen Wandmaterial 136 mehrere Funktionen integrieren. Beispielsweise kann das Rückhaltelement 130 und/oder dessen Wandmaterial 136 ein oder mehrere Filterelemente 126 beinhalten. So ist in 12 ein Ausführungsbeispiel eines Rückhaltelements 130 in geschnittener, perspektivischer Darstellung gezeigt, dessen Wandmaterial 136 mehrlagig ausgestaltet ist. So weist dies im Bereich seiner Oberfläche 156, also der dem Innenraum 118 des Tanks 110 zuweisenden Seite, eine erste Lage in Form eines Vorfilters 158 auf. Beispielsweise kann dieses Vorfilter 158 in Form eines grobporigen, schwammartigen Materials ausgestaltet sein. An dieses Vorfilter 158 schließt sich als nächste Lage optional ein Normalfilter 160 an, beispielsweise in Form eines schwammartigen Elements mit einer geringeren Porengröße als das Vorfilter 158. An dieses wiederum schließt sich zum Hohlraum 142 hin ein Feinfilter 162 an. Die gesamte Wanddicke, welche in 12 mit d bezeichnet ist, wird durch die Einzelschichtdicken (in 12 mit d_i bezeichnet) der einzelnen Schichten bestimmt.
Die Filterung kann beispielsweise durch definierte, offene Poren des Wandmaterials 136, beispielsweise des schwammartigen Elements, erfolgen. Dabei sollte ein für den Anwendungsfall spezifischer Porenquerschnitt ausgewählt werden. Durch die Integration eines Filterelements 126 und dessen Aufbau aus mehreren, unterschiedlich porigen schwammartigen Körpern kann eine mehrstufige Filterung ermöglicht werden. Neben einer ausreichend großen Filteroberfläche kann das Wandmaterial 136 auch eine zur Funktionserfüllung geeignete minimale Wanddicke d aufweisen. Diese Parameter können für die Filterauslegung neben einem Porenquerschnitt und/oder einer Porosität berücksichtigt werden.
Weiterhin wurde oben bereits mehrfach ausgeführt, dass das Rückhalteelement 130 auch einen oder mehrere Stützkörper 140 aufweisen kann. In 13 ist daher ein Ausführungsbeispiel eines Rückhaltelements 130 gezeigt, bei welchem ein Wandmaterial 136 des Stützkörpers 130 durch einen derartigen Stützkörper 140 umschlossen ist. Die Sauglanze 124 kann aus diesem Stützkörper 140 herausgeführt werden. Der Stützkörper 140 ist dabei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Käfig-artiges Gitter 164 ausgestaltet, dessen Öffnungen 166 zwischen den Streben 168 ausreichend Zwischenraum für ein Zuströmen von flüssigem Medium 112 bieten. Gleichzeitig bietet der Stützkörper 140 jedoch eine erhöhte mechanische Stabilität. Das Wandmaterial 136 kann vollständig von dem Stützkörper 140 umschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich kann, wie oben anhand beispielsweise der in den 6, 7, 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert, jedoch auch ganz oder teilweise in das Wandmaterial 136 integriert werden oder sogar, wie beispielsweise im Ausführungsbeispiel in den 3A bis 3E, im Hohlraum 142 angeordnet werden. Beispielsweise kann der Stützkörper 140 ein schwammartiges Element des Wandmaterials 136 stabilisieren. Der Stützkörper 140 kann, wie oben dargestellt, auch ganz oder teilweise mit einem oder mehrer Heizelementen 150 integriert werden.
In den 14A und 14B ist in verschiedenen Darstellungen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tanks 110 und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 114 dargestellt. Dabei sind in den 14A und 14B lediglich Prinzipdarstellungen gezeigt, und auch eine andere Ausgestaltung ist möglich. In weiten Teilen kann bezüglich dieses Ausführungsbeispiels auf die obigen Ausführungsbeispiele verwiesen werden. Dabei zeigt 14A eine Schnittdarstellung des gesamten Tanks 110, wohingegen in 14B eine Detaildarstellung eines Rückhaltelements 130 des Tanks 110 zum Teil in einer Schnittansicht zeigt, welches wiederum auf einem Tankboden 120 im Innenraum 118 des Tanks 110 angeordnet ist. Der Tank 110 ist beispielsweise durch eine Deckel 170 an seiner Oberseite befüllbar und kann auch durch den Deckel 170 belüftet und/oder entlüftet werden. Wie insbesondere aus der Darstellung gemäß 14A hervorgeht, kann das Rückhaltelement 130 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wiederum ein Wandmaterial 136 aufweisen, welches teilweise von einem Stützkörper 140 in Form eines Gitters 164 umschlossen wird. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß 13 erstreckt sich dieser Stützkörper 140 jedoch nicht über die gesamte Höhe des Rückhalteelements 130, sondern lediglich etwa bis zur Hälfte der Höhe des Wandmaterials 136.
Wiederum ragt die Sauglanze 124 beispielsweise radial in das Rückhalteelement 130 hinein. Die Sauglanze 124 kann beispielsweise über einen weiteren. Deckel 172 in der Tankwand 116, welche in 14A nicht dargestellt ist, in 14B jedoch erkennbar ist, nach außen geführt werden. Auch andere Arten der Durchführung der Sauglanze 124 durch die Tankwand 116 sind jedoch grundsätzlich möglich. Weiterhin kann die Sauglanze 124 ganz oder teilweise mit elektrischen Zuleitungen eines Heizelements 150 und/oder mit mehreren Rohrleitungen zusammengefasst sein. Diese können beispielsweise in einem gemeinsamen Schutzrohr geführt werden. Die Sauglanze 124 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich ihrer Ansaugstelle 134 ein Filterelement 126 auf, welches beispielsweise als Feinfilter 162 ausgestaltet sein kann, welches beispielsweise auf ein Ende der Sauglanze 124 aufgestülpt sein kann. Für weitere mögliche Ausgestaltungen oder Abwandlungen des Tanks 110 und/oder der Vorrichtung 114 kann auf die obige Beschreibung verwiesen werden.
In den 15 bis 19 sind verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels gemäß den 14A und 14B gezeigt. Diese Abwandlungen können einzeln oder auch in Kombination realisiert werden. Dabei kann, wie in den 14A und 14B vorgesehen, eine Sauglanze 124 mit einem Feinfilter 162 verwendet werden oder, wie in den 15 bis 19 exemplarisch gezeigt, ohne einen derartigen Feinfilter 162.
15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches zunächst ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 14A und 14B ausgestaltet ist. Weiter ist ein Stützkörper 140 mit einer Mehrzahl von Streben 168 vorgesehen. Weiterhin ist eine zentrische Ansaugstelle 134 vorgesehen, an welcher über eine Sauglanze 124 flüssiges Medium 112 (nicht dargestellt) angesaugt werden kann. Die Sauglanze 124 erstreckt sich dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel exemplarisch senkrecht nach oben durch den Tank 110, beispielsweise hin zu einem in 15 nicht dargestellten Deckel 170 des Tanks 110.
Ein weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 14A und 14B besteht darin, dass bei dem Ausführungsbeispiel in 15 das Rückhalteelement 130 sehr flach am Tankboden 120 ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass, wie in 15 gezeigt, ein Heizelement 150 außerhalb des Rückhalteelements 130 angeordnet ist, beispielsweise indem dieses Heizelement 150 auf dem Stützkörper 140 und/oder auf dem Wandmaterial 136 aufliegt.
Durch die Verringerung des Volumens des Hohlraums 142 kann ein schnelleres Durchfrieren und/oder schnelleres Auftauen des in diesem Hohlraum 142 enthaltenen fluiden Mediums 112 gewährleistet werden. Gleichzeitig kann durch die hohe Auflagefläche des Heizelements 150 auf dem Rückhalteelement 130 ein Verhältnis der beheizten Fläche zum zu beheizenden Volumen möglichst groß ausgestaltet werden, so dass bei gleicher Auftauleistung eine größere Fläche beheizt und damit der Auftauvorgang beschleunigt werden kann.
Allgemein kann die Eisdruckfestigkeit durch eine Eliminierung von Bauteilen im Tankinneren des Tanks 110 deutlich erhöht werden. Die Heizungswärme wird zusätzlich durch den schwammartigen Körper oder/und Filter des Rückhalteelements 130 beziehungsweise des Wandmaterials 136 breitflächig verteilt, wodurch eine größere Menge an gefrorenem Medium 112 schneller aus einem festen in den flüssigen Zustand überführt werden kann. Insgesamt ergibt sich hieraus eine Kosteneinsparung und eine größere Robustheit des Systems. Das Rückhalteelement 130 kann insgesamt als sehr flache Einbaueinheit ausgestaltet werden.
In 16 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 15 gezeigt. Hierbei sind im wesentlichen zwei Abweichungen von dem Ausführungsbeispiel gemäß 15 zu erkennen, welche auch einzeln realisierbar sind. So ist zum einen, wie in 16 erkennbar, die Ansaugstelle 134 nicht notwendigerweise zentrisch im Innenraum 118 des Tanks 110 angeordnet und/oder nicht notwendigerweise zentrisch zum Rückhalteelement 130. Das Rückhalteelement 130 ist beispielsweise wiederum, wie in 15 exemplarisch ebenfalls gezeigt, als flaches, zylinderscheibenförmiges Element ausgestaltet, wobei die Ansaugstelle 134 außerhalb der Mitte dieses Zylinders angeordnet ist. Auch andere geometrische Ausgestaltungen des Rückhalteelements 130 und damit auch des Stützkörpers 140 sind jedoch möglich, beispielsweise nichtzylindrische Ausgestaltungen und schriftlich oder Ausgestaltungen mit einem nichtrunden Querschnitt, beispielsweise einem polygonalen Querschnitt.
Alternativ oder zusätzlich zu der azentrischen Ansaugung innerhalb des Rückhalteelements 130 ist in 16 das Rückhalteelement 130 derart realisiert, dass der als Pumpensumpf 122 wirkende Hohlraum 142 nicht durch den Tankböden 120 begrenzt wird. Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß 15 der Stützkörper 140 nach unten hin, zum Tankboden 120, offen ist, ist der Stützkörper 140 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 16 allseitig geschlossen, so dass der Hohlraum 142, welcher als Pumpensumpf 122 wirkt, vollständig von dem Stützkörper 140 und/oder dem Wandmaterial 136 umgeben ist. Der Stützkörper 140 kann beispielsweise, wie in 16 gezeigt, über Abstandshalter 174 auf dem Tankboden 120 abgestützt sein. Mittels dieser Trennung zwischen Hohlraum 142 und Tankboden 120, welche auch in den anderen Ausführungsbeispielen realisierbar ist, kann die Robustheit und die Eisdruckfestigkeit der Vorrichtung 114 weiter erhöht werden. Zudem kann die Filterfläche des Wandmaterials 136 zusätzlich erhöht werden, da nunmehr auch eine dem Tankboden 120 zuweisende Filterfläche hinzutritt.
Die Abstandshalter 174 können möglichst klein gehalten werden, beispielsweise mit einer Höhe von weniger als 10 mm und insgesamt so klein wie möglich ausgestaltet sein, um auch bei geringem Füllstand im Tank 110 eine zumindest teilweise Füllung des Hohlraums 142 zu ermöglichen. Das Rückhalteelement 130 kann auch so ausgeformt werden, dass dieses den Tankboden 120 teilweise berührt und damit eine Hohlraumfüllung noch besser gewährleistet wird. Die Abstandshalter können beispielsweise fest montiert sein, so dass der Stützkörper 140 und/oder das gesamte Rückhalteelement 130 beispielsweise fest mit dem Tankboden 120 verschweißt sein können. Alternativ kann auch eine nicht-stoffschlüssige Verbindung verwendet werden, beispielsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Einrasten.
Zur Erhöhung der Stabilität des Stützkörpers 140 können auch zwischen den Streben 168 des Stützkörpers 140 auf der Ober- und auf der Unterseite im Inneren des Hohlraums 142 Abstandshalter vorgesehen sein, welche in 16 nicht dargestellt sind. Durch eine elastische Konstruktion und/oder Werkstoffwahl ist zusätzlich eine Robustheitssteigerung möglich.
In den Ausführungsbeispielen in den 14A, 14B, 15 und 16 ist das Heizelement 150 exemplarisch als separates Heizelement 150 dargestellt. Diese kann jedoch auch vollständig oder teilweise in das Rückhalteelement 130, beispielsweise in den Stützkörper 140 des Rückhalteelements 130, integriert sein und/oder mit diesem verbunden sein. Diese Integration bzw. Verbindung ist bei sämtlichen vorhergehend gezeigten Ausführungsbeispielen möglich. Ein Beispiel einer derartigen Integration ist in 17 gezeigt. Dabei ist der Stützkörper 140 grundsätzlich beispielsweise ähnlich zu dem Stützkörper 140 gemäß 16 ausgestaltet. Auch eine andere Ausgestaltung ist möglich, beispielsweise gemäß 15 oder gemäß den 14A und 14B. Alternativ oder zu einer kreisscheibenförmigen Ausgestaltung des Stützkörpers 140 kommen wiederum auch andere Geometrien in Betracht.
Wiederum ist eine Sauglanze 124 vorgesehen, deren Ansaugstelle 134 exemplarisch im Zentrum des Stützkörpers 140 beziehungsweise des Rückhalteelements 130 angeordnet ist. In 18 ist in perspektivischer Darstellung eine Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels gezeigt, bei welcher die Ansaugstelle 134 azentrisch angeordnet ist.
In beiden Ausführungsbeispielen ist in den Stützkörper 140 ein Heizelement 150 integriert, dessen Zuleitungen 176 beispielsweise wiederum mit der Sauglanze 124 zusammengefasst und aus dem Tank 110 herausgeführt werden können. Die Zuleitungen 176 können beispielsweise, wie in 18 erkennbar, über einen Stecker 178 kontaktiert werden. Dieser Stecker 178 kann beispielsweise im Bereich eines der Deckel 170, 172 angeordnet und/oder in diesen integriert sein und/oder auf andere Weise ausgestaltet sein.
Das Heizelement ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 17 und 18 ganz oder teilweise in die Streben 168 des Stützkörpers 140 integriert und/oder ist selbst Streben-artig ausgestaltet. Wie beispielsweise in der perspektivischen Schnittdarstellung gemäß 17 erkennbar ist, umfasst das Heizelement 150 Heizelement-Streben 180, welche beispielsweise im wesentlichen den Streben 168 des Stützkörpers 140 auf dessen Oberseite folgen können. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch eine Anordnung der Heizelement-Streben 180 auf anderen Seiten und/oder in anderen Bereichen des Rückhalteelements 130 möglich. Die Heizelement-Streben 180 können beispielsweise umspritzte Leitungen umfassen, beispielsweise mit einem thermisch leitfähigen Kunststoffmaterial umspritzte Heizleitungen. Alternativ oder zusätzlich können diese jedoch auch einstückig mit den Streben 168 oder mit Teilen dieser Streben 168 ausgebildet werden und/oder die Heizleitungen können direkt in die Streben 168 oder Teile dieser Streben 168 integriert werden.
Ein Vorteil der Ausgestaltungen gemäß den 17 und 18 besteht zum einen in der flachen Einbauhöhe des gesamten Rückhalteelements 130. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Heizleistung über eine große Fläche verteilt werden kann, so dass entlang einer hohen Fläche das Medium aufgetaut werden kann. Das Heizelement 150 kann ganz oder teilweise gleichzeitig auch als Träger des Rückhalteelements 130 dienen. Weiterhin kann dieses als Träger für die Ansaugstelle 134 und/oder die elektrischen Anschlüsse dienen und kann eine Schnittstelle zur Befestigung der kompletten Einheit bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Heizelement 150 jedoch auch nach wie vor in dem Hohlraum 142 und/oder außerhalb des Wandmaterials 136 platziert werden.
In 19 ist schließlich eine weitere Abwandlung dargestellt. Exemplarisch ist hier wiederum ein Stützkörper 140 analog zur 15 gezeigt, wobei jedoch auch andere Stützkörper, beispielsweise gemäß den 16 bis 18, realisierbar sind. Die Sauglanze 124 ist in diesem Ausführungsbeispiel analog zur Sauglanze 124 in 18 ausgestaltet, mit einer azentrischen Ansaugstelle 134. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich wiederum möglich, beispielsweise mit einer zentrischen Ansaugung.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 17 und 18 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 19 das Heizelement 150 in Form von Heizschlangen 182 ausgestaltet. Diese Heizschlangen 182 können beispielsweise Heizdrähte oder umspritzte Heizdrähte umfassen und können flach auf dem Stützkörper 140 und/oder dem Rückhalteelement 130 aufliegen und vorzugsweise zumindest teilweise auf diesen befestigt sein. Auch auf diese Weise lässt sich, ähnlich zu den 17 und 18, eine über eine große Fläche verteilte Heizleistung erzielen.

Claims

Tank (110) zur Aufnahme eines flüssigen Mediums (112), insbesondere eines schadstoffvermindernden Mediums zur Verminderung von Schadstoffen in Abgasen, umfassend mindestens einen Innenraum (118) zur Aufnahme des flüssigen Mediums (112), wobei der Tank (110) einen Tankboden (120) aufweist, wobei in dem Innenraum (118) an dem Tankboden (120) mindestens ein Rückhalteelement (130) vorgesehen ist, wobei mindestens eine Ansaugstelle (134) zum Ansaugen von flüssigem Medium (112) aus dem Tank (110) in dem Rückhalteelement (130) angeordnet ist, wobei das Rückhalteelement (130) mindestens ein Wandmaterial (136) aufweist, wobei das Wandmaterial (136) eine rückhaltende Wirkung für das flüssige Medium (112) aufweist, wobei das Wandmaterial (136) zumindest teilweise durchlässig für das flüssige Medium (112) ausgestaltet ist.
Tank (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Tankboden (120) im wesentlichen eben ausgestaltet ist.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wandmaterial (136) mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Filtermaterial; ein poröses Material; ein Material mit einer Mehrzahl von Kapillaren; ein Gittermaterial; ein saugfähiges Material; ein Schwammmaterial, insbesondere ein einen technischen Schwamm umfassendes Material; ein mehrlagiges Material, insbesondere ein mehrere unterschiedliche Filtermaterialien und/oder mehrere unterschiedliche Schwammmaterialien umfassendes mehrlagiges Material; ein wärmeleitendes Material.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückhalteelement (130) weiterhin mindestens einen Stützkörper (140) aufweist, wobei der Stützkörper (140) eingerichtet ist, um das Rückhalteelement (130) ganz oder teilweise mechanisch zu stabilisieren.
Tank (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Stützkörper (140) eines oder mehrere der folgenden Elemente umfasst: ein das Wandmaterial (136) zumindest teilweise umschließendes Gitter (164); einen zumindest teilweise in das Wandmaterial (136) integrierten Stützkörper (140), insbesondere ein Gitter (164); einen Stützring, insbesondere einen das Wandmaterial (136) zumindest teilweise umschließenden und/oder zumindest teilweise in das Wandmaterial (136) integrierten Stützring; eine Stützkante, insbesondere eine Rückhaltekante und/oder Becherkante, insbesondere eine auf dem Tankboden (120) aufsitzende Stützkante, insbesondere eine das Wandmaterial (136) zumindest teilweise umschließende und/oder zumindest teilweise in das Wandmaterial (136) integrierte Stützkante.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens ein Heizelement (150), wobei Heizelement (150) zumindest teilweise in das Rückhalteelement (130) und/oder in einen Stützkörper (140) des Rückhalteelements (130) integriert ist.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansaugstelle (134) in einem Hohlraum (142) des Rückhalteelements (130) angeordnet ist, insbesondere in einem durch das Wandmaterial (136) oder/und den Tankboden (120) umschlossenen Hohlraum (142).
Tank (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Wandmaterial (136) auf einer dem Hohlraum (142) zuweisenden Unterseite (144) eine ein Abtropfen des flüssigen Mediums (112) fördernde, nicht-ebene Ausgestaltung aufweist, insbesondere eine oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen: eine Abtropfkante (148); eine in den Hohlraum (142) ragende Krümmung; eine trichterförmige Unterseite (144); einen Zapfen.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückhalteelement (130) eine in den Innenraum (118) weisende Oberseite (154) aufweist, wobei die Oberseite (154) nicht-eben ausgestaltet ist, insbesondere mit einer zu dem Rückhalteelement (130) hin verlaufenden Krümmung, insbesondere einer trichterförmigen Krümmung.
Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens eine in das Rückhalteelement (130) hineinragende Sauglanze (124), wobei die Sauglanze (124) die Ansaugstelle (134) bereitgestellt.
Vorrichtung (114) zur Verminderung von Schadstoffen in einem Abgas, insbesondere einem Abgas einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Tank (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.