DE102009047046A1 - Multi-tank system for filling with reducing agent for bringing into exhaust gas system of internal combustion engine, comprises two tanks, and pump unit with filter unit, which is lying between tanks in fluidic manner - Google Patents

Multi-tank system for filling with reducing agent for bringing into exhaust gas system of internal combustion engine, comprises two tanks, and pump unit with filter unit, which is lying between tanks in fluidic manner Download PDF

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Abstract

The multi-tank system comprises two tanks, and a pump unit with a filter unit (7), which is lying between the tanks in a fluidic manner. The filter unit comprises a filtering agent (17). The filtering agent is assigned a flexible resetting element (21). The filtering medium is a plastic fabric (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrtanksystem für die Befüllung mit Reduktionsmittel zum Einbringen in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten Tank, mindestens einem weiteren, zweiten Tank und zwischen den Tanks liegender Umpumpeinheit mit vor- und/oder nachgeschalteter Filtereinrichtung.The invention relates to a multi-tank system for filling with reducing agent for introduction into an exhaust system of an internal combustion engine, with a first tank, at least one further, second tank and lying between the tanks Umpumpeinheit with upstream and / or downstream filter device.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiges Mehrtanksystem ist bekannt. Im Tanksystem wird Reduktionsmittel (AdBlue beziehungsweise Harnstofflösung) bevorratet, um es im Betrieb einer Brennkraftmaschine in deren Abgassystem zur Optimierung der Abgaswerte einzuspritzen. Da in Abhängigkeit der Platzverhältnisse im die Brennkraftmaschine aufnehmenden Motorenraum eines Fahrzeugs das Gesamtsystem zur Reduktionsmitteleinspritzung gegebenenfalls nicht zusammenhängend untergebracht werden kann, ist es bekannt, ein sogenanntes Mehrtanksystem, insbesondere Zweitanksystem, zu verwenden. Ein erster, passiver Tank liegt beabstandet zu einem zweiten, aktiven Tank, wobei aus dem aktiven Tank das Reduktionsmittel zum Einspritzen in das Abgassystem der Brennkraftmaschine brennkraftmaschinennah zur Verfügung gestellt wird. Um dieses im Bauvolumen relativ kleine System mit Reduktionsmittel zu versorgen, ist das Passivsystem vorgesehen, d. h., dieses liegt an geeigneter Stelle im Motorenraum und liefert dem Aktivsystem Nachschub über eine Verbindungsleitung in der sich eine Umpumpeinheit mit vor- und/oder nachgeschalteter Filtereinrichtung befindet. Die Filtereinrichtung sorgt dafür, dass keine unzulässigen Partikel vom Passivsystem in das Aktivsystem gelangen. Das Filtermedium der bekannten Filtereinrichtung hat jedoch aufgrund seiner Steifheit den Nachteil, dass es bei niedrigen Außentemperaturen (< –11C°) durch gefrierendes Reduktionsmittel derart beaufschlagt wird, dass beim Wiederauftauen die Gefahr besteht, dass sich Partikel des Filtermediums lösen und in die Umpumpeinheit sowie in das Aktivsystem gelangen und/oder dass das Filtermedium durch den Gefriervorgang durch hohe Druck-, Zug- und/oder Scherkräfte beschädigt wird.Such a multi-tank system is known. In the tank system, reducing agent (AdBlue or urea solution) is stored in order to inject it into the exhaust system during operation of an internal combustion engine for optimizing the exhaust gas values. Since, depending on the space conditions in the internal combustion engine receiving engine compartment of a vehicle, the entire system for reducing agent injection may not be accommodated contiguous, it is known to use a so-called multi-tank system, in particular two-tank system. A first, passive tank is spaced from a second, active tank, wherein from the active tank, the reducing agent for injection into the exhaust system of the internal combustion engine is provided close to the engine. In order to supply this relatively small system in the construction volume with reducing agent, the passive system is provided, d. h., This is located at a suitable location in the engine room and supplies the active system replenishment via a connecting line in which there is a transfer unit with upstream and / or downstream filter device. The filter device ensures that no impermissible particles pass from the passive system into the active system. Due to its stiffness, however, the filter medium of the known filter device has the disadvantage that it is acted upon by freezing reducing agent at low outside temperatures (<-11 ° C) such that, during thawing, there is a risk that particles of the filter medium will detach and be transferred to the transfer unit and into the transfer pump enter the active system and / or that the filter medium is damaged by the freezing process by high pressure, tensile and / or shear forces.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Dadurch, dass dem Filtermedium mindestens ein elastisches Rückstellelement zugeordnet ist, werden das Herauslösen von Partikeln aus dem Filtermedium und/oder die Beschädigung des Filtermaterials durch Gefriervorgänge vermieden. Taut das Reduktionsmittel wieder auf, so sorgt das elastische Rückstellelement dafür, dass etwaige durch das Gefrieren aufgetretene Verformungen des Filtermediums beseitigt werden, so dass das Filtermedium wieder in seine ursprüngliche Form zurückgelangt. Das Filtermedium ist vorzugsweise ein biegeschlaffes Medium, das durch das elastische Rückstellmittel in gewünschter Form gehalten wird.Characterized in that the filter medium is assigned at least one elastic return element, the leaching of particles from the filter medium and / or the damage of the filter material are avoided by freezing processes. If the reducing agent dews again, the elastic return element ensures that any deformations of the filter medium that have occurred due to freezing are eliminated so that the filter medium returns to its original shape. The filter medium is preferably a pliable medium, which is held in the desired shape by the elastic return means.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filtermedium ein Kunststoffgewebe ist. Derartige Gewebe sind nachgiebig und können sich daher flexibel den Verhältnissen beim Gefriervorgang anpassen, ohne dass es zu Beschädigungen kommt.According to a development of the invention, it is provided that the filter medium is a plastic fabric. Such fabrics are compliant and can therefore adapt flexibly to the conditions during the freezing process without causing any damage.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filtermedium als Filterbeutel ausgebildet ist. Der Filterbeutel wird von außen nach innen in Förderrichtung des Reduktionsmittels vom ersten, passiven Tank in den zweiten, aktiven Tank durchströmt.According to a development of the invention, it is provided that the filter medium is designed as a filter bag. The filter bag is flowed from outside to inside in the conveying direction of the reducing agent from the first, passive tank in the second, active tank.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Rückstellelement als Federelement ausgebildet. Es weist daher Federeigenschaften auf und kann sich elastisch den Kräften beim Gefrieren anpassen.According to a development of the invention, the return element is designed as a spring element. It therefore has spring properties and can adapt elastically to the forces during freezing.

Vorteilhaft ist es, das Rückstellelement als Schraubenfeder auszubilden. Die Schraubenfeder stellt einen elastischen, dreidimensionalen Körper dar, an dem sich das Filtermedium abstützen kann oder an dem das Filtermedium befestigt ist.It is advantageous to form the return element as a helical spring. The coil spring is an elastic, three-dimensional body on which the filter medium can be supported or to which the filter medium is attached.

Es ist vorteilhaft, wenn sich das Federelement im Innern des Filterbeutels befindet und/oder mit dem Filterbeutel, diesen aufspannend, verbunden ist. Im Falle der Ausbildung des Federelements als Schraubenfeder ist diese bevorzugte im Innern des Filterbeutels angeordnet, d. h., der Filterbeutel überspannt die Schraubenfeder und wird dadurch in Form gehalten. Beim Gefriervorgang kann eine derartige Anordnung zurückweichen und nach dem Auftauen wieder in die ursprüngliche Position zurückgelangen.It is advantageous if the spring element is located in the interior of the filter bag and / or with the filter bag, this spanning, is connected. In the case of the formation of the spring element as a helical spring, this is preferably arranged in the interior of the filter bag, d. h., The filter bag spans the coil spring and is thereby held in shape. During the freezing process, such an arrangement can recede and get back to the original position after thawing.

Es ist vorteilhaft, wenn sich das Filtermedium mit Rückstellelement in einem Filtergehäuse der Filtereinrichtung befindet. Das Filtergehäuse bildet ein Aufnahmegefäß für das von der Umpumpeinheit umgepumpte Reduktionsmittel dar, d. h., das Reduktionsmittel gelangt in das Filtergehäuse und durchsetzt dabei das Filtermedium. Das Filtergehäuse hat vorzugsweise einen Zulauf und einen Ablauf, wobei zwischen diesen beiden Elementen das Filtermedium liegt.It is advantageous if the filter medium with return element is located in a filter housing of the filter device. The filter housing forms a receptacle for the reductant circulated by the pumping unit, d. h., The reducing agent enters the filter housing and passes through the filter medium. The filter housing preferably has an inlet and a drain, wherein the filter medium lies between these two elements.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das Filtermedium zu mindestens einer Innenseite des Filtergehäuses einen Abstand aufweist. Demzufolge liegt das Filtermedium nicht an der Innenseite des Filtergehäuses an, sondern es besteht ein Spaltraum zwischen Filtermedium und Innenseite des Filtergehäuses, sodass das Reduktionsmittel diesen Spaltraum ausfüllen, durch das Filtermedium hindurchtreten und vom Filtermedium aus dann gefiltert abströmen kann.Finally, it is advantageous if the filter medium has a distance to at least one inside of the filter housing. Consequently, the filter medium is not on the inside of the filter housing, but there is a gap between the filter medium and the inside of the filter housing, so that the reducing agent fill this gap, pass through the filter medium and then filtered from the filter medium can flow out.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zwar zeigt: The drawings illustrate the invention with reference to an embodiment and shows:

1 eine schematische Ansicht eines Mehrtanksystems und 1 a schematic view of a multi-tank system and

2 eine Filtereinrichtung des Mehrtanksystems. 2 a filter device of the multi-tank system.

Die 1 zeigt ein Mehrtanksystem 1 für die Befüllung mit Reduktionsmittel zum Einbringen in ein nicht dargestelltes Abgassystem einer Brennkraftmaschine zur Optimierung der Abgaswerte. Das Mehrtanksystem 1 ist als Zweitanksystem 2 ausgebildet, das heißt, es besitzt einen ersten Tank 3 und einen zweiten Tank 4 zur Aufnahme von Reduktionsmittel. Die beiden Tanks 3 und 4 sind über eine Leitung 5 miteinander verbunden, wobei ein Leitungsstück 6 vom ersten Tank 3 zu einer Filtereinrichtung 7 führt, ein Leitungsstück 8 von der Filtereinrichtung 7 zu einer Umpumpeinheit 9 führt, ein Leitungsstück 10 von der Umpumpeinheit zu einem Rückschlagventil 11 führt und ein Leitungsstück 12 von dem Rückschlagventil 11 zum zweiten Tank 4 führt. Die Leitungsstücke 6, 8, 10 und 12 können als Schläuche ausgebildet sein. Bei dem ersten Tank 3 handelt es sich um einen Vorratstank, das heißt, hier wird eine entsprechend große Menge vom Reduktionsmittel bevorratet. Der zweite Tank 4 ist vorzugsweise näher der Brennkraftmaschine beziehungsweise deren Abgassystem zugeordnet und vom Volumen her vorzugsweise kleiner ausgebildet. Insofern kann von dem passiven Bevorratungssystem mit dem Tank 3 über die Leitung 5 und die in der Leitung 5 liegenden Elemente (Filtereinrichtung 7, Umpumpeinheit 9, Rückschlagventil 11) im jeweiligen Bedarfsfall Reduktionsmittel in den zweiten Tank 4 nachgefüllt werden, der als Aktivsystem anzusehen ist, da er direkt die Einspritzeinrichtung speist. Vom zweiten Tank 4 gelangt das Reduktionsmittel über die Einspritzeinrichtung in das Abgassystem (nicht dargestellt).The 1 shows a multi-tank system 1 for the filling with reducing agent for introduction into an exhaust system, not shown, of an internal combustion engine for optimizing the exhaust gas values. The multi-tank system 1 is as a second deposit system 2 formed, that is, it has a first tank 3 and a second tank 4 for receiving reducing agent. The two tanks 3 and 4 are over a line 5 connected together, with a line piece 6 from the first tank 3 to a filter device 7 leads, a line piece 8th from the filter device 7 to a transfer unit 9 leads, a line piece 10 from the transfer unit to a check valve 11 leads and a line piece 12 from the check valve 11 to the second tank 4 leads. The pipe sections 6 . 8th . 10 and 12 can be designed as tubes. At the first tank 3 it is a storage tank, that is, here a corresponding large amount of reducing agent is stored. The second tank 4 is preferably closer to the engine or its exhaust system assigned and preferably designed smaller in volume. In this respect, from the passive storage system with the tank 3 over the line 5 and those in the line 5 lying elements (filter device 7 , Transfer unit 9 , Check valve 11 ) Reduction agent in the second tank in each case 4 be refilled, which is to be regarded as an active system, as it feeds the injector directly. From the second tank 4 the reducing agent passes through the injector in the exhaust system (not shown).

Wie in der 1 erkennbar, ist die Filtereinrichtung 7 der Umpumpeinheit 9 strömungstechnisch vorgeschaltet. Die Strömungsrichtung ist mit einem Pfeil 13 gekennzeichnet. Die Umpumpeinheit 9 besitzt eine Pumpe, die die Förderung des Reduktionsmittels vom Tank 3 in den Tank 4 durchführt, wobei das Rückschlagventil 11 derart geschaltet ist, dass ein Rückströmen entgegen der Förderrichtung (Pfeil 13) nicht stattfinden kann.Like in the 1 recognizable, is the filter device 7 the transfer unit 9 fluidically upstream. The flow direction is with an arrow 13 characterized. The transfer unit 9 It has a pump that pumps the reductant from the tank 3 in the tank 4 performs, wherein the check valve 11 is switched such that a return flow against the conveying direction (arrow 13 ) can not take place.

Die 2 verdeutlicht die Filtereinrichtung 7. Diese weist ein Filtergehäuse 14 mit zwei Schlauchstutzen 15 und 16 auf. Die Leitungsstücke 6 und 8 lassen sich insofern strömungstechnisch sehr einfach über die Schlauchstutzen 15 und 16 mit der Filtereinrichtung 7 verbinden. Das flüssigkeitsdichte, innen hohle Filtergehäuse 14 weist in seinem Innenraum ein Filtermedium 17 auf, das aus biegeschlaffem Kunststoffgewebe 18 oder entsprechendem biegeschlaffen und/oder flexiblem Material besteht. Das Filtermedium 17 ist als Filterbeutel 19 ausgestaltet und derart angeordnet, dass die Beutelöffnung an der dem Schlauchstutzen 16 zugeordneten Innenseite 20 des Filtergehäuses 14 befestigt ist. Im Innern des Filterbeutels 19 befindet sich ein elastisches Rückstellelement 21, das als Federelement 22 ausgebildet ist. Das Federelement 22 ist in Form einer Schraubenfeder 23 ausgestaltet, die von dem Filterbeutel 19 überspannt wird. Bevorzugt weist der Filterbeutel 19 eine zylindrische, insbesondere eine kreiszylindrische Mantelwand 24 mit einem geschlossenen Mantelboden 25 auf. Das eine Ende der Schraubenfeder 23 liegt der Innenseite 20 des Filtergehäuses 19 gegenüber; das andere Ende der Schraubenfeder 23 steht dem Mantelboden 25 gegenüber. Zu den Innenseiten 26 und 27 des Filtergehäuses 14 hält das Filtermedium 17 einen Abstand ein, das heißt, es liegt lediglich an der Innenseite 20 des Filtergehäuses 14 dichtend an.The 2 clarifies the filter device 7 , This has a filter housing 14 with two hose sockets 15 and 16 on. The pipe sections 6 and 8th In terms of flow technology, this makes it very easy to reach via the hose nozzle 15 and 16 with the filter device 7 connect. The liquid-tight, inside hollow filter housing 14 has in its interior a filter medium 17 on, made of pliable plastic fabric 18 or corresponding limp and / or flexible material. The filter medium 17 is as a filter bag 19 designed and arranged such that the bag opening at the hose nozzle 16 assigned inside 20 of the filter housing 14 is attached. Inside the filter bag 19 there is an elastic return element 21 acting as a spring element 22 is trained. The spring element 22 is in the form of a coil spring 23 designed by the filter bag 19 is overstretched. Preferably, the filter bag 19 a cylindrical, in particular a circular cylindrical jacket wall 24 with a closed jacket floor 25 on. One end of the coil spring 23 is the inside 20 of the filter housing 19 across from; the other end of the coil spring 23 stands the mantle floor 25 across from. To the insides 26 and 27 of the filter housing 14 Holds the filter medium 17 a distance, that is, it is only on the inside 20 of the filter housing 14 sealingly.

Wird mittels der Umpumpeinheit 9 Reduktionsmittel gepumpt, so tritt dieses im Zuge der Verlagerung vom Tank 3 in den Tank 4 über den Schlauchstutzen 15 in das Innere des Filtergehäuses 14 ein und füllt den Spaltraum zwischen den Innenseiten 26 und 27 des Filtergehäuses 14 aus, durchdringt dabei das Filtermedium 17 und gelangt insofern in das Innere des Filterbeutels 19. Von dort aus strömt es gefiltert durch den Schlauchstutzen 16 zur Umpumpeinheit 9 und über das Rückschlagventil 11 in den Tank 4. Sollte die Außentemperatur sehr stark abfallen, sodass das Reduktionsmittel gefriert, so wird dieses aufgrund einer beim Gefrieren auftretenden Volumenvergrößerung das Filtermedium stark beaufschlagen, wobei auch Druck-, Zug- und Scherkräfte auftreten können. Dementsprechend wird von einen sich im Filtergehäuse 14 befindlichen, elastischen Puffer 28 die Volumenzunahme abgefangen. Die Schraubenfeder 23 kann entsprechend elastisch mitverformt werden. Taut die Anordnung bei steigenden Außentemperaturen oder durch Beheizung wieder auf, so tritt keine Beschädigung des Filtermediums 17 ein, da es biegeschlaff ist. Es wird vielmehr mittels des Federelements 22 wieder in die Ursprungsform gebracht, sodass die Funktionssicherheit der Filtereinrichtung 7 gewährleistet ist.Is by means of Umpumpeinheit 9 Pumped reducing agent, this occurs in the course of the shift from the tank 3 in the tank 4 over the hose nozzle 15 into the interior of the filter housing 14 and fills the gap between the insides 26 and 27 of the filter housing 14 from, penetrates the filter medium 17 and thus reaches the interior of the filter bag 19 , From there it flows filtered through the hose nozzle 16 to the transfer unit 9 and over the check valve 11 in the tank 4 , If the outside temperature drops very sharply, so that the reducing agent freezes, this will strongly act on the filter medium due to an increase in volume occurring during freezing, whereby pressure, tensile and shear forces can also occur. Accordingly, one is in the filter housing 14 located, elastic buffer 28 the volume increase intercepted. The coil spring 23 can be mitformform accordingly elastic. If the arrangement thaws again in the event of rising outside temperatures or due to heating, no damage to the filter medium occurs 17 because it is limp. It is rather by means of the spring element 22 brought back into the original form, so that the reliability of the filter device 7 is guaranteed.

Das Kunststoffgewebe des Filtermediums 17 wird derart gewählt, dass es keine oder nur eine sehr geringe Faseremission aufweist und insofern zu keiner Verunreinigung führt. Das Material des Filtermediums 17 ist selbstverständlich derart gewählt, dass es beständig gegenüber dem Reduktionsmittel ist und daher eine lange Produktlebensdauer vorliegt.The plastic fabric of the filter medium 17 is chosen such that it has no or only a very low fiber emission and thus leads to no contamination. The material of the filter medium 17 is of course chosen such that it is resistant to the reducing agent and therefore has a long product life.

Claims (8)

Mehrtanksystem für die Befüllung mit Reduktionsmittel zum Einbringen in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, mit einem ersten Tank, mindestens einem weiteren, zweiten Tank, und zwischen den Tanks liegender Umpumpeinheit mit strömungstechnisch vor- und/oder nachgeschalteter Filtereinrichtung, die ein Filtermedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filtermedium (17) mindestens ein elastisches Rückstellelement (21) zugeordnet ist.Multi-tank system for filling with reducing agent for introduction into an exhaust system of an internal combustion engine, with a first tank, at least one further, second tank, and between the tanks lying Umpumpeinheit with fluidic upstream and / or downstream filter device having a filter medium, characterized that the filter medium ( 17 ) at least one elastic return element ( 21 ) assigned. Mehrtanksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (17) ein Kunststoffgewebe (18) ist.Multi-tank system according to claim 1, characterized in that the filter medium ( 17 ) a plastic fabric ( 18 ). Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (17) als Filterbeutel (19) ausgebildet ist.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium ( 17 ) as a filter bag ( 19 ) is trained. Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (21) ein Federelement (22) ist.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the return element ( 21 ) a spring element ( 22 ). Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (21) eine Schraubenfeder (23) ist.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the return element ( 21 ) a coil spring ( 23 ). Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (22) im Innern des Filterbeutels (19) befindet und/oder mit dem Filterbeutel (19), diesen aufspannend, verbunden ist.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 22 ) inside the filter bag ( 19 ) and / or with the filter bag ( 19 ), connecting this, is connected. Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Filtermedium (17) zusammen mit dem Rückstellelement (21) in einem Filtergehäuse (14) der Filtereinrichtung (7) befindet.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium ( 17 ) together with the return element ( 21 ) in a filter housing ( 14 ) of the filter device ( 7 ) is located. Mehrtanksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (17) zu mindestens einer Innenseite (26, 27) des Filtergehäuses (14) einen Abstand aufweist.Multi-tank system according to one of the preceding claims, characterized in that the filter medium ( 17 ) to at least one inside ( 26 . 27 ) of the filter housing ( 14 ) has a distance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102020214869A1 (en) 2020-11-26 2022-06-02 Vitesco Technologies GmbH Conveying device with filter element

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