DE102010015245B4

DE102010015245B4 - Belüftungshilfe

Info

Publication number: DE102010015245B4
Application number: DE102010015245.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Treudt
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: DE102010015245A1

Abstract

Belüftungshilfe an einem Einfüllkanal (6) eines Reduktionsmittelbehälters, der zur Betankung mit Befüllgebinden (4) ausgebildet ist, welche eine Befüllentlüftung im Gaspendelverfahren ermöglicht, wobei die Belüftungshilfe als eine den Querschnitt des Einfüllkanals (6) einschränkende Drossel (8) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungshilfe an dem Einfüllkanal eines Reduktionsmittelbehälters, der zur Betankung mit Befüllgebinden ausgebildet ist.
Die selektive katalytische Abgasreduktion mittels Harnstoffeinspritzung vor einem im Abgasstrang des Fahrzeugs befindlichen Katalysator findet mittlerweile häufig auch bei Pkw Anwendung. Hierfür sind in diesen Pkw Nebenflüssigkeitsbehälter für das Reduktionsmittel, sogenannte SCR-Behälter vorgesehen, die mit einem Harnstoff betankt werden. Aus hygienischen Gründen und wegen der mit der Harnstoffbetankung einhergehenden Geruchsbelästigung ist eine saubere Befüllung wichtig. Bei einigen Pkw sind die SCR-Behälter entweder im Motorraum des Kfz oder verdeckt im Fondbereich angeordnet, wobei die Einfüllöffnung des Behälters ebenfalls verdeckt angeordnet ist. Pkw-SCR-Tanksysteme werden bis zur Ausweitung eines flächendeckenden Tankstellennetzes mittels flaschenartigen Befüllgebinden wiederbefüllt. Diese Befüllgebinde haben sich etabliert und erfordern eine Standardbefüllschnittstelle (externer und fahrzeugseitiger Standard gemäß ISO 22241). Die Gebinde sind im Wesentlichen so ausgebildet, dass deren Entleerung im Gaspendelverfahren möglich ist. Hierzu besitzen die Gebinde einen Aufschraubadapter, mit dem eine feste, dichte Verbindung zwischen Gebinde und Tankfüllstutzen hergestellt wird, sodass sich die Flüssigkeit in den Tank ergießt und gleichzeitig die Verdrängungsgase des fahrzeugseitigen Tanks in die Gebinde gelangen. Die erwähnten Gebinde sind auch als sogenannte „Kruseflasche“ bekannt. Bei dem Aufschrauben des Gebindes auf den entsprechenden Einfüllstutzen des SCR-Behälters wird durch Druck auf das Gebinde in Richtung Tankstutzen ein Schiebemechanismus im Inneren des Adapters bewegt, der die Strömung (Gas und Flüssigkeit) erst nach dem Aufschrauben ermöglicht.
Der Adapter umfasst eine durch die Entleerungsöffnung bis zum Boden des Gebindes geführte Belüftungsleitung, die einen von dem auslaufenden Flüssigkeitsstrom getrennten Befüllentlüftungskanal definiert.
Bei Pkw, bei welchen der SCR-Behälter im Kofferraumbereich des Kfz angeordnet ist, ist der Einfüllstutzen des Behälters in der Regel so angeordnet, dass dieser eine senkrechte bzw. lotrechte Befüllung und verhältnismäßig zügige Entleerung des Gebindes ermöglicht.
Bei neueren Pkw ist der Einfüllstutzen des Nebenflüssigkeitsbehälters bzw. Reduktionsmittelbehälters teilweise parallel zum Einfüllstutzen des Kraftstofftanks verlegt. Die Befüllöffnung ist etwa neben der Einfüllöffnung des Kraftstoffbehälters angeordnet, sodass eine senkrechte Ausrichtung des Befüllgebindes, d. h. parallel zur Gewichtskraftrichtung nicht möglich ist. Bei einer solchen Betankung kommt es zu einer zweiten belüfteten Strömung innerhalb des Flüssigkeitskanals des Befüllgebindes, welche ein rasches Entleeren des Gebindes verhindert. Es zeigt sich, dass die Belüftungsleitung, die anfangs mit Flüssigkeit gefüllt ist, mangels unzureichendem Unterdruck im geneigt aufgeschraubtem Gebinde sich nicht rasch genug nach oben in die Flasche entleeren kann. Hierdurch wird die Befüllgeschwindigkeit, die bei senkrecht angeordnetem Gebinde etwa 4 Liter pro Minute beträgt stark verlangsamt.
Aus dem Stand der Technik sind Einfüllstutzen zum Einführen von Kraftstoff in einen Kraftstofftank nach US 2009 / 0 084 464 A1 und die Verwendung eines Verfahrens und eines Systems zum auslaufsicheren Nachfüllen von Flüssigkeiten für z.B. Fahrzeuge nach US 2007 / 0 163 673 A1 vorbekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zuvor erwähnte Problem zu beheben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Belüftungshilfe in dem Einfüllkanal eines Reduktionsmittelbehälters, der zur Betankung mit Befüllgebinden ausgebildet ist, welche eine Befüllentlüftung im Gaspendelverfahrendie ermöglicht, wobei die Belüftungshilfe als eine den Querschnitt des Einfüllkanals einschränkende Drossel ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, den Strömungsquerschnitt der Entleerungsöffnung des Befüllgebindes ein Stück weit in den Einfüllkanal des Reduktionsmittelbehälters zu verlängern, sodass sich einerseits die Strömungsgeschwindigkeit im Flüssigkeitskanal verlangsamt und eine ungestörte laminare Strömung ausbilden kann und andererseits in dem Befüllgebinde ein hinreichender Unterdruck aufgebaut wird, der eine zügige Belüftung durch die Belüftungsleitung des Gebindes ermöglicht. Mittels der Drossel wird im Ergebnis eine Flüssigkeitsgrenzgeschwindigkeit eingestellt, bei welcher kein Belüftungsstrom von unten in den Flüssigkeitskanal eindringen kann. Wenn das sichergestellt ist, entsteht nach kürzerem Befüllstart ein relativer Unterdruck im Gebinde, sodass die Flüssigkeit in dem Belüftungskanal sich stoßartig nach oben in das kopfüber aufgeschraubte Gebinde entleert. Sobald in beiden Kanälen, d. h. in dem Belüftungskanal und in dem Entleerungskanal sich die bestimmungsgemäße Strömung eingestellt hat, dauert dies als stabiler Zustand bis zur vollständigen Entleerung des Gebindes an.
Die Belüftungshilfe kann als fester oder nachrüstbarer Bestandteil des Einfüllrohres des SCR-Behälters ausgebildet sein.
Bei einer zweckmäßigen Variante der Belüftungshilfe gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drossel als sich in den Einfüllkanal erstreckender Kragen ausgebildet ist, der eine Verlängerung des Befüllkanals des Befüllgebindes bildet.
Der Kragen kann einen teilweise durchbrochenen Querschnitt aufweisen, d. h. dieser kann als zur einer Seite geöffnete Rinne ausgebildet sein.
Vorzugsweise bildet die Durchbrechung des Kragens bezogen auf die Einbaulage die in Gewichtskraftrichtung obere Seite. Größe und Anordnung der Durchbrechung richten sich im Wesentlichen nach der zu erzielenden Drosselwirkung, die wiederum abhängig von der Neigung des Einfüllkanals bezogen auf eine Parallele zur Gewichtskraftrichtung ist. Die Länge des Kragens ist zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Neigung des Einfüllkanals in der Einbaulage bezogen auf eine Horizontale bzw. bezogen auf eine Parallele zur Gewichtskraftrichtung gewählt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen und Abbildungen erläutert.
Es zeigen:

Zeichnungen A, B, C jeweils schematische Darstellungen des Einfüllkanals eines Reduktionsmittelbehälters, wobei die Varianten B und C Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung zeigen und

bis jeweils den Befüllanschluss an einem Einfüllkanal eines Reduktionsmittelbehälters gemäß der Erfindung jeweils von der dem Befüllvolumen des Reduktionsmittelbehälters zugekehrten Seite.
Figur A zeigt den Einfüllstutzen 1 eines Reduktionsmittelbehälters nach dem Stand der Technik. Aus Gründen der Vereinfachung ist der Reduktionsmittelbehälter selbst nicht dargestellt. Der Einfüllstutzen 1 umfasst einen Befüllanschluss 2 mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Überwurfverschraubung eines nur schematisch dargestellten Befüllgebindes 4. Wiederum ist aus Gründen der Vereinfachung die Überwurfverschraubung des Befüllgebindes 4 nicht dargestellt. Der Einfüllstutzen 1 definiert einen Einfüllkanal 5, dessen lichte Weite größer als die lichte Weite der Befüllöffnung des Befüllanschlusses 2 bzw. eines Einfüllkanals 6 des Befüllgebindes 4 ist.
Wie dies aus der C zu entnehmen ist, umfasst das Befüllgebinde 4 bzw. ein auf dieses aufgesetzter, nicht dargestellter Adapter, eine Belüftungsleitung 7, die von der Mündung des Befüllgebindes 4 bis zu dessen nicht dargestelltem Boden geführt ist.
Das an dem Befüllgebinde 4 bzw. an dessen Adapter vorgesehene Element zum Freigeben des Einfüllkanals 6 erst nach sicherer Verschraubung des Befüllgebindes 4 an dem Befüllanschluss 2 ist ebenfalls aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
In den Figuren B und C ist eine Variante des erfindungsgemäßen Einfüllstutzens 1 dargestellt. Als Belüftungshilfe ist in dem Einfüllkanal 5 des Reduktionsmittelbehälters bzw. des Einfüllstutzens gemäß der Erfindung eine mit 8 bezeichnete Drossel vorgesehen, welche im Wesentlichen als in den Einfüllkanal 5 hineinragender Kragen ausgebildet ist und eine Verringerung des Strömungsquerschnitts in diesem Bereich des Einfüllkanals 5 bewirkt. Dieser Kragen bzw. diese Schürze ist de facto eine Verlängerung des Einfüllkanals 6 des Befüllgebindes 4 in den Einfüllkanal 5 des Einfüllstutzens 1.
Es wird nun Bezug genommen auf die bis , wobei die einen Befüllanschluss 2 eines Einfüllstutzens eines Reduktionsmittelbehälters von der Behälterseite her gesehen zeigt, welche nach dem Stand der Technik ausgebildet ist. Der Befüllanschluss 2 umfasst im Wesentlichen das genormte Gewinde 3 sowie die entsprechend zum Zusammenwirken mit dem Befüllgebinde 4 ausgebildete Einfüllöffnung. Der Befüllanschluss 2 kann als separates, auf den Einfüllstutzen 1 des Reduktionsmittelbehälters aufgesetztes Bauteil ausgebildet sein, dieser kann allerdings auch einstückig mit dem Einfüllstutzen 1 des Reduktionsmittelbehälters ausbildet sein.
Wie aus der ersichtlich ist, die einen Befüllanschluss 2 gemäß der Erfindung darstellt, ist die Drossel 8 dort als im Wesentlichen umfänglich geschlossener Kragen ausgebildet, der ein verhältnismäßig kleines Stück in den Einfüllkanal 5 hineinragt. Die und zeigen den Befüllanschluss 2 mit in diesen eingesetzten Befüllgebinde 4. Aus ist der Befüllanschluss 2 ohne in diesen eingesetztes Befüllgebinde 4 zu entnehmen. Die in den Einfüllkanal 5 des Einfüllstutzens 1 hineinragende Drossel 8 ist umfänglich durchbrochen, wie dies auch in den Figuren B und C dargestellt ist. Diese Drossel bzw. der Kragen bildet eine in Einbaulage nach oben geöffnete Rinne, die nichtsdestotrotz als Blende wirkt und eine Querschnittsanpassung des Einfüllkanals 5 des Einfüllstutzens 1 bildet. Die Länge der Drossel bzw. deren Erstreckungslänge innerhalb des Einfüllkanals 5 sowie der Umfang der an der Drossel 8 vorgesehenen Durchbrechung werden zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Neigung des Einfüllkanals 5 bezogen auf eine Horizontale oder bezogen auf eine Parallele zur Schwerkraftrichtung gewählt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt beispielsweise die Neigung der Längsachse des Einfüllkanals 5 bezogen auf eine Horizontale 42,5°.
Bezugszeichenliste

1: Einfüllstutzen
2: Befüllanschluss
3: Gewinde
4: Befüllgebinde
5: Einfüllkanal des Einfüllstutzens
6: Einfüllkanal des Befüllgebindes
7: Belüftungsleitung

Claims

Belüftungshilfe an einem Einfüllkanal (6) eines Reduktionsmittelbehälters, der zur Betankung mit Befüllgebinden (4) ausgebildet ist, welche eine Befüllentlüftung im Gaspendelverfahren ermöglicht, wobei die Belüftungshilfe als eine den Querschnitt des Einfüllkanals (6) einschränkende Drossel (8) ausgebildet ist.
Belüftungshilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (8) als sich in den Einfüllkanal (6) erstreckender Kragen ausgebildet ist, der eine Verlängerung des Einfüllkanals (6) des Befüllgebindes (4) bildet.
Belüftungshilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen einen teilweise durchbrochenen Querschnitt aufweist.
Belüftungshilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung des Kragens bezogen auf die Einbaulage die in Gewichtskraftrichtung obere Seite bildet.
Belüftungshilfe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Kragens in Abhängigkeit von der Neigung des Einfüllkanals (6) in der Einbaulage bezogen auf eine Horizontale gewählt ist.