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Die Erfindung betrifft eine Pumpanordnung zum Fördern einer Reduktionsmittellösung für die Abgasnachbehandlung und umfasst einen Förderraum, welcher im Betrieb der Pumpanordnung von der Reduktionsmittellösung durchströmt ist. In einem Antriebsraum der Pumpanordnung ist ein Elektromotor zum Bewegen eines Antriebselements angeordnet, wobei durch Bewegung des Antriebselements die Reduktionsmittellösung von einem Einlass des Förderraums zu einem Auslass des Förderraums förderbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Pumpanordnung.
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Die
WO 2008/031421 A1 beschreibt ein Abgasnachbehandlungssystem, bei welchem eine hydraulisch angetriebene Membranpumpe eine wässrige Harnstofflösung in einen Abgasstrang einbringt. Hierbei wird mittels der Membranpumpe eine Düse mit der wässrigen Harnstofflösung beaufschlagt, welche stromaufwärts eines SCR-Katalysators (SCR = Selective Catalytic Reduction, selektive katalytische Reduktion) angeordnet ist. In dem SCR-Katalysator wird der im heißen Abgasstrom aus dem Harnstoff freigesetzte Ammoniak in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion mit Stickoxiden umgesetzt, wodurch sich deren Gehalt im Abgas verringert. Die hydraulisch angetriebene Membranpumpe weist einen in Richtung der Membran längsverschiebbaren Förderkolben auf, der die Membran mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt und so auslenkt. Zum translatorischen Verschieben des Förderkolbens umfasst die Membranpumpe einen Ankerkolben, welcher durch Bestromen einer den Ankerkolben umgebenden Magnetspule verschiebbar ist. Die Magnetspule wird über elektrische Leitungen mit Strom versorgt, welche durch ein Gehäuse der Membranpumpe hindurchgeführt sind.
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Durch Undichtigkeiten an der Membranpumpe kann es zu Schädigungen an Teilen des Abgasnachbehandlungssystems kommen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pumpanordnung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Pumpanordnung zu schaffen, welche bzw. welches es ermöglicht, ein Auftreten von Beschädigungen besonders weitgehend zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Pumpanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Pumpanordnung zum Fördern einer Reduktionsmittellösung für die Abgasnachbehandlung umfasst einen Förderraum, welcher im Betrieb der Pumpanordnung von der Reduktionsmittellösung durchströmt ist. In einem Antriebsraum ist ein Elektromotor zum Bewegen eines Antriebselements angeordnet, wobei dessen Bewegung ein Fördern der Reduktionsmittellösung von einem Einlass zu einem Auslass des Förderraums bewirkt. Des Weiteren ist in dem Antriebsraum ein Funktionselement angeordnet, welches bei einem Kontakt mit in den Antriebsraum eingedrungener Reduktionsmittellösung mit der eingedrungenen Reduktionsmittellösung derart in Wechselwirkung treten kann, dass eine detektierbare Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung ausgelöst wird.
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Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es aufgrund von Undichtigkeiten zu einem unerwünschten Eindringen der Reduktionsmittellösung aus dem Förderraum in den Antriebsraum kommen kann. Die in den Antriebsraum eingedrungene Reduktionsmittellösung kann zu einer schleichenden Korrosion von Komponenten der Pumpanordnung führen, welche lange unbemerkt bleiben können. Insbesondere bei einem vorzugsweise vorgesehenen Einsatz von wässriger Harnstofflösung als Reduktionsmittellösung kann infolge einer ausgeprägten Kriechwirkung der Harnstofflösung diese den Antriebsraum über Kontaktstellen, Schnittstellen oder Durchführungen verlassen und zu außerhalb des Antriebsraums angeordneten empfindlichen Komponenten, etwa elektronischen Bauteilen, gelangen und dort höchst unerwünschte Folgeschäden verursachen. Dabei kommt erschwerend hinzu, dass diese Folgeschäden oftmals nur mit einer zeitlichen Verzögerung bemerkt werden, was die Schadenshöhe vergrößert.
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Vorliegend bewirkt nun der Kontakt der Reduktionsmittellösung mit dem Funktionselement eine detektierbare Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung. Vorzugsweise ist zur Erkennung einer erfolgten Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung eine Erkennungseinrichtung vorgesehen, welche als Teil eines elektronischen Steuergeräts ausgeführt sein kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Steuergerät weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Ansteuerung des Elektromotors übernehmen kann. Als Funktionselement kann beispielsweise ein drahtlos oder drahtgebunden mit der Erkennungseinrichtung in Kommunikationsverbindung stehender, im Antriebsraum angeordneter Sensor vorgesehen sein. Ein solcher Sensor kann beispielsweise als Feuchtigkeitssensor oder kapazitiver oder induktiver Sensor ausgebildet sein. Eine durch Kontakt des Sensors mit in den Antriebsraum eingedrungener Reduktionsmittel- bzw. Harnstofflösung ausgelöste Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Sensors führt dann zu einer von der Erkennungseinrichtung detektierbaren Sensor-Signaländerung. Anstelle eines elektronischen Sensorbauteils kann jedoch auch eine anderweitig realisierte Detektion einer infolge eines Kontakts von eingedrungener Reduktionsmittellösung mit dem Funktionselement ausgelösten Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung vorgesehen sein. Die Erfindung ermöglicht es jedenfalls, das Eindringen der Reduktionsmittellösung in den Antriebsraum frühzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren, bevor die Reduktionsmittellösung eine Schädigung von zu schützenden Komponenten insbesondere der Pumpanordnung führt. Dadurch kann ein Auftreten von Schädigungen besonders wirksam und weitgehend vermieden werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch die Wechselwirkung des Funktionselements mit in den Antriebsraum eingedrungener Reduktionsmittellösung eine Änderung einer elektrischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung ausgelöst wird. Die Änderung einer elektrischen Eigenschaft ist üblicherweise besonders einfach und zuverlässig detektierbar. Schädigungen infolge von in den Antriebsraum eingedrungener Reduktionsmittellösung sind daher besonders zuverlässig vermeidbar.
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In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch die Wechselwirkung das Funktionselement und/oder die eingedrungene Reduktionsmittelösung eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit erfährt. Dabei kann keine direkte Erkennung einer eingetretenen Leitfähigkeitsänderung des Funktionselements bzw. der Reduktionsmittellösung vorgesehen sein. Es kann jedoch auch ein Erkennen einer durch die Leitfähigkeitsänderung verursachten Folgewirkung vorgesehen sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Funktionselement Ionen an die eingedrungene Reduktionsmittellösung abgibt. Beispielsweise kann das Funktionselement ein wasserlösliches Salz enthalten, welches sich bei Kontakt mit der vorzugsweise als wässrige Lösung vorliegenden Reduktionsmittellösung in dieser unter Ionenbildung auflöst. Die Reduktionsmittellösung wird somit elektrisch leitfähig oder es erhöht sich eine gegebenenfalls bereits ursprünglich vorhandene elektrische Leitfähigkeit. Als ionenbildendes Salz ist beispielsweise ein Chlorid, Nitrat, Acetat, oder Citrat von Natrium, Kalium, Ammonium einsetzbar. Es kann jedoch auch ein anderes Salz eines Alkali- oder Erdalkalimetalls mit einer anorganischen oder organischen Säure als Bestandteil des Funktionselements vorgesehen sein. Das Salz kann beispielsweise in einem für die Reduktionsmittellösung durchlässigen Behältnis im Antriebsraum vorgesehen sein. Beispielsweise bildet sich bei Kontakt des Salzes mit ursprünglich nicht elektrisch leitfähiger wässriger Harnstofflösung als Reduktionsmittellösung ein elektrisch leitfähiger wässriger Elektrolyt. Dabei kann ein direktes Erkennen der entstandenen oder verstärkten elektrischen Leitfähigkeit oder ein Erkennen einer durch die Leitfähigkeit verursachten Folgewirkung vorgesehen sein.
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In einer besonders einfach zu realisierenden Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Funktionselement als ein, insbesondere Kupfer, Zink und/oder Aluminium aufweisendes, Metallbauteil ausgebildet ist, welches im Kontakt mit der Reduktionsmittellösung einer Korrosion unterliegt. Dabei kann eine Ausführung des Funktionselements derart vorgesehen sein, dass sich durch Benetzung insbesondere von metallischen Bestandteilen des Funktionselements mit unterschiedlichem Standard-Elektrodenpotential infolge von elektrochemischer Korrosion ein galvanisches Element oder ein so genanntes Lokalelement ausbildet. Dies wiederum ist mit einer Ausbildung von detektierbaren Potentialunterschieden an den unterschiedlichen Metallbestandteilen verbunden. Durch eine Spannungsmessung an entsprechenden vom Funktionselement nach außen geführten Leitungen bzw. Kontakten kann eine Ausbildung eines galvanischen Elements bzw. eines Lokalelements erkannt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine infolge einer Korrosion mit Freisetzung von Metallionen gesteigerte elektrische Leitfähigkeit der Reduktionsmittellösung detektiert wird.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Funktionselement an einer Stelle in dem Antriebsraum angeordnet ist, welche durch die in den Antriebsraum eingedrungene Reduktionsmittellösung infolge der Schwerkraft benetzbar ist. Hierfür ist eine geodätisch möglichst niedrigliegende Anordnung im Antriebsraum vorgesehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bereits bei einem Eindringen einer besonders geringen Menge des Reduktionsmittels in den Antriebsraum es zu einem Kontakt derselben mit dem Indikatorelement kommt und die veränderte Leitfähigkeit besonders rasch detektierbar ist.
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Eine ohnehin vorhandene Erkennungseinrichtung zur Erkennung einer ausgelösten Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zum Erkennen eines elektrischen Kurzschlusses oder einer elektrischen Unterbrechung einer im Antriebsraum angeordneten elektrischen Leitungsanordnung ausgebildet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die elektrische Leitungsanordnung eine an den Elektromotor angeschlossene Leitung umfasst. Der Aufwand ist dadurch minimiert, dass hier das Funktionselement im Wesentlichen durch eine ohnehin im Antriebsraum vorhandene elektrische Leitung gebildet ist. Diese kann beispielsweise einen gegenüber einer Korrosion mit eingedrungener Reduktionsmittellösung empfindlichen Abschnitt aufweisen. Durch korrosive Wechselwirkung von eingedrungener Reduktionsmittellösung mit dem korrosionsempfindlichen Abschnitt der Leitungsanordnung kommt es zu einer Leitungsunterbrechung, welche besonders einfach erkennbar ist. Im Falle einer Unterbrechung einer zum Betrieb des Elektromotors benötigten elektirschen Leitung kommt es zu einem Motorstillstand. Ein Eindringen von Reduktionsmittellösung in den Antriebsraum ist somit relativ rasch und ohne besonderen Aufwand erkennbar. Analog ist es speziell bei einer vorgesehenen Leitfähigkeitserhöhung vorteilhaft, wenn die Leitungsanordnung so ausgebildet ist, dass als Folge der Leitfähigkeitserhöhung ein elektrischer Kurzschluss oder zumindest ein detektierbarer elektrischer Nebenschluss bewirkt wird. Ein Kurzschluss oder Nebenschluss für eine mit einem Steuergerät in Verbindung stehende Leitung, sei es als Kurzschluss oder Nebenschluss in Bezug auf eine zweite Leitung oder gegen Masse bzw. einen geerdeten Bereich der Pumpanordnung ist ebenfalls auf sehr einfache und zuverlässige Weise detektierbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Pumpanordnung eine Signalerzeugungseinrichtung zum Kommunizieren einer Fehlermeldung. So kann einem Nutzer der Pumpanordnung kommuniziert werden, dass es zu einem Eindringen der Reduktionsmittellösung in den Antriebsraum gekommen ist, und dass eine Wartung der Pumpanordnung vorgenommen werden sollte. Ein entsprechendes Signal der Signalerzeugungseinrichtung kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch das Vorliegen eines Fehlers angeben.
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Bevorzugt ist die Signalerzeugungseinrichtung dazu ausgelegt, die Fehlermeldung in Abhängigkeit von einer, insbesondere wiederholten, detektierten Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements (34) und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung über eine vorbestimmte Zeitspanne hinweg zu kommunizieren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass erst dann eine Fehlermeldung kommuniziert wird, wenn die Änderung über eine ausreichend lange Zeitspanne hinweg vorlag und somit sicher davon ausgegangen werden kann, dass es zu einem Eindringen von Reduktionsmittellösung in den Antriebsraum gekommen ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Signalerzeugungseinrichtung erst dann die Fehlermeldung kommuniziert, wenn die Änderung wiederholt, also wenigstens ein zweites Mal, über die vorbestimmte Zeitspanne hinweg detektiert wurde. Die vorbestimmte Zeitspanne kann hierbei einen Wert zwischen 10 min und 20 min betragen und insbesondere bei 15 min liegen. Durch diese Maßnahme wird ein Fehlalarm mit hoher Sicherheit vermieden. Beispielsweise kann eine Erkennbarkeit einer Leitfähigkeitserhöhung durch einen Ionen freisetzenden Vorgang zu Beginn des Vorgangs zunächst gering bzw. unsicher sein. In den Antriebsraum eingedrungene, zunächst gering leitfähige oder annähernd nicht leitfähige Harnstofflösung reichert sich durch Korrosion oder Auflösung eines Salzes typischerweise nicht sofort mit Ionen in einem sofort zuverlässig nachweisbaren Maße an. Infolge der erfindungsgemäß vorgesehen Wartezeit oder einer Forderung nach einer statisch abgesicherten Wiederholbarkeit desselben Ergebnisses sind fälschlicherweise abgegebene Fehlermeldungen sicher vermeidbar.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels des Antriebselements eine den Förderraum von dem Antriebsraum trennende Membran bewegbar ist. Bei einer solchen Pumpanordnung ist durch das Vorsehen der trennenden Membran ein Eindringen von Reduktionsmittel in den Antriebsraum besonders weitgehend vermeidbar. Das Antriebselement kann insbesondere als Kolbenstange ausgebildet sein, welche die Membran direkt bewegt oder es kann das Antriebselement die Membran über ein, insbesondere hydraulisches, Medium bewegen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Pumpanordnung zum Fördern einer Reduktionsmittellösung zur Abgasnachbehandlung fördert ein in einem Antriebsraum der Pumpanordnung angeordneter Elektromotor mittels eines Antriebselements die Reduktionsmittellösung von einem Einlass des Förderraums zu einem Auslass des Förderraums. Durch einen Kontakt der Reduktionsmittellösung mit einem in dem Antriebsraum angeordneten Funktionselement wird eine Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung ausgelöst und diese Änderung detektiert. Dies ermöglicht es, ein Eindringen der Reduktionsmittellösung in den Antriebsraum frühzeitig zu erkennen und so ein Auftreten von Schädigungen durch das rechtzeitige Treffen von Gegenmaßnahmen besonders weitgehend zu vermeiden.
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Die für die erfindungsgemäße Pumpanordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt eine Pumpanordnung zum Fördern einer wässrigen Harnstofflösung.
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Eine Pumpanordnung 10, welche in einem (nicht gezeigten) Kraftfahrzeug angeordnet ist, umfasst eine Membranpumpe 12, welche zum Pumpen einer wässrigen Harnstofflösung ausgelegt ist. Hierbei gelangt die wässrige Harnstofflösung aus einem (nicht gezeigten) Vorratsbehältnis über einen Einlass 14 in einen Förderraum 16 der Membranpumpe 12, durchströmt den Förderraum 16 und verlässt diesen über einen Auslass 18. Vom Auslass 18 gelangt die mittels der Membranpumpe 12 mit Druck beaufschlagte wässrige Harnstofflösung zu einer (nicht gezeigten) Dosiereinrichtung, über welche sie in das Abgas des Kraftfahrzeugs eingebracht wird. Im Abgas wird der Harnstoff der wässrigen Harnstofflösung zu Ammoniak umgesetzt, welcher dann in einem SCR-Katalysator (SCR = Selective Catalytic Reduktion, selektive katalytische Reduktion) in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion mit Stickoxiden aus dem Abgas zu Stickstoff und Wasser reagiert.
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Eine Membran 20 der Membranpumpe 12 wird mittels einer Kolbenstange 22 ausgelenkt, um das Ansaugen der wässrigen Harnstofflösung über den Einlass 14 und das Hinausbefördern der Lösung aus dem Förderraum 16 über den Auslass 18 zu bewerkstelligen. Die Membran 20 trennt den Förderraum 16 der Membranpumpe 12 von einem direkt an den Förderraum 16 angrenzenden Antriebsraum 24, in welchem die Kolbenstange 22 und ein die Kolbenstange antreibender Elektromotor 26 angeordnet sind. Der Elektromotor 26 wird über elektrische Leitungen 28 mit elektrischem Strom versorgt. Die elektrischen Leitungen 28 treten durch ein Gehäuse 30 der Membranpumpe 12, welches den Antriebsraum 24 umgibt, hindurch. Außerhalb des Gehäuses 30 ist eine Steuerplatine 32 angeordnet, welche mit den elektrischen Leitungen 28 gekoppelt ist. Die Steuerplatine 32 ist Bestandteil einer (nicht näher gezeigten) Steuerungseinrichtung, welche dem Ansteuern des Elektromotors 26 dient und die Stromversorgung desselben regelt.
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Obwohl in der Membranpumpe 12 der Förderraum 16 von dem Antriebsraum 24 fluidisch getrennt ist, kann es aufgrund von Undichtigkeiten oder aufgrund eines Schadens, insbesondere im Bereich der Membran 20, zu einem Eindringen von wässriger Harnstofflösung aus dem Förderraum 16 in den Antriebsraum 24 kommen. Infolge der Kriechfähigkeit von Harnstofflösung kann in den Antriebsraum 24 eingedrungene Harnstofflösung auch bei guter Abdichtung insbesondere durch mechanische Fügestellen aus dem Antriebsraum ausdringen und zu benachbarten Komponenten, beispielsweise zur Steuerplatine 32 gelangen und dort kostspielige, jedenfalls jedoch unerwünschte Schäden verursachen.
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Um dies zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Antriebsraum 24 ein Funktionselement 34 angeordnet ist, welches bei einem Kontakt mit in den Antriebsraum 24 eingedrungener Reduktionsmittellösung mit der eingedrungenen Reduktionsmittellösung derart in Wechselwirkung treten kann, dass eine detektierbare Änderung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Funktionselements 34 und/oder der eingedrungenen Reduktionsmittellösung ausgelöst wird. Die Detektierung der Änderung erfolgt mittels einer Erkennungseinrichtung, welche bevorzugt in die Steuerplatine 32 integriert oder der Steuerplatine 32 zugeordnet ist.
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Ohne Einschränkung der Allgemeinheit werden nachfolgend besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert, bei welchen eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit von eingedrungener Harnstofflösung ausgelöst und dies direkt oder indirekt detektiert wird. In diesem Kontext wird davon ausgegangen, dass die wässrige Harnstofflösung in dem Förderraum 16, also in dem Zustand, in welchem sie aus dem Vorratsbehältnis gefördert wird, einen hohen ohmschen Widerstand und eine geringe spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das in dem Antriebsraum 24 angeordnete Funktionselement so ausgebildet, dass es bei einem Kontakt mit eingedrungener Harnstofflösung positiv und/oder negativ geladene Ionen an die Harnstofflösung abgeben kann. Speziell ist vorliegend als Funktionselement eine Buntmetallplatte 34 vorgesehen, welche mit der wässrigen Harnstofflösung unter Abgabe von Metallionen reagiert. Wenn also wässrige Harnstofflösung aufgrund einer Undichtigkeit aus dem Förderraum 16 in den Antriebsraum 24 eindringt, führt dies zu einer (erwünschten) Korrosion der Buntmetallplatte 34. Folglich reichern sich in der eingedrungenen wässrigen Harnstofflösung durch Korrosion aus der Buntmetallplatte 34 herausgelöste Metallionen an. Dadurch wird die elektrische Leitfähigkeit der eingedrungenen Harnstofflösung erhöht. Die Buntmetallplatte 34 kann insbesondere Kupfer, Zink und/oder Aluminium aufweisen.
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Die Erhöhung der Leitfähigkeit der in den Antriebsraum 24 eingedrungenen wässrigen Harnstofflösung kann dann erfasst werden, sodass rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können bevor die kriechfähige und korrosiv schädigende Harnstofflösung beispielsweise über die elektrischen Leitungen 28 bis zu der Steuerplatine 32 gelangt und dort weiteren und insbesondere schwerer wiegenden Schaden verursacht.
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Die Änderung der Leitfähigkeit ist als solche direkt detektierbar. Hierfür kann beispielsweise eine nicht dargestellte Elektrodenanordnung im Antriebsraum 24 vorgesehen sein, welche ein mit der Leitfähigkeit korrelierendes Signal an die Erkennungseinrichtung liefert, wenn eine Benetzung mit eingedrungener Harnstofflösung vorhanden ist. In einer besonders vorteilhaften, einfach umsetzbaren Ausführungsform ist eine indirekte Erkennung der Leitfähigkeitszunahme vorgesehen. Hierfür ist es insbesondere vorgesehen, einen elektrischen Kurzschluss durch die nunmehr im Antriebsraum 24 vorhandene elektrisch leitfähige Harnstofflösung zuzulassen bzw. zu provozieren und diesen zu detektieren.
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In einer diesbezüglich besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist es vorgesehen, zumindest eine der Leitungen 28 im Antriebsraum 24 wenigstens abschnittsweise derart auszubilden, dass ein für eine elektrische Stromleitung geeigneter Kontakt mit eingedrungener Harnstofflösung ermöglicht ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass wenigstens eine der Leitungen 28 wenigstens abschnittsweise unisoliert ausgeführt ist.
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Eine Benetzung einer der Leitungen 28 mit Harnstofflösung erhöhter Leitfähigkeit derart, dass ein über die Harnstofflösung zum metallischen Gehäuse 30 bzw. zu einem geerdeten Bereich des Gehäuses 30 oder des Motors 30 führender Stromfluss ermöglicht ist, hat somit einen elektrischen Kurzschluss bzw. einen elektrischen Nebenschluss zur Folge. Insbesondere bei einem nichtmetallischen Gehäuse ist es vorteilhafterweise vorgesehen, einen Kurzschluss bzw. Nebenschluss durch Stromfluss über leitfähige Harnstofflösung zwischen den beiden zum Elektromotor 26 führenden Leitungen 28 zuzulassen. Hierfür sind beide Leitungen 28 wenigstens abschnittsweise unisoliert ausgeführt.
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Ein Kurzschluss oder Nebenschluss zwischen den beiden Leitungen 28 oder zwischen einer der Leitungen und Erde ist nun auf einfache Weise detektierbar. Im einfachsten Fall ist die Stromversorgung des Elektromotors 30 derart gestört, dass ein Motorstillstand resultiert, was besonders einfach detektiert werden kann. Somit ist auf wirksame Weise verhindert, dass kriechfähige Harnstofflösung aus dem Gehäuse 30 gelangt und der anschließende korrosive Angriff der Lösung auf die Steuerplatine 32 erst dann festgestellt wird, wenn es für eine Behebung von gravierenden Schäden schon vergleichsweise spät ist bzw. wenn zum Beheben der Schäden ein besonders großer Reparaturaufwand notwendig ist. Um möglichst frühzeitig das Eindringen von Harnstofflösung detektieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, die Buntmetallplatte 34 bzw. einen anderen Ionenspender an einer geodätisch möglichst niedrigen Stelle im Antriebsraum 24 anzuordnen. Gleiches gilt für einen Abschnitt der Leitungen 28, welche durch Kontakt mit leitfähiger Harnstofflösung kurzgeschlossen werden können oder für eine andere Leiteranordnung, mittels welcher eine Leitfähigkeitserhöhung direkt oder indirekt erfasst werden kann.
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Gelangt die eine erhöhte Leitfähigkeit aufweisende wässrige Harnstofflösung dennoch in den Bereich der Steuerplatine 32 kann auch dort durch die Benetzung der Steuerplatine 32 mit der wässrigen Harnstofflösung sehr rasch und einfach ein Kurzschluss festgestellt werden, und zwar bevor die wässrige Harnstofflösung aufgrund eines langandauernden Kontakts mit der Steuerplatine 32 ihre korrosive Wirkung entfalten kann.
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Sobald durch die Benetzung der Leitungen 28 und/oder Steuerungsplatine 32 mit der wässrigen Harnstofflösung ein Kurzschluss erkannt wird, welcher auf das Eindringen der wässrigen Harnstofflösung in Antriebsraum 24 zurückzuführen ist, wird vorliegend eine Fehlermeldung generiert.
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Um sicherzustellen, dass die Fehlermeldung nicht unnötig erzeugt wird und eine entsprechende (nicht gezeigte) Signalerzeugungseinrichtung einem Nutzer des Kraftfahrzeugs ein entsprechendes Signal ausgibt, wird vorliegend das Signal erst dann ausgegeben, wenn der Kurzschluss über eine vorgegebene Zeitspanne von beispielsweise 15 min hinweg vorliegt bzw. erkannt wird.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die Fehlermeldung erst dann ausgegeben, also das Signal von der Signalerzeugungseinrichtung generiert wird, wenn der Kurzschluss wiederholt über die vorgegebene Zeitspanne hinweg vorliegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass es nicht zu einem Fehlalarm kommt.
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Es lassen sich also durch das Vorsehen der Buntmetallplatte 34 bzw. durch ein Ionen freisetzendes Funktionselement in dem Antriebsraum 24 teuere Folgeschäden vermeiden, welche auf das Eindringen wässriger Harnstofflösung aus dem Förderraum 16 in den Antriebsraum 24 zurückzuführen sind.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, durch eingedrungene Harnstofflösung eine Unterbrechung eines wenigstens zeitweise stromführenden elektrischen Leiters zuzulassen bzw. zu provozieren. Der entsprechende, in diesem Fall als Funktionselement fungierende Leiter weist bevorzugt einen von eingedrungener Harnstofflösung benetzbaren Abschnitt auf, welcher eine, insbesondere erhöhte, Korrosionsneigung in Bezug auf einen korrosiven Angriff durch die Harnstofflösung aufweist. Bei Benetzung dieses Leitungsabschnitts erfolgt eine korrosive Reaktion mit der Harnstofflösung, welche zunächst eine Querschnittsminderung des Leitungsabschnitts zur Folge hat. Diese bewirkt eine detektierbare Erhöhung des elektrischen Widerstands. Bei weiter fortschreitender Korrosion erfolgt letztlich eine Leitungsunterbrechung, welche in besonders einfacher und zuverlässiger Weise detektiert werden kann. Der für eine Unterbrechung durch Harnstoffkorrosion vorgesehene Leiterabschnitt muss nicht zwangsläufig aus einem vom restlichen Leiter verschiedenen Material gebildet sein. Vielmehr kann ein einheitliches, korrosionsempfindliches Material für den Leiter vorgesehen sein. Um eine Leitungsunterbrechung durch korrosive Wechselwirkung mit der Harnstofflösung zu provozieren, kann vorgesehen sein, den Leiter in diesem Fall abschnittsweise unisoliert auszuführen. Somit erfolgt ein Korrosionsangriff zumindest zunächst an der unisolierten Stelle und verursacht dort eine Leitungsunterbrechung. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, den Leiter wenigstens annähernd vollständig unisoliert auszuführen und eine Querschnittsverengung an einer von eingedrungener Harnstofflösung besonders leicht erreichbaren Stelle vorzusehen. Ein korrosiver Angriff von eingedrungener Harnstofflösung wird daher zuerst an dieser Stelle eine detektierbare Erhöhung des elektrischen Leiterwiderstands und letztlich eine Leiterunterbrechung verursachen.
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Ist wie oben beschrieben, das Funktionselement als korrosionsempfindlicher Leiterabschnitt ausgeführt, so kann hierfür eine speziell nur für den Zweck eines Harnstoffnachweises ausgelegte Leitung von außen in den Antriebsraum 24 geführt sein, welche zweckmäßigerweise vom Steuergerät 32 oder von der Erkennungseinrichtung wenigstens zeitweise bestromt wird. In einer bevorzugten, besonders einfachen Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, zumindest eine der an den Elektromotor 26 angeschlossenen Leitungen 28 einzusetzen. Sind diese beispielsweise zur Energieversorgung des Elektromotors 26 vorgesehen, so führt eine durch korrosiven Harnstoffangriff auf wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer der Leitungen 28 verursachte Unterbrechung zu einem Motorstillstand, welcher auf besonders einfache und zuverlässige Weise detektiert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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