DE102013015228A1

DE102013015228A1 - Fördereinrichtung zum Fördern eines Reduktionsmittels eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens

Info

Publication number: DE102013015228A1
Application number: DE201310015228
Authority: DE
Inventors: Thomas Grüninger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-07-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung (10) zum Fördern eines für die Nachbehandlung von Abgas eines Fahrzeugs vorgesehenen, flüssigen Reduktionsmittels (12), mit wenigstens einem Speicherbehältnis (14), welches zumindest einen Aufnahmeraum (16) zum Aufnehmen des Reduktionsmittels (12) aufweist, mit wenigstens einer Pumpe (20) zum Fördern des Reduktionsmittels (12) aus dem Aufnahmeraum (16), und mit wenigstens einem Ansaugelement (24), welches zumindest ein in den Aufnahmeraum (16) ragendes Leitungselement (26) aufweist, über welches das Reduktionsmittels (12) aus dem Aufnahmeraum (16) mittels der Pumpe (20) zu fördern ist, wobei das Leitungselement (26) flexibel ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Fördern eines für die Nachbehandlung von Abgas eines Fahrzeugs vorgesehenen, flüssigen Reduktionsmittels gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik, insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau, ist es bekannt, zur Nachbehandlung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs ein Reduktionsmittel in das Abgas einzubringen. Aus dem Reduktionsmittel wird im heißen Abgas beispielsweise Ammoniak freigesetzt. Der Ammoniak reagiert dann beispielsweise in einem von dem Abgas durchströmbaren SCR-Katalysator (SCR = Selective Catalytic Reduction) in einer selektiven, katalytischen Reduktionsreaktion mit im Abgas vorhandenen Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als „Entsticken” des Abgases. Das Reduktionsmittel, etwa in Form einer wässrigen Harnstofflösung, wird im Fahrzeug in wenigstens einem Speicherbehältnis in Form eines Reduktionsmitteltanks mitgeführt.
Das Eindosieren des Reduktionsmittels in das Abgas erfolgt mittels wenigstens eines Dosierelements, insbesondere eines Injektors. Um das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank zum Injektor zu fördern, ist beispielsweise wenigstens eine Pumpe vorgesehen. Die Pumpe und der Reduktionsmitteltank sind dabei Bestandteile einer Fördereinrichtung zum Fördern und Speichern beziehungsweise Mitführen des Reduktionsmittels.
Die WO 2007/126366 A1 offenbart eine Fördereinrichtung zum Fördern eines für die Nachbehandlung von Abgas eines Fahrzeugs vorgesehenen, flüssigen Reduktionsmittels. Die Fördereinrichtung umfasst wenigstens ein Speicherbehältnis, welches zumindest einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Reduktionsmittels aufweist. Mit anderen Worten kann das Reduktionsmittel im Aufnahmeraum gespeichert und dadurch im Fahrzeug mitgeführt werden.
Die Fördereinrichtung umfasst auch wenigstens ein Ansaugelement, welches zumindest ein in den Aufnahmeraum ragendes Leitungselement aufweist. Über das Leitungselement kann das Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum mittels der Pumpe gefördert werden. Hierzu weist das Leitungselement beispielsweise wenigstens einen von dem Reduktionsmittel durchströmbaren Kanal mit einer Eintrittsöffnung auf, über die das im Speicherbehältnis aufgenommene Reduktionsmittel in den Kanal und somit in das Leitungselement einströmen beziehungsweise mittels der Pumpe angesaugt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass ein hoher Aufwand erforderlich ist, um das Reduktionsmittel bei unterschiedlichen Bauvarianten von Fahrzeugen und/oder bei unterschiedlichen Bauvarianten der Fördereinrichtung, welche sich insbesondere hinsichtlich der Geometrie des Speicherbehältnisses voneinander unterscheiden, aus dem jeweiligen Speicherbehältnis mittels der Pumpe fördern zu können.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fördereinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Förderung des Reduktionsmittels, insbesondere bei unterschiedlichen Bauvarianten der Fördereinrichtung, realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Fördereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Fördereinrichtung zu schaffen, mittels welcher sich eine verbesserte Förderung des Reduktionsmittels aus dem Aufnahmeraum, insbesondere bei unterschiedlichen Bauvarianten der Fördereinrichtung, realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Leitungselement flexibel ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Leitungselement nicht eigensteif, sondern biegeschlaff beziehungsweise formlabil oder biegsam ist und gebogen werden kann. Dadurch kann sich das Leitungselement flexibel an unterschiedliche Geometrien des Speicherbehältnisses anpassen. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine einzige Länge des Leitungselements für unterschiedliche Bauvarianten des Speicherbehältnisses, insbesondere für unterschiedliche Tiefen beziehungsweise Fassungsvermögen des Speicherbehältnisses, verwendet werden kann. Dadurch kann die Teileanzahl bei der Schaffung von unterschiedlichen Bauvarianten der Fördereinrichtung gering gehalten werden. Darüber hinaus können Eiskräfte kompensiert werden, so dass Beschädigungen vermieden werden können.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Leitungselement länger als ein Abstand von der Pumpe zu einem den Aufnahmeraum in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzenden Boden des Aufnahmebehältnisses ausgebildet ist. Unter dem Abstand ist dabei der kürzeste Abstand zwischen der Pumpe und dem Boden zu verstehen. Da das Leitungselement länger als der Abstand ist, das heißt eine gegenüber dem Abstand größere Länge aufweist, kann das Leitungselement für unterschiedlich hohe beziehungsweise tiefe Speicherbehältnisse genutzt werden, wobei ein sicheres Fördern des Reduktionsmittels durch das Leitungselement hindurch gewährleistet werden kann. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass zumindest ein überwiegender Teil des Reduktionsmittels aus dem Aufnahmeraum über das Leitungselement gefördert werden kann, so dass ein etwaiger, in dem Aufnahmeraum verbleibender und nicht mittels der Pumpe über das Leitungselement ansaugbarer Rest des Reduktionsmittels besonders gering gehalten werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das flexible und einerseits mit der Pumpe fluidisch gekoppelte Leitungselement andererseits mit wenigstens einem Schwimmerelement zum Schwimmen auf einer Oberfläche des Reduktionsmittels, insbesondere fluidisch, verbunden ist. Das Schwimmerelement ist derart ausgebildet, dass es auf der Oberfläche des Reduktionsmittels schwimmt beziehungsweise schwimmen kann. Befindet sich in dem Aufnahmeraum kein Reduktionsmittel, so dass das Schwimmerelement beispielsweise auf dem Boden des Speicherbehältnisses aufliegt, und wird das Reduktionsmittel in den Aufnahmeraum eingefüllt, so schwimmt das Schwimmerelement auf dem Reduktionsmittel auf.
Da das Leitungselement mit dem Schwimmerelement gekoppelt ist, bewegt sich das Leitungselement zumindest teilweise mit dem Schwimmerelement mit. Bewegt sich beispielsweise das Schwimmerelement durch Einfüllen von Reduktionsmittel in den Aufnahmeraum nach oben, so bewegt sich auch das Leitungselement nach oben. Sink das Schwimmerelement relativ zum Speicherbehältnis ab, da beispielsweise das Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum gefördert wird und sich demzufolge der Pegel des Reduktionsmittels in dem Aufnahmeraum verringert, so sinkt auch das Leitungselement mit ab. Hierdurch kann eine sichere, mittels der Pumpe über das Leitungselement bewirkte Ansaugung und Förderung des Reduktionsmittels aus dem Aufnahmeraum gewährleistet werden. Insbesondere kann realisiert werden, dass sich das Leitungselement in für die Ansaugung des Reduktionsmittels vorteilhafter Position befindet, da sich das Schwimmerelement und mit diesem das Leitungselement mit dem Reduktionsmittel mitbewegen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das fluidisch mit dem Leitungselement gekoppelte Schwimmerelement zumindest eine Ansaugöffnung auf, über welche Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum in das Leitungselement und über dieses zur Pumpe förderbar ist. Das Leitungselement weist wenigstens einen von dem Reduktionsmittel durchströmbaren Kanal mit wenigstens einer Eintrittsöffnung auf, über das Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum in den Kanal einströmen kann. Somit kann Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum mittels der Pumpe in den Kanal über die Eintrittsöffnung angesaugt werden. Die Eintrittsöffnung des Kanals ist dabei fluidisch mit der Ansaugöffnung verbunden, so dass mittels der Pumpe Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum durch die Ansaugöffnung und durch die Eintrittsöffnung in den Kanal des Leitungselements eingesaugt werden kann. Dabei weist beispielsweise auch das Schwimmerelement wenigstens einen von dem Reduktionsmittel durchströmbaren Kanal auf, so dass das über die Ansaugöffnung angesaugte Reduktionsmittel zunächst den Kanal des Schwimmerelements durchströmt und von dem Kanal des Schwimmerelements die Eintrittsöffnung durch- und in den Kanal des Leitungselements einströmt.
Da sich das Schwimmerelement mit dem Reduktionsmittel mitbewegt und zudem über die Ansaugöffnung des Schwimmerelements Reduktionsmittel angesaugt werden kann, kann eine sichere Ansaugung des Reduktionsmittels über die Ansaugöffnung des Schwimmerelements sowohl bei hohen Füllständen beziehungsweise Pegeln sowie bei besonders niedrigen Füllständen beziehungsweise Pegeln des Reduktionsmittels gewährleistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ansaugelement wenigstens ein Heizelement, insbesondere ein elektrisches Heizelement, umfasst, mittels welchem das Schwimmerelement zumindest teilweise beheizbar ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Filterelement des Schwimmerelements mittels des Heizelements beheizbar ist, wobei mittels des Filterelements das mittels der Pumpe geförderte beziehungsweise zu fördernde Reduktionsmittel gefiltert werden kann. Durch diese Beheizbarkeit beziehungsweise Erwärmbarkeit des Schwimmerelements kann beispielsweise einer Eisbildung beziehungsweise Vereisung des Reduktionsmittels entgegengewirkt werden. Insbesondere kann eine durch Eisbildung bewirkte Verstopfung des Schwimmerelements vermieden oder gelöst werden, da das Eis mittels des Heizelements geschmolzen werden kann. Hierdurch kann eine Förderung des Reduktionsmittels auch bei besonders geringen Umgebungstemperaturen sichergestellt werden.
Insbesondere kann ein Verstopfen des Filterelements vermieden werden, so dass das Filterelement auch bei geringen Umgebungstemperaturen seine Funktion erfüllen und das Reduktionsmittel filtern kann.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Schwimmerelement ein Filterelement zum Filtern des Reduktionsmittels auf. Das Filterelement ist beispielsweise in einem von dem mittels der Pumpe zu fördernden Reduktionsmittel durchströmbaren Schwimmkörper des Schwimmerelements angeordnet, so dass das Filterelement das Schwimmerelement beziehungsweise den Schwimmkörper durchströmende Reduktionsmittel gefiltert werden kann. Beispielsweise kann das Filterelement in dem genannten Kanal des Schwimmerelements angeordnet sein.
Durch das Filtern des Reduktionsmittels kann eine Verstopfung des Leitungselements vermieden werden. Darüber hinaus kann vermieden werden, dass in dem Reduktionsmittel aufgenommene Partikel wie beispielsweise Schmutzpartikel, welche die Pumpe beschädigen könnten, zusammen mit dem Reduktionsmittel durch das Leitungselement zur Pumpe gefördert werden.
Zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Schwimmfähigkeit des Schwimmerelements ist es bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schwimmerelement wenigstens eine abgeschlossene und mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllte Hohlkammer aufweist. Hierdurch kann sich das Schwimmerelement besonders gut mit dem Reduktionsmittel mitbewegen.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Schwimmerelement wenigstens einen Sensor zum Erfassen wenigstens eines eine Menge und/oder eine Qualität des Reduktionsmittels charakterisierenden Signals. Das Schwimmerelement erfüllt somit eine Doppelfunktion. Einerseits dient es zum Schwimmen auf dem Reduktionsmittel und zum Mitbewegen des Leitungselements. Andererseits dient es zum Erfassen der Menge und/oder der Qualität des Reduktionsmittels. Hierdurch lassen sich beispielsweise Aussagen über den Füllstand, das heißt über die in dem Speicherbehältnis aufgenommene Menge des Reduktionsmittels und/oder über den Zustand des Reduktionsmittels treffen. Bei dem Zustand handelt es sich beispielsweise um den Aggregatszustand und/oder um die Menge an im Reduktionsmittel aufgenommenen Partikeln. Bei dem Zustand kann es sich alternativ oder zusätzlich auch um einen Alterungszustand beziehungsweise um ein Alter des Reduktionsmittels handeln.
Um das Gewicht und den Bauraumbedarf der Fördereinrichtung besonders gering zu halten, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schwimmerelement wenigstens eine Sendeeinrichtung umfasst, mittels welcher das Signal drahtlos an eine korrespondierende Empfangseinrichtung übermittelbar ist. Die Übermittlung des Signals kann beispielsweise über elektromagnetische Wellen, insbesondere über Funk beziehungsweise Funktechnik, erfolgen. Kabel und/oder anderweitige Übertragungselemente zum Übertragen des Signals können vermieden werden. Hierdurch ist eine besonders einfache Fertigung der Fördereinrichtung realisierbar.
Das von der Sendeeinrichtung drahtlos übermittelte beziehungsweise bereitgestellte Signal kann mittels der Empfangseinrichtung drahtlos empfangen werden. Die Empfangseinrichtung ist beispielsweise in die Pumpe integriert.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Pumpe an einer den Aufnahmeraum in Fahrzeughochrichtung nach oben begrenzenden Wandung des Speicherbehältnisses angeordnet ist. Hierdurch ist die Pumpe in einem oberen Bereich des Speicherbehältnisses angeordnet, so dass sie beispielsweise von außerhalb des Fahrzeugs sehr gut zugänglich ist. Dadurch kann eine einfache, zeit- und kostengünstige Wartung der Pumpe und der Fördereinrichtung insgesamt realisiert werden. Typischerweise ist bei dieser Anordnung auch ein Schutz gegen Steinschlag gegeben. Insbesondere bei ein weniger stark in Bezug auf Steinschlag gefährdeten Anordnung des Speicherbehältnisses im Fahrzeug kann jedoch auch eine andere Anordnung der Pumpe in oder am Aufnahmeraum vorgesehen sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer Fördereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zum Fördern und Speichern eines für die Nachbehandlung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs vorgesehenen, flüssigen Reduktionsmittels, wobei die Fördereinrichtung wenigstens ein flexibles Leitungselement umfasst, mittels welchem das in einem Speicherbehältnis der Fördereinrichtung aufgenommenen Reduktionsmittel mittels einer Pumpe angesaugt werden kann;
2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; und
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Fördereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Fahrzeug in Form eines Kraftwagens. Der Kraftwagen umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, welche zum Antreiben des Kraftwagens dient. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Bei der Verbrennungskraftmaschine handelt es sich beispielsweise um einen Dieselmotor. Während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in Brennräumen Verbrennungsvorgänge ab, aus denen Abgas resultiert. Das Abgas wird aus den Brennräumen abgeführt und in eine Abgasanlage eingeleitet. Um das Abgas zu entsticken, das heißt um die Stickoxid-Konzentration im Abgas zu reduzieren, wird in das Abgas ein flüssiges Reduktionsmittel eindosiert.
Dies erfolgt beispielsweise mittels wenigstens eines Dosierelements. Bei dem flüssigen Reduktionsmittel handelt es sich beispielsweise um eine wässrige Harnstofflösung. Infolge des Einbringens des Reduktionsmittels in das Abgas wird im heißen Abgas Ammoniak freigesetzt. Der Ammoniak reagiert beispielsweise in einem in der Abgasanlage angeordneten SCR-Katalysator (SCR = Selective Catalytic Reduction) in einer selektiven, katalytischen Reduktionsreaktion mit im Abgas vorhandenen Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser.
Die Fördereinrichtung 10 dient dabei zum Speichern beziehungsweise Mitführen des in 1 mit 12 bezeichneten Reduktionsmittels sowie zum Fordern des Reduktionsmittels 12 zum Dosierelement. Die Fördereinrichtung 10 umfasst ein Speicherbehältnis in Form eines Tanks 14. Der Tank 14 weist einen Aufnahmeraum 16 auf, in welchem das flüssige Reduktionsmittel 12 aufgenommen ist. Je nach Menge des in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommenen Reduktionsmittels 12 weist das Reduktionsmittel 12 einen Pegel 18 auf.
Die Fördereinrichtung 10 umfasst auch eine Pumpe 20 zum Fördern des Reduktionsmittels 12 aus dem Aufnahmeraum 16. Wird Reduktionsmittel 12 aus dem Aufnahmeraum 16 mittels der Pumpe 20 herausgefördert, so nimmt der Pegel 18, das heißt die Menge des Reduktionsmittels 12 im Aufnahmeraum 16, ab.
Um Reduktionsmittel in den Aufnahmeraum 16 nachzufüllen, ist ein vom Reduktionsmittel 12 durchströmbarer Einfüllstutzen 22 am Tank 14 vorgesehen. Der Einfüllstutzen 22 ist beispielsweise mittels eines Deckels verschließbar. Um Reduktionsmittel 12 in den Aufnahmeraum 16 einzufüllen, wird der Deckel geöffnet und das Reduktionsmittel 12 wird in den Einfüllstutzen 22 und über diesen in den Aufnahmeraum 16 eingefüllt.
Die Fördereinrichtung 10 umfasst auch ein Ansaugelement 24, über welches das Reduktionsmittel 12 von der Pumpe 20 angesaugt werden kann. Mit anderen Worten kann das Reduktionsmittel 12 mittels der Pumpe 20 durch das Ansaugelement 24 hindurchgesaugt werden. Das Ansaugelement 24 umfasst ein in den Aufnahmeraum 16 ragendes Leitungselement 26. Das Leitungselement 26 weist wenigstens einen in 1 nicht erkennbaren und von dem Reduktionsmittel 12 durchströmbaren Kanal mit zumindest einer Eintrittsöffnung auf. Mittels der Pumpe kann Reduktionsmittel 12 aus dem Aufnahmeraum 16 durch die Eintrittsöffnung hindurch und dadurch in den Kanal eingesaugt werden.
Wie aus 1 besonders gut zu erkennen ist, ist das Leitungselement 26 flexibel ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Leitungselement 26 nicht eigensteif, sondern zumindest im Wesentlichen biegeschlaff beziehungsweise formlabil ist und dadurch zerstörungsfrei, das heißt ohne zu brechen, gebogen und dadurch beispielsweise zumindest teilweise in eine in 1 gezeigte Bogenform gebracht werden kann. Das Leitungselement 26 ist beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet. Vorteilhaft kann eine Ausführung des Leitungselements 26 als Siliconschlauch sein.
Das Ansaugelement 24 umfasst ferner ein Schwimmerelement 28, wobei das Leitungselement 26 einerseits und vorliegend einenends fluidisch mit der Pumpe 20 und andererseits und vorliegend andernends fluidisch mit dem Schwimmerelement 28 verbunden ist. Das Schwimmerelement 28 ist besonders gut aus 2 erkennbar. Wie aus 1 und 2 erkennbar ist, ist das Schwimmerelement 28 zum Schwimmen auf einer Oberfläche 30 des Reduktionsmittels 12 ausgebildet, wobei die Oberfläche 30 mit dem Pegel 18 zusammenfällt. Mit anderen Worten ist das Schwimmerelement 28 derart ausgebildet, dass es auf dem Reduktionsmittel 12 schwimmt.
Das Schwimmerelement 28 weist wenigstens eine in 1 und 2 nicht erkennbare Ansaugöffnung auf, über welche Reduktionsmittel aus dem Aufnahmeraum 16 in das Leitungselement 26 und über dieses zur Pumpe 20 gefordert werden kann. Mit anderen Worten ist die Ansaugöffnung von dem Reduktionsmittel 12 durchströmbar. Dadurch kann Reduktionsmittel 12 aus dem Aufnahmeraum 16 mittels der Pumpe 20 durch die Ansaugöffnung hindurch zur Eintrittsöffnung des Kanals des Leitungselements 26 und somit in das Leitungselement 26 beziehungsweise in dessen Kanal gesaugt werden. Das Schwimmerelement 28 weist beispielsweise wenigstens einen in 1 und 2 nicht erkennbaren, weiteren Kanal auf, in dem Reduktionsmittel 12 aus dem Aufnahmeraum 16 über die Ansaugöffnung eingeleitet werden kann. Befindet sich die Pumpe 20 in Betrieb, so wird also Reduktionsmittel 12 durch die Ansaugöffnung, den weiteren Kanal, die Eintrittsöffnung und den Kanal des Leitungselements 26 zur Pumpe 20 gefördert. Das Reduktionsmittel 12 wird dann mittels der Pumpe 20 weiter zu dem Dosierelement gefördert. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Ansaugöffnung unterhalb des Pegels 18 angeordnet ist, wenn das Schwimmerelement 28 auf dem Reduktionsmittel 12 schwimmt.
Zur Realisierung einer besonders guten Schwimmfähigkeit umfasst das Schwimmerelement 28 einen Schwimmkörper 32, welcher vorliegend zumindest im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist. Der Schwimmkörper 32 weist dabei wenigstens eine allumfangsseitig geschlossene Kammer 34 auf, welche mit einem Gas in Form von Luft gefüllt ist.
Das Schwimmerelement 28 umfasst darüber hinaus optional wenigstens ein Gewichtselement 37 zur Stabilisierung des Schwimmerelements 28. Bei dem Gewichtselement 37 handelt es sich somit um ein Trimmgewicht, um unerwünschte Bewegungen des sich mit dem Reduktionsmittels 12 mitbewegenden Schwimmerelements zu vermeiden.
Da das Schwimmerelement 28 auf dem Reduktionsmittel 12 schwimmt, bewegt es sich bei Veränderungen des Pegels 18 mit. Da das Leitungselement 26 am Schwimmerelement 28 befestigt ist, bewegt sich auch das Leitungselement 26 zumindest teilweise mit dem Schwimmerelement 28 und somit mit dem Reduktionsmittel beziehungsweise mit dem variierenden Pegel 18 mit. Hierdurch kann sowohl bei einem sehr hohen Pegel 18 als auch bei einem sehr niedrigen Pegel 18 eine sichere Ansaugung des Reduktionsmittels 12 gewährleistet werden. Für das Schwimmerelement 28 kann auch ein nicht dargestelltes Führungselement vorgesehen sein, welches dafür sorgt, dass das Schwimmerelement 28 in Bezug auf seine laterale Platzierung an der Oberfläche im wesentliche fixiert ist, ohne dass eine Auf- und Ab-Bewegung infolge veränderlicher Pegelstände behindert ist. Die kann beispielsweise mittels eines sich vom Boden 36 in Richtung des oberen Bereichs der Wand 38 erstreckenden rohrförmigen Führungselements erfolgen, welches in seinem Inneren das Schwimmerelement 28 beweglich aufnimmt.
Das Leitungselement 26 des Ansaugelements 24 ist länger als ein Abstand A von der Pumpe 20 zu einem den Aufnahmeraum 16 in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzenden Boden 36 des Tanks 14. Bei dem Abstand A handelt es sich um den kürzesten Abstand zwischen der Pumpe 20 und dem Boden 36. Durch diese gegenüber dem Abstand A größere Länge des Leitungselements 26 kann sichergestellt werden, dass auch bei einem sehr geringen Pegel 18, das heißt bei einer nur sehr geringen Menge des Reduktionsmittels 12 immer noch Reduktionsmittel 12 über das Leitungselement 26 angesaugt werden kann.
Darüber hinaus könnte das Leitungselement 26 aufgrund seiner großen Länge für unterschiedliche Bauvarianten des Tanks 14 verwendet werden, wobei sich diese Bauvarianten in ihrer Geometrie, insbesondere in ihrer Tiefe und somit in dem Abstand A, voneinander unterscheiden. Das Leitungselement 26 kann nämlich aufgrund seiner Flexibilität und aufgrund seiner Länge an diese unterschiedlichen Geometrien, insbesondere an die unterschiedlichen Tiefen beziehungsweise Abstände A angepasst werden. So ist es beispielsweise möglich, für unterschiedliche Geometrien des Tanks 14 die gleiche Bauvariante des Leitungselements 26 zu verwenden. Hierdurch kann die Anzahl an voneinander unterschiedlichen Bauteilen zur Realisierung der unterschiedlichen Bauvarianten des Tanks 14 gering gehalten werden. Mit anderen Worten kann eine sehr hohe Gleichteileanzahl realisiert werden, so dass die unterschiedlichen Bauvarianten des Tanks 14 und somit der Fördereinrichtung 10 insgesamt auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden können.
Zur Realisierung eines geringen Bauraumbedarfs kann die Pumpe 20 innerhalb des Tanks 14, das heißt beispielsweise in dem Aufnahmeraum 16 angeordnet sein. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass die Pumpe 20 – wie dies auch bei der ersten Ausführungsform vorgesehen ist – außerhalb des Tanks 14 angeordnet ist. Hierdurch kann die Anzahl an Dichtflächen gering gehalten werden. Die Pumpe 20 ist am Tank 14 angeordnet. Vorliegend ist die Pumpe 20 an einer den Aufnahmeraum 16 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin begrenzenden Wandung 38 des Tanks 14 angeordnet.
Das Leitungselement 26 und das Schwimmerelement 28 sind so ausgeführt beziehungsweise aufeinander abgestimmt, dass das Schwimmerelement 28 an der Oberfläche 30 des Reduktionsmittels 12 schwimmt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Reduktionsmittel 12 von der Oberfläche 30 beziehungsweise aus einem der Oberfläche 30 nahen Bereich entnommen wird.
In dem Schwimmkörper 32 ist zumindest ein Filterelement 40 des Schwimmerelements 28 angeordnet. Das Filterelement ist beispielsweise aus Filtervlies oder aus einer gelochten Folie gebildet. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Schwimmerelement 28 wenigstens ein elektrisches Heizelement umfasst. Mittels des Heizelements kann beispielsweise das Filterelement 40 beheizt beziehungsweise erwärmt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Filterelement 40 durch das elektrische Heizelement gebildet ist. Hierzu ist die genannte Folie beispielsweise als PTC-Folie (PTC = Positive Temperature Coefficient) ausgebildet, so dass die Folie beziehungsweise das Filterelement 40 erwärmbar ist, indem elektrischer Strom hindurchgeleitet wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil des Leitungselements 26 mit zumindest einem Heizelement, insbesondere einem elektrischen Heizelement, versehen ist. Mittels dieses Heizelements des Ansaugelements 24 ist das Leitungselement 26 zumindest teilweise erwärmbar. Durch Beheizen des Schwimmerelements 28 und/oder des Leitungselements 26 kann Eisbildung entgegengewirkt werden, so dass eine Verstopfung des Ansaugelements 24 vermieden oder aufgehoben werden kann.
Aus 2 ist erkennbar, dass das Schwimmerelement 28 auch wenigstens einen Sensor 42 umfasst. Mittels des Sensors ist wenigstens ein eine Menge und/oder eine Qualität des in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommenen Reduktionsmittels 12 charakterisierendes Signal erfassbar. Mittels des Sensors 42 kann somit beispielsweise die Menge des Reduktionsmittels 12 erfasst werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dem Fahrer des Kraftwagens ein die Menge charakterisierendes Symbol und/oder einen die Menge charakterisierenden Wert anzuzeigen, so dass dieser beispielsweise das Nachfüllen von Reduktionsmittel 12 veranlassen kann.
Das Schwimmerelement 28 umfasst darüber hinaus eine Sendeeinrichtung 44, mittels welcher das mittels des Sensors 42 erfasste Signal drahtlos an eine korrespondierende Empfangseinrichtung 46 der Fördereinrichtung 10 übermittelbar ist. Diese drahtlose Übermittlung des Signals erfolgt beispielsweise durch elektromagnetische Wellen 48.
Die Empfangseinrichtung 46 kann die elektromagnetischen Wellen 48 und somit das Signal empfangen und auswerten. Hierzu ist beispielsweise eine Auswertelogik vorgesehen. Wie aus 2 erkennbar ist, ist die Empfangseinrichtung 46 mit der Auswertelogik in die Pumpe 20 integriert beziehungsweise mit der Pumpe 20 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Hierdurch ist eine Pumpeneinheit umfassend die Pumpe 20 und die Empfangseinrichtung 46 geschaffen.
Schließlich umfasst das Schwimmerelement 28 auch einen sogenannten Mikrogenerator 50. Der Mikrogenerator 50 dient zur Bereitstellung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, für den Sensor 42 und/oder für die Sendeeinrichtung 44. Der Mikrogenerator 50 arbeitet nach der sogenannten Energy-Harvesting-Technologie. Dabei handelt es sich um ein zumindest im Wesentlichen autarkes System, welches durch Schwappbewegungen des Reduktionsmittels 12 angetrieben wird. Mit anderen Worten nutzt das System die Schwappbewegungen des Reduktionsmittels 12 zur Erzeugung von Energie. Da sich das Schwimmerelement 28 und somit der Mikrogenerator 50 mit den Schwappbewegungen des Reduktionsmittels 12 mitbewegen, resultiert daraus kinetische Energie, welche mittels des Mikrogenerators 50 in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Hierbei wird beispielsweise wenigstens ein Magnet, insbesondere Permanentmagnet, des Mikrogenerators 50 in einer elektrischen Spule relativ zu dieser bewegt, so dass eine elektrische Spannung in der Spule induziert wird. Diese elektrische Spannung kann schließlich zum Betreiben des Sensors 42 und/oder der Sendeeinrichtung 44 genutzt werden.
3 zeigt die Fördereinrichtung 10 ausschnittsweise gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie aus 3 erkennbar ist, ist der Schwimmkörper 32 zumindest im Wesentlichen kegelförmig oder trichterförmig ausgebildet. Dabei verjüngt sich der Schwimmkörper 32 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin. Der Schwimmkörper 32 ist somit nach Art einer Boje beziehungsweise Schwimmboje ausgebildet, so dass er eine hohe Schwimmstabilität auf der Oberfläche 30 aufweist.
Bezugszeichenliste

10: Fördereinrichtung
12: Reduktionsmittel
14: Tank
16: Aufnahmeraum
18: Pegel
20: Pumpe
22: Einfüllstutzen
24: Ansaugelement
26: Leitungselement
28: Schwimmerelement
30: Oberfläche
32: Schwimmkörper
34: Hohlkammer
36: Boden
37: Gewichtselement
38: Wand
40: Filterelement
42: Sensor
44: Sendeeinrichtung
46: Empfangseinrichtung
48: elektromagnetische Wellen
50: Mikrogenerator
A: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/126366 A1 [0004]

Claims

Fördereinrichtung (10) zum Fördern eines für die Nachbehandlung von Abgas eines Fahrzeugs vorgesehenen, flüssigen Reduktionsmittels (12), mit wenigstens einem Speicherbehältnis (14), welches zumindest einen Aufnahmeraum (16) zum Aufnehmen des Reduktionsmittels (12) aufweist, mit wenigstens einer Pumpe (20) zum Fördern des Reduktionsmittels (12) aus dem Aufnahmeraum (16), und mit wenigstens einem Ansaugelement (24), welches zumindest ein in den Aufnahmeraum (16) ragendes Leitungselement (26) aufweist, über welches das Reduktionsmittels (12) aus dem Aufnahmeraum (16) mittels der Pumpe (20) zu fördern ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) flexibel ausgebildet ist.
Fördereinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (26) länger als ein Abstand (A) von der Pumpe (20) zu einem den Aufnahmeraum (16) in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzenden Boden (36) des Aufnahmebehältnisses (14) ausgebildet ist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible und einerseits mit der Pumpe (20) fluidisch gekoppelte Leitungselement (26) andererseits mit wenigstens einem Schwimmerelement (28) zum Schwimmen auf einer Oberfläche (30) des Reduktionsmittels (12), insbesondere fluidisch, verbunden ist.
Fördereinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das fluidisch mit dem Leitungselement (26) gekoppelte Schwimmerelement (28) zumindest eine Ansaugöffnung aufweist, über welche Reduktionsmittel (12) aus dem Aufnahmeraum (16) in das Leitungselement (26) und über dieses zur Pumpe (20) förderbar ist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugelement (24) wenigstens ein Heizelement, insbesondere ein elektrisches Heizelement, umfasst, mittels welchem das Schwimmerelement (28), insbesondere ein Filterelement (40) zum Filtern des Reduktionsmittels (20), zumindest teilweise beheizbar ist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmerelement (28) ein Filterelement (40), insbesondere ein Sieb, zum Filtern des Reduktionsmittels (12) aufweist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmerelement (28) wenigstens eine abgeschlossene und mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllte Hohlkammer (34) aufweist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmerelement (28) wenigstens einen Sensor (42) zum Erfassen wenigstens eines eine Menge und/oder eine Qualität des Reduktionsmittels (12) charakterisierenden Signals umfasst.
Fördereinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmerelement (28) wenigstens eine Sendeeinrichtung (44) umfasst, mittels welcher das Signal drahtlos an eine korrespondierende Empfangseinrichtung (46) übermittelbar ist.
Fördereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (20) an einer den Aufnahmeraum (16) in Fahrzeughochrichtung nach oben begrenzenden Wandung (38) des Speicherbehältnisses (14) angeordnet ist.