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Die Erfindung betrifft einen Tank für einen Kraftwagen, insbesondere für ein Nutzfahrzeug.
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Aus dem Nutzfahrzeugbau ist es bekannt, große Kraftstofftanks aus Metall zu fertigen. Des Weiteren werden bei Nutzfahrzeugen Tanks für eine unter dem Markennamen AdBlue® erhältliche Reduktionsmittellösung für die Abgasnachbehandlung aus Kunststoff gefertigt. Als Reduktionsmittellösung kommt hierbei eine wässrige Harnstofflösung zum Einsatz, welche in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens eingebracht wird. In einem SCR-Katalysator (SCR = Selective Catalytic Reduction, selektive katalytische Reduktion) wird aus dem Harnstoff im heißen Abgas gebildeter Ammoniak mit Stickoxiden aus dem Abgas in einer selektiven katalytischen Reduktionsreaktion zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Die Verwendung von Metall für große Kraftstofftanks für LKWs und von Kunststoff für AdBlue®-Tanks liegt in der Materialverträglichkeit begründet.
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Die unterschiedlichen Materialien für diese unterschiedlichen Tanks machen bislang unterschiedliche und unterschiedliche viele Anbindungen zum Befestigen der jeweiligen Tanks am Kraftwagen erforderlich. Dies geht mit einem entsprechenden Aufwand einher.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Tank der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Tank mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Tank umfasst ein erstes aus einem Kunststoff gebildetes Modul, welches mit einem zweiten, aus einem Kunststoff gebildeten Modul des Tanks verbunden ist. Das erste Modul ist zu einer Seite hin offen ausgebildet. Die offene Seite des ersten Moduls ist durch eine Wand des zweiten Moduls zumindest bereichsweise verschlossen. Wenn die Wand des zweiten Moduls die offene Seite des ersten Moduls vollständig verschließt, so ist auf einfache Weise ein Tank mit zwei voneinander getrennten Kammern geschaffen, welche für unterschiedliche zu speichernde Medien, etwa für Kraftstoff einerseits und für eine Reduktionsmittellösung für die Abgasnachbehandlung andererseits, genutzt werden können. Sind also die beiden Module durch die Wand des zweiten Moduls fluidisch voneinander getrennt, so ist eine Integration eines AdBlue®-Tanks beziehungsweise eines derartigen Tanks für eine Reduktionsmittellösung in einem Kraftstofftank erreichbar. Mit anderen Worten sind die wenigstens zwei für unterschiedliche Medien vorgesehenen Module in einen gemeinsamen Tank integriert ausgebildet.
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Ist hingegen durch die Wand des zweiten Moduls die offene Seite des ersten Moduls nur bereichsweise verschlossen, so lässt sich das gewünschte, durch die wenigstens zwei Module gebildete gesamte Volumen des Tanks einfach skalieren. Es kann also beispielsweise ein großer Kraftstofftank für einen LKW kostengünstig aus Kunststoff modular hergestellt und im gewünschten Volumen skaliert werden.
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In beiden Fällen lässt sich durch das Verbinden der wenigstens zwei Module miteinander ein gemeinsames Anbindungskonzept realisieren. Es brauchen nämlich lediglich entsprechende Anbindungen für den die wenigstens zwei Module umfassenden Tank bereitgestellt werden und nicht für zwei separate Tanks. So lässt sich im Vergleich zum Anbringen zweier voneinander getrennter Tanks am Kraftwagen eine Reduktion der vorzusehenden Halter und Anbindungen realisieren, und es ist ein verbesserter Tank geschaffen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass kleinere Kraftstofftanks für LKWs derzeit bereits aus Kunststoff hergestellt werden. Die Technologie der Verwendung von Kunststoff zum Speichern von Kraftstoff in einem Tank eines Kraftwagens ist somit verfügbar. Auch ist das Verbinden der Kunststoffe der Module miteinander etwa durch Kunststoffschweißen eine erprobte und verlässliche Technologie.
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Insbesondere, wenn für unterschiedliche zu speichernde Medien (wie etwa den Kraftstoff und die Reduktionsmittellösung) das gleiche Material (nämlich der Kunststoff) zum Bereitstellen des jeweiligen Moduls verwendet wird, lässt sich im Vergleich zur derzeit üblichen Verwendung unterschiedlicher Materialien eine Reduktion der Varianz für Tanksysteme insbesondere im Nutzfahrzeugbau erreichen. Aufgrund des Miteinander-Verbindens der wenigstens zwei Module des Tanks miteinander lässt sich auch im Hinblick auf unterschiedliche Größen des Tanks und die Anbindung des Tanks an den Kraftwagen eine Reduktion der Varianzen erreichen. Die Verringerung der Varianten geht mit einer Kostenreduktion einher.
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Ein weiterer Vorteil ist die mögliche Integration des AdBlue®-Tanks in das Materialsystem des Kraftstofftanks. Die Verwendung einer gemeinsamen Anbindung etwa an einen Rahmen des Nutzfahrzeugs verringert den für das Festlegen des Kraftstofftanks am Kraftwagen vorzusehenden Aufwand. Die modulare Herstellung durch das Verbinden der wenigstens zwei Module aus Kunststoff miteinander sorgt zudem für eine einfache und vorteilhafte Skalierbarkeit des Tanks. Des Weiteren ist eine Übertragbarkeit des Konzepts der Verbindung der wenigstens zwei Module des Tanks miteinander auf unterschiedliche Baureihen, insbesondere LKW-Baureihen, ermöglicht.
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Bevorzugt überlappen ein an die Wand des zweiten Moduls angrenzender Wandbereich des zweiten Moduls und ein an die offene Seite des ersten Moduls angrenzender Wandbereich des ersten Moduls miteinander. Hierbei sind die beiden Module in einem Überlappungsbereich der Wandbereiche miteinander verbunden, insbesondere durch Kunststoffschweißen. Durch das Vorsehen der Überlappungsbereiche kann ein besonders sicherer, inniger Verbund der wenigstens zwei Module miteinander erreicht werden. Des Weiteren lassen sich die wenigstens zwei im Wesentlichen wannenförmig ausgebildeten Module dann besonders leicht je nach Bedarf ineinander stecken und stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Kunststoffschweißverfahrens, miteinander verbinden.
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Bevorzugt weist das erste Modul eine erste Einfüllöffnung auf und das zweite Modul eine zweite Einfüllöffnung. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erste Modul zum Aufnehmen einer Reduktionsmittellösung ausgebildet ist, mittels welcher in einer Abgasnachbehandlungseinrichtung des Kraftwagens ein Gehalt an Stickoxiden in dem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens verringert werden kann. Hierbei ist dann das zweite Modul zum Aufnehmen von Kraftstoff ausgebildet.
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Auch das zweite Modul kann zu einer Seite hin offen ausgebildet sein, wobei die offene Seite des zweiten Moduls durch eine Wand eines dritten Moduls bereichsweise verschlossen ist. Die Wand des dritten Moduls kann wenigstens eine Durchtrittsöffnung aufweisen. So kann durch die Wand des dritten Moduls eine Schwallwand in einer das zweite Modul und das dritte Modul umfassenden Baugruppe bereitgestellt werden. Dadurch werden Schwappbewegungen des Mediums in der Baugruppe, insbesondere Schwappbewegungen von Kraftstoff, erschwert.
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Auch das zweite Modul und/oder das dritte Modul können zu einer Seite hin offen ausgebildet sein. Hierbei kann die offene Seite des zweiten Moduls mittels eines vierten Moduls verschlossen sein, oder es kann die offene Seite des dritten Moduls mittels des vierten Moduls verschlossen sein. So lässt sich besonders einfach ein Tank mit einem gewünschten Volumen bereitstellen, bei welchem das vierte Modul die offene Seite verschließt.
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Vorzugsweise ist auch das vierte Modul zu einer Seite hin offen ausgebildet. Hierbei sind die offenen Seiten des zweiten Moduls und des vierten Moduls und/oder die offenen Seiten des dritten Moduls und des vierten Moduls einander zugewandt. Dann wird durch das vierte Modul nicht nur ein Verschluss des zweiten Moduls oder des dritten Moduls gebildet. Vielmehr wird auch durch das vierte Modul ein Volumen zum Speichern des jeweiligen Mediums bereitgestellt.
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Auch hierbei können an die offenen Seiten der miteinander verbundenen Module angrenzende Wandbereiche miteinander überlappen, wobei die Module in einem Überlappungsbereich der Wandbereiche, insbesondere durch Kunststoffschweißen, miteinander verbunden sind.
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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. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 schematisch einen aus drei wannenförmigen Modulen gebildeten Tank für einen Kraftwagen; und
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2 schematisch einen aus vier wannenförmigen Modulen gebildeten Tank für den Kraftwagen;
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In 1 ist in einer schematischen Explosionsdarstellung ein Tank 10 für ein Nutzfahrzeug gezeigt, welcher in drei aus Kunststoff gebildete Module 12, 14, 16 untergliedert ist. Das erste Modul 12 ist als nach einer zu einer Seite 18 hin offene Wanne ausgebildet. Vorliegend ist dieses wannenförmige Modul 12 wie auch die weiteren Module 14, 16 im Querschnitt rechteckig ausgebildet. Das wannenförmige Modul 12 weist eine Rückwand 20 auf, durch welche zugleich eine Außenwand des Tanks 10 gebildet ist. An die Rückwand 20 schließen sich vier Seitenwände 22 an. In der oberen Seitenwand 22 ist eine Einfüllöffnung 24 ausgebildet, etwa im Bereich eines Einfüllstutzens.
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Das zweite Modul 14 ist vorliegend ebenfalls wie eine Wanne ausgebildet. Entsprechend weist auch das zweite Modul 14 eine Rückwand 26 auf, an welche sich vier Seitenwände 28 anschließen. Auch bei dem zweiten Modul 14 ist in der oberen Seitenwand 28 eine Einfüllöffnung 30 ausgebildet, etwa im Bereich eines Einfüllstutzens.
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Wenn die beiden aus Kunststoff gebildeten Module 12, 14 miteinander verbunden werden, so ist durch die Rückwand 26 des zweiten Moduls 14 die offene Seite 18 des ersten Moduls 12 verschlossen. Wenn die beiden wannenförmigen Module 12, 14 ineinander gesteckt werden, überlappen an die Rückwand 26 des zweiten Moduls 14 angrenzende jeweiliger Wandbereich 32 der Seitenwände 28 des zweiten Moduls 14 und ein an die offene Seite 18 angrenzender jeweiliger Wandbereich 34 der Seitenwände 22 des ersten Moduls 12 miteinander. In einem entsprechenden Überlappungsbereich der Wandbereiche 32, 34 sind die beiden Module 12, 14 durch Kunststoffschweißen miteinander verbunden. Vorliegend ist das zweite Modul 14 im Überlappungsbereich geringfügig verjüngt, sodass das zweite Modul 14 besonders einfach ein Stück weit in das erste Modul 12 eingesteckt werden kann.
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Bei dem in 1 gezeigten Tank 10 weist auch das zweite Modul 14 eine offene Seite 36 auf. Im Bereich dieser offenen Seite 36 kann das zweite Modul 14 mit einem dritten Modul 38 verbunden sein (vergleiche 2) oder mit dem in 1 gezeigten vierten Modul 16. In alternativen Ausführungsformen des Tanks 10 kann des Weiteren das zweite Modul 14 an der Seite 36 geschlossen ausgebildet sein.
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Gemäß 1 ist auch das vierte Modul 16 wie eine Wanne, also im Wesentlichen wannenförmig ausgebildet. Hierbei weist das vierte Modul 16 eine offene Seite 40 auf, welche der offenen Seite 36 des zweiten Moduls 14 zugewandt ist. Des Weiteren ist das vierte Modul an dieser, der offenen Seite 40 gegenüberliegenden Seite durch eine Wand 42 verschlossen, durch welche eine Außenwand des Tanks 10 gebildet ist. An die Wand 42 grenzen entsprechende obere, untere, vordere und hintere Seitenwände 44 des vierten Moduls 16 an. Wenn das vierte Modul 16 mit dem zweiten Modul 14 verbunden ist, überlappen Wandbereiche 46 der Seitenwände 44 mit an die offene Seite 36 des zweiten Moduls 14 angrenzenden Wandbereichen 48 der Seitenwände 28 des zweiten Moduls 14. Mit anderen Worten können die Seitenwände 44 des vierten Moduls 16 ein Stück weit in das zweite Modul 14 eingesteckt werden. Dies führt dazu, dass die Seitenwände 44 des vierten Moduls 16 in den jeweiligen Wandbereichen 46 mit den Seitenwänden 28 des zweiten Moduls 14 in den jeweiligen Wandbereichen 48 überlappen. In diesem Überlappungsbereich der Wandbereiche 46, 48 sind das zweite Modul 14 und das vierte Modul 16 miteinander durch Kunststoffschweißen verbunden. In Varianten des Tanks 10 kann alternativ das zweite Modul 14 ein Stück weit in das vierte Modul 16 eingesteckt sein.
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Bei dem in 2 gezeigten Tank 10 ist zwischen das zweite Modul 14 und das vierte Modul 16 noch das dritte Modul 38 zwischengeschaltet. Auch das dritte Modul 38 ist vorliegend wannenförmig ausgebildet und weist eine bereichsweise verschlossene oder geschlossene Seite auf, welche durch eine Wand 49 mit Durchtrittsöffnungen 50 gebildet ist. Durch die Wand 49 ist somit eine Schwallwand des Tanks 10 bereitgestellt, wenn das zweite Modul 14 mit dem dritten Modul 38 verbunden ist.
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Auch das dritte, aus Kunststoff gebildete Modul 38 weist eine offene Seite 52 auf, welche der Wand 49 gegenüber liegt und an welche vier im Querschnitt ein Rechteck bildende Seitenwände 54 angrenzen. Wenn das zweite Modul 14 mit dem dritten Modul 38 verbunden wird, überlappen Wandbereiche 56 der Seitenwände 54 des dritten Moduls 38 mit den an die offene Seite 36 des zweiten Moduls 14 angrenzenden Wandbereichen 48 der Seitenwände 28 des zweiten Moduls 14.
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Vorliegend verjüngt sich das dritte Modul 38 zur bereichweise geschlossenen Wand 49 hin und zu seiner offenen Seite 52 hin. Entsprechend kann das dritte Modul 38 ein Stück weit in das zweite Modul 14 eingesteckt werden. Des Weiteren kann das dritte Modul 38 auch ein Stück weit in das vierte Modul 16 eingesteckt werden. Dann überlappen an die offene Seite 52 angrenzende Wandbereiche 58 der Seitenwände 54 des dritten Moduls 38 mit den an die offene Seite 40 des vierten Moduls 16 angrenzenden Wandbereichen 46 der Seitenwände 44 des vierten Moduls 16. Durch Variationen einer Breite 60 des dritten Moduls 38 können leicht unterschiedliche Größen des Tanks 10 realisiert werden. In analoger Weise können entsprechende Längen oder Breiten der übrigen Module 12, 14, 16 variieren, um einen Tank 10 einer gewünschten Größe bereitzustellen.
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Vorliegend ist das erste Modul 12 zum Aufnehmen einer Reduktionsmittellösung ausgebildet, mittels welcher in einer Abgasnachbehandlungseinrichtung des Nutzfahrzeugs ein Gehalt an Stickoxiden im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des Nutzfahrzeugs verringert werden kann. Demgegenüber wird durch das zweite Modul 14 und das vierte Modul 16 (vergleiche 1) beziehungsweise durch das zweite Modul 14, das dritte Modul 38 und das vierte Modul 16 ein Aufnahmeraum des Tanks 10 für Kraftstoff begrenzt. Entsprechend kann das erste Modul 12 als so genanntes AdBlue®-Modul ausgebildet sein, das zweite Modul 14 als erstes Tankmodul, das dritte Modul 38 als (optionales) Tank-Zwischenmodul und das vierte Modul 16 als Tank-Endmodul.
