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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil für einen Harnstofftank eines Fahrzeugs (z.B. Kraftfahrzeugs). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil, das das Problem lösen kann, bei dem Harnstoff (bzw. Harnstofflösung) aus einem Einfüllstutzen herausströmt aufgrund einer Wirkung des Innendrucks eines Harnstofftanks, wenn eine Einfüllpistole aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen herausgezogen wird, nachdem der Harnstoff in dem Harnstofftank aufgefüllt wurde.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Während Probleme in Bezug auf Umweltverschmutzung als gesellschaftlich wichtige Probleme aufkommen, sind Abgasregulierungen von Verbrennungsmotoren, die fossile Kraftstoffe verwenden, zunehmend strikter geworden.
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Insbesondere sind in dem Abgas von Diesel-Verbrennungsmotorfahrzeugen, die Dieselkraftstoff verwenden, wie z.B. Bussen und Lastkraftwagen, eine große Menge an Stickoxiden (NOx) enthalten, die als ein Ursachenstoff für sauren Regen und Atemwegserkrankungen bekannt sind. Somit regulieren die Abgas-Regulierungsstandards für Kraftfahrzeuge, die in jüngster Zeit angewendet werden oder angewendet werden sollen, weiter strikter die Emissionsstandards von Stickoxiden.
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Um die Emissionsstandards zu erfüllen, wurde ein Verfahren zum Verringern von in dem Abgas eines Dieselverbrennungsmotors enthaltenen Stickoxiden vorgeschlagen, indem ein Selektive-Katalytische-Reduktion(SCR)-System auf ein Fahrzeug angewendet wird.
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Das SCR-System entfernt Stickoxide in dem Abgas durch Nutzung von Harnstoff als einen Katalysator, um Stickoxide zu Stickstoff und Wasser zu reduzieren, und zur Reduzierung von Stickoxiden wird normalerweiser Harnstoff bis zu etwa 4 % bis 6 % des Kraftstoffverbrauchs verwendet.
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Somit sollte Harnstoff periodisch aufgefüllt (z.B. getankt) werden in der gleichen Weise wie das Auffüllen von Kraftstoff im Fahrzeug, und aus diesem Grund sind Diesel-Verbrennungsmotorfahrzeuge, auf die das SCR-System angewendet ist, mit einem Kraftstofftank und einem Harnstofftank ausgestattet.
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Zur Zeit wird das SCR-System hauptsächlich auf große Fahrzeuge wie z.B. Lastkraftwagen angewendet und in den jüngsten Jahren wurde der Anwendungsumfang auf kleine Kraftwagen und mittelgroße Kraftwagen ausgedehnt.
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Da bei Ausdehnung der Anwendung des SCR-Systems ein Fahrer den Harnstoff im Harnstofftank auffüllen sollte, erhöht sich auch die Häufigkeit der Einfüllung des Harnstoffes, und ein Verfahren zum Einfüllen des Harnstoffes mittels einer Einfüllpistole bei einer Tankstelle und ein Verfahren des direkten Einfüllens des Harnstoffes durch einen Fahrer oder dergleichen kann angewendet werden.
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Indes ist 1 ein Diagramm, das eine Harnstofftankeinrichtung zeigt, in der der Harnstoff in dem Fahrzeug, auf welches das SCR-System angewendet ist, gespeichert ist, und wie veranschaulicht, ist die Harnstofftankeinrichtung so eingerichtet, dass sie einen Harnstofftank 1, der den Harnstoff speichert, einen Harnstoff-Einfüllstutzen 2 zum Einfüllen des Harnstoffes und eine Harnstoffleitung 3 aufweist, die zwischen dem Harnstofftank 1 und dem Harnstoff-Einfüllstutzen 2 verbindet.
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Im Inneren des Harnstofftanks 1 sind ein Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil (FLVV) 5, das verhindert, dass ein Harnstoff der Nennkapazität oder mehr eingefüllt wird, um die Übereinfüllung des Harnstoffes zu verhindern, eine Harnstoffpumpe 4, die den in dem Harnstofftank 1 gespeicherten Harnstoff pumpt und zuführt, um den Harnstoff einzuspritzen.
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Auch wird, wenn der Harnstoff eingefüllt wird, nachdem eine Einfüllpistole (nicht gezeigt) in den Einfüllstutzen 2 eingeführt wurde, um den Harnstoff aufzufüllen, der von der Einfüllpistole eingefüllte Harnstoff dem Harnstofftank 1 durch die Harnstoffleitung 3 zugeführt.
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Das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 5 ist ein Ventil, das verhindert, dass der Harnstoff durch den Harnstoff-Einfüllstutzen 2 weiterhin eingefüllt wird, wenn eine bestimmte Kapazität (Nennkapazität) des in den Harnstoff-Einfüllstutzen 2 eingefüllten Harnstoffes in dem Harnstofftank 1 aufgefüllt ist, und ein Schwimmer zum Öffnen und Verschließen eines Entlüftungsloches ist im Inneren des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 5 installiert.
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2 ist ein Diagramm, das ein konventionelles Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil zeigt, welches in dem Harnstofftank installiert ist, wobei das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 5 aufweist einen Kopfabschnitt 6, der an dem oberen Teil des Harnstofftanks 1 montiert ist und einen Auslasskanal 7 zum Auslassen der in den Innenraum eingeleiteten Luft durch ein Entlüftungsloch (nicht gezeigt) auf einer Seite hat, einen Gehäuseabschnitt 8, der integral an dem Kopfabschnitt 6 ausgebildet ist, ein Zuflussloch 9 hat, welches ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass die Luft und der Harnstoff in dem Harnstofftank 1 (z.B. die Luft und der Harnstoff, die in dem Harnstofftank vorhanden sind) in den Innenraum strömen, und angeordnet ist, indem er in den oberen Innenraum des Harnstofftanks 1 eingesetzt wird, einen Schwimmer 10, der in dem Innenraum des Gehäuseabschnittes 8 installiert ist, um sich gemäß einer Flüssigkeitspegelhöhe des aus dem Harnstofftank 1 durch das Zuflussloch 9 eingeleiteten Harnstoffes vertikal zu bewegen, und ein Entlüftungsloch, das ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass der Innenraum des Kopfabschnittes 6 und der Innenraum des Gehäuseabschnittes 8 miteinander in Verbindung sind.
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Zu diesem Zeitpunkt sind eine Position und eine Höhe des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils 5, die Zuflussloch-Höhe des Gehäuseabschnittes und dergleichen so gesetzt, dass der Schwimmer 10 um den durch das Zuflussloch 9 in den Innenraum des Gehäuseabschnittes 8 eingeleiteten Harnstoff auf eine Höhe steigen kann, bei der er imstande ist, das Entlüftungsloch zu blockieren, wenn der Harnstoff der definierten Nennkapazität in dem Harnstofftank 1 aufgefüllt wird.
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Überdies sollte, da die Kapazität des Harnstoffs expandiert, wenn er auf Unter-Null-Temperaturen (ungefähr –11 °C) gefroren wird, ein Spielraum für einen leeren Raum innerhalb des Harnstofftankes 1 vorhanden sein unter Berücksichtigung des Betrags der Volumenexpansion, und die Nennkapazität wird unter Berücksichtigung des leeren Raumes bestimmt.
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In dem Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 5 der obigen Konfiguration steigt, wenn der durch den Harnstoff-Einfüllstutzen 2 eingefüllte Harnstoff in dem Harnstofftank 1 mit einer Nennkapazität aufgefüllt wird, der Schwimmer 10 durch den Harnstoff in dem Gehäuseabschnitt 8, der durch das Zuflussloch 9 eingeleitet wird, um das Entlüftungsloch zu blockieren, wodurch verhindert wird, dass der Harnstoff weiterhin eingefüllt wird.
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Wenn der in dem Harnstofftank 1 gefüllte Harnstoff nicht die Nennkapazität erreicht, strömt der Harnstoff nicht in den Gehäuseabschnitt 8 des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils 5 oder der Harnstoff strömt in den Gehäuseabschnitt auf eine niedrige Flüssigkeitspegelhöhe, so dass der Schwimmer 10 nicht das Entlüftungsloch blockieren kann.
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Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Schwimmer 10 unterhalb des Gehäuseabschnittes 8 und verbleibt in dem Zustand, in dem das Entlüftungsloch geöffnet ist, und der Harnstoff kann nicht den Schwimmer anheben, um das Entlüftungsloch zu blockieren, wenn die Flüssigkeitspegelhöhe des Harnstoffes niedrig ist, selbst wenn der Harnstoff in den Gehäuseabschnitt strömt, und somit ist das Entlüftungsloch offen.
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Wenn das Entlüftungsloch auf diese Weise offen ist, ist es möglich, den Harnstoff in den Harnstofftank 1 mittels des Harnstoff-Einfüllstutzens 2 einzufüllen, da die Luft des oberen Teils (z.B. Luft über dem oberen Teil) des Harnstoffflüssigkeitspegels in dem Harnstofftank 1 durch das Zuflussloch 9 des Gehäuseabschnittes 8, den Innenraum des Gehäuseabschnittes, das Entlüftungsloch, den Innenraum des Kopfabschnittes 6 und den Auslasskanal 7 entweichen kann.
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Indes bewegt sich, wenn die Flüssigkeitspegelhöhe des in den Gehäuseabschnitt 8 gefüllten Harnstoffes ansteigt, der Schwimmer 10 nach oben, und nachdem der Harnstoff der Nennkapazität im Inneren des Harnstofftanks 1 eingefüllt ist, blockiert der Schwimmer 10 das Entlüftungsloch in dem Zustand, in dem er durch den in den Innenraum des Gehäuseabschnittes 8 gefüllten Harnstoff angehoben ist.
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Wenn der Harnstoff auf diese Weise in den Innenraum des Gehäuseabschnittes 8 eingefüllt ist, wird der Harnstoff nicht weiter durch den Harnstoff-Einfüllstutzen 2 in den Harnstofftank 1 eingefüllt, da der Schwimmer 10 das Entlüftungsloch blockiert, um das Entweichen der Luft zu verhindern.
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Indes wird, nachdem wie oben erläutert der Harnstoff der Nennkapazität in den Harnstofftank 1 durch den Harnstoff-Einfüllstutzen 2 eingefüllt ist, das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil abgesperrt und der Harnstoff wird nicht weiter eingefüllt. Luft wird auf der oberen Seite der Nennkapazitätslinie in dem Harnstofftank 1 verdichtet, und ein statischer Druck wird gebildet.
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Dieser Druck wirkt auf den Flüssigkeitspegel des in dem Harnstofftank 1 gefüllten Harnstoffes, und wenn die Einfüllpistole nach dem Auffüllen des Harnstoffes aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen 2 gezogen wird, gibt es das Problem, dass der in dem Harnstofftank 1 oder der Harnstoffleitung 3 vorhandene Harnstoff aufgrund des Drucks aus dem Einfüllstutzen 2 in entgegengesetzter Richtung herausströmt.
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Auf diese Weise verschmutzt, wenn der Harnstoff nach dem Auffüllen der Nennkapazität durch den Einfüllstutzen herausströmt, der Harnstoff das Fahrzeug, und eine Unzufriedenheit des Benutzers aufgrund des von dem Ammoniak hervorgerufenen, unangenehmen Geruchs tritt auf.
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Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung zum Verbessern der Harnstoff-Einfülleigenschaften bereitzustellen, die imstande ist, das konventionelle Problem zu lösen, bei dem der Harnstoff aufgrund der Wirkung des Innendrucks des Harnstofftanks aus dem Einfüllstutzen herausströmt, wenn die Einfüllpistole aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen des Fahrzeugs herausgezogen wird, nachdem Harnstoff der Nennkapazität in den Harnstofftank aufgefüllt wurde.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann ein Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil für einen Harnstofftank eines Fahrzeugs (z.B. in Kombination mit einem Harnstofftank) aufweisen: einen Kopfabschnitt, der einen ersten Innenraum, einen zweiten Innenraum und einen Auslasskanal zum Abführen von in den ersten Innenraum strömender (z.B. eingeleiteter) Luft hat, einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt, die integral am Kopfabschnitt ausgebildet sind, wobei der erste und der zweite Gehäuseabschnitt jeweilig ein Zuflussloch haben, das (jeweils) so ausgebildet ist, das Luft und Harnstoff in dem Harnstofftank (z.B. die Luft und der Harnstoff, die in dem Harnstofftank vorhanden sind) in einen Innenraum des jeweiligen ersten und zweiten Gehäuseabschnittes strömen (z.B. eingeleitet werden), und positioniert sind, indem sie in den Harnstofftank eingesetzt werden, einen Schwimmer, der in dem Innenraum des ersten Gehäuseabschnittes so angeordnet ist, dass er sich gemäß einer Flüssigkeitspegelhöhe des aus dem Harnstofftank durch ein jedes Zuflussloch eingeleiteten Harnstoffes vertikal bewegt, und so eingerichtet ist, dass er gemäß einer vertikalen Bewegungsposition ein Entlüftungsloch zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem Kopfabschnitt öffnet und verschließt, ein (oder mehrere) Entlüftungsloch bzw. Entlüftungslöcher, das so ausgebildet ist, dass es eine Verbindung zwischen dem ersten Innenraum des Kopfabschnittes und dem Innenraum des ersten Gehäuseabschnittes bzw. zwischen dem zweiten Innenraum des Kopfabschnittes und dem Innenraum des zweiten Gehäuseabschnittes ermöglicht, und eine Verbindungspassage, die vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass der erste Innenraum und der zweite Innenraum des Kopfabschnittes miteinander in Verbindung sind, wobei das Zuflussloch des ersten Gehäuseabschnittes auf einer Höhe ausgebildet ist, niedriger als das Zuflussloch des zweiten Gehäuseabschnittes.
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Das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil für den Harnstofftank des Fahrzeugs kann ferner aufweisen einen Schwimmer, der in dem Innenraum des zweiten Gehäuseabschnittes so angeordnet ist, dass er sich gemäß der Flüssigkeitspegelhöhe des aus dem Harnstofftank durch das Zuflussloch eingeleiteten Harnstoffes vertikal bewegt, und so eingerichtet ist, dass er gemäß der vertikalen Bewegungsposition das Entlüftungsloch zwischen dem zweiten Gehäuseabschnitt und dem Kopfabschnitt öffnet und verschließt.
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Der Kopfabschnitt kann einen Flansch aufweisen, der an einer Außenfläche des Harnstofftanks befestigt oder mit dieser starr gekoppelt wird (z.B. ist).
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Der Kopfabschnitt kann an einem Harnstofftank-Oberabschnitt befestigt werden (z.B. sein), und der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt können so ausgebildet sein, dass sie sich integral am Kopfabschnitt erstrecken, um in dem Harnstofftank-Oberabschnitt (z.B. von dem Harnstofftank-Oberabschnitt aus) ins Innere eingesetzt zu werden (z.B. sein).
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Das Zuflussloch des ersten Gehäuseabschnittes kann auf einer Höhe ausgebildet sein, die den Zufluss des Harnstoffes dermaßen ermöglicht, dass der Schwimmer auf eine Entlüftungsloch-Blockierposition im Inneren des ersten Gehäuses angehoben wird, wenn der Harnstoff einer definierten Nennkapazität in dem Harnstofftank aufgefüllt wird.
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Das Zuflussloch des zweiten Gehäuseabschnittes kann eine kleinere Größe haben als das Zuflussloch des ersten Gehäuseabschnittes.
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Die Verbindungspassage kann einen Innendurchmesser von 3,5 mm haben.
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Die Verbindungspassage kann einen Innendurchmesser von 3 mm bis 4 mm haben.
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Somit ist es gemäß dem Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil nach der vorliegenden Erfindung im Zustand, in dem der Harnstoff der Nennkapazität in dem Harnstofftank aufgefüllt ist, möglich, das Problem wie in der bezogenen Technik zu lösen, bei dem der Harnstoff aus dem Einfüllstutzen herausströmt, wenn die Einfüllpistole aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen nach dem Auffüllen herausgezogen wird, indem ein separater Luftauslasspfad zum Beseitigen des statischen Drucks auf der oberen Seite der Flüssigkeitsfläche des in dem Harnstofftank eingefüllten Harnstoffes inkludiert wird.
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Es wird verstanden, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche Begriffe wie sie hierin verwendet werden, einschließend sind für allgemeine Kraftfahrzeuge wie Personenfahrzeuge inklusive Geländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und andere alternative Kraftstoff-Fahrzeuge (z.B. Kraftstoffe, die von Ressourcen außer Mineralöl stammen) mit einschließen. Wie hierin darauf verwiesen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen hat, zum Beispiel sowohl benzin-angetriebene als auch elektrisch-angetriebene Fahrzeuge.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
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Erläuterung der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm, das eine Harnstofftankeinrichtung gemäß der bezogenen Technik zeigt, welche Harnstoff in dem Fahrzeug speichert, auf das ein SCR-System angewendet ist.
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2 ist ein Diagramm, das ein konventionelles Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil gemäß der bezogenen Technik zeigt, welches in dem Harnstofftank montiert ist.
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3 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein beispielhaftes Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die das beispielhafte Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist eine Querschnittsansicht des beispielhaften Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil bereit, das verbessert ist, um das Problem zu lösen, bei dem der Harnstoff aufgrund der Wirkung des Innendrucks des Harnstofftanks aus dem Einfüllstutzen herausströmt, wenn die Einfüllpistole aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen des Fahrzeugs gezogen wird, nachdem der Harnstoff der Nennkapazität in dem Harnstofftank aufgefüllt wurde.
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3 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, die das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ferner ist 5 eine Querschnittsansicht des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Wie veranschaulicht, weist das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 20 auf einen oberen Kopfabschnitt 21, der einen ersten Innenraum 23a, einen zweiten Innenraum 23b und einen Auslasskanal (z.B. Auslassöffnung) 22 hat, einen ersten Gehäuseabschnitt 25 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 27, die jeweilig ein Zuflussloch 26, 28b haben, welches jeweilig auf unterschiedlichen Höhen ausgebildet ist, Schwimmer 29 und 30, die jeweilig in dem ersten Gehäuseabschnitt 25 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 27 vorgesehen (z.B. eingebaut) sind, Entlüftungslöcher 31, 32, durch die die Innenräume 26a, 28a der jeweiligen Gehäuseabschnitte 25, 27 mit den Innenräumen 23a, 23b des Kopfabschnittes 21 in Verbindung sind, und eine Verbindungspassage 33, durch die der erste Innenraum 23a und der zweite Innenraum 23b miteinander in Verbindung sind.
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Das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 20 der zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist an dem oberen Teil des Harnstofftanks 11 montiert, und der Kopfabschnitt 21 hat einen Flansch 24, der an der oberen Außenfläche des Harnstofftanks 11 befestigt oder mit dieser starr gekoppelt ist.
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Ferner ist der Kopfabschnitt 21 integral an dem ersten Gehäuseabschnitt 25 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 27 ausgebildet, der Flansch 24 ist unterhalb des Kopfabschnittes 21 angeordnet und der erste Gehäuseabschnitt 25 und der zweite Gehäuseabschnitt 27 sind integral an der unteren Fläche des Flansches 24 ausgebildet.
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Ferner weist der Kopfabschnitt 21 einen ersten Innenraum 23a, der mit dem Innenraum 26a des ersten Gehäuseabschnittes 25 durch das Entlüftungsloch 31 in Verbindung steht, und einen zweiten Innenraum 23b auf, der mit dem Innenraum 28a des zweiten Gehäuseabschnittes 27 durch das Entlüftungsloch 32 in Verbindung steht, und der erste Innenraum 23a und der zweite Innenraum 23b sind als voneinander getrennte (z.B. separate) Räume ausgebildet.
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An einer Seite des Kopfabschnittes 21, die mit dem ersten Innenraum 23a ausgebildet ist, ist ein Auslasskanal 22 zum Abführen der in den ersten Innenraum eingeleiteten Luft zur Außenseite ausgebildet, und der erste Innenraum 23a und der zweite Innenraum 23b des Kopfabschnittes 21 sind als voneinander separate Räume ausgebildet.
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Die Verbindungspassage 33 ist eine Passage zum Verbinden des ersten Innenraumes 23a mit dem zweiten Innenraum 23b des Kopfabschnittes 21. Der erste Innenraum 23a und der zweite Innenraum 23b sind durch die Verbindungspassage 33 miteinander in Verbindung, so dass sich die in den zweiten Innenraum 23b des Kopfabschnittes 21 eingeleitete Luft zu dem ersten Innenraum 23a bewegen kann.
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Indes sind der erste Gehäuseabschnitt 25 und der zweite Gehäuseabschnitt 27 röhrenförmige Abschnitte, die sich von dem Kopfabschnitt 21 aus langgestreckt nach unten erstrecken, der erste Gehäuseabschnitt 25 und der zweite Gehäuseabschnitt 27 haben Innenräume 26a, 28a einer definierten Kapazität und der erste Gehäuseabschnitt 25 und der zweite Gehäuseabschnitt 27 können in (z.B. von) dem Kopfabschnitt 21 als eine parallele Zylinderform ausgebildet sein.
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Überdies sind der Innenraum 26a des ersten Gehäuseabschnittes 25 und der erste Innenraum 23a des Kopfabschnittes 21 durch das in einem Grenzabschnitt ausgebildete Entlüftungsloch 31 miteinander in Verbindung, und außerdem sind der Innenraum 28a des zweiten Gehäuseabschnittes 27 und der zweite Innenraum 23b des Kopfabschnittes 21 auch durch das in einem Grenzabschnitt ausgebildete Entlüftungsloch 32 miteinander in Verbindung.
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Die Innenräume 26a, 28a des ersten Gehäuseabschnittes 25 und des zweiten Gehäuseabschnittes 27 sind als voneinander separate Räume ausgebildet, und wenn das Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 20 der zahlreichen Ausführungsformen an dem Harnstofftank montiert wird, werden der erste Gehäuseabschnitt 25 und zweite Gehäuseabschnitt 27 an (z.B. von) der oberen Montageposition des Harnstofftankes 11 in den Harnstofftank 11 länglich eingesetzt.
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Schwimmer 29, 30 sind in einem jeden der Innenräume 26a, 28a des ersten Gehäuseabschnittes 25 und des zweiten Gehäuseabschnittes 27 angeordnet, und die Schwimmer 29, 30 bewegen sich gemäß der Flüssigkeitspegelhöhe des durch die Zuflusslöcher 26b, 28b eingeleiteten Harnstoffes vertikal, um (z.B. jeweilig) die an dem oberen Ende eines jeden Gehäuseabschnittes angeordneten Entlüftungslöcher 31, 32 zu öffnen und zu verschließen.
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Ferner sind die Zuflusslöcher 26, 28b, in die der Harnstoff und die Luft vom Inneren des Harnstofftanks 11 strömen können, in dem ersten Gehäuseabschnitt 25 bzw. dem zweiten Gehäuseabschnitt 27 auf unterschiedlichen Höhen ausgebildet, und das Zuflussloch 26b des ersten Gehäuseabschnittes 25 ist so ausgebildet, dass es auf einer niedrigeren Höhe als das Zuflussloch 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 positioniert ist.
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Zu diesem Zeitpunkt ist das Zuflussloch 26b des ersten Gehäuseabschnittes 25 auf einer Höhe ausgebildet, die es ermöglicht, dass der durch das Zuflussloch 26b eingeleitete Harnstoff den Schwimmer 29 des ersten Gehäuseabschnittes 25 auf eine das Entlüftungsloch 31 blockierende Position anhebt, wenn der Harnstoff der definierten Nennkapazität in dem Harnstofftank 11 aufgefüllt wurde.
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Außerdem ist das Zuflussloch 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 so ausgebildet, dass es eine kleinere Größe hat als das Zuflussloch 26b des ersten Gehäuseabschnittes 25.
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Der Betätigungszustand des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend erläutert.
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Nach dem Einführen der Einfüllpistole in den Einfüllstutzen (z.B. Bezugszeichen 2 in 1), wird der Harnstoff mittels der Einfüllpistole durch den Harnstoff-Einfüllstutzen gefüllt, und wenn der Harnstoff der Nennkapazität innerhalb des Harnstofftankes 11 aufgefüllt ist, strömt in erster Linie der Harnstoff durch das Zuflussloch 26b des ersten Gehäuseabschnittes 25 in den Innenraum 26a.
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Zu diesem Zeitpunkt steigt der erste Schwimmer 29 des Gehäuseabschnittes 25, um das Entlüftungsloch 31 zu blockieren, und danach gibt es einen Zustand, in dem der Harnstoff nicht weiter durch den Harnstoff-Einfüllstutzen in den Harnstofftank 11 eingefüllt wird, d.h. einen primären (z.B. ersten) Absperrzustand des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils 20.
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In dem Absperrzustand kann, da das Zuflussloch 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 an einer Position höher als eine Harnstoffflüssigkeitspegelposition (Nennkapazitätslinienhöhe) in dem Harnstofftank 11 ist, die Luft durch das Zuflussloch 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 einströmen.
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Das heißt, in dem Absperrzustand, in dem der Harnstoff nicht in den Harnstofftank 11 eingefüllt wird, ist der obere Raum des Harnstoffflüssigkeitspegels (z.B. Raum über dem Harnstoffflüssigkeitspegel) in dem Harnstofftank 11 in einem Zustand, in dem er durch einen Weg des Zuflussloches 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 und seines Innenraumes 28a, des Entlüftungsloches 32, des zweiten Innenraumes 23b des Kopfabschnittes 21, der Verbindungspassage 33, des ersten Innenraumes 23a des Kopfabschnittes 21 und des Auslasskanals 22 mit der Außenseite (Atmosphäre) verbunden ist. Die Luft in dem Harnstofftank 11 kann durch diesen Weg abgelassen werden.
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Somit wird der Harnstoff der Nennkapazität in dem Harnstofftank 11 aufgefüllt und der Harnstoff wird nicht weiter eingefüllt, und da die Luft in dem Harnstofftank 11 durch den Weg zur Außenseite abgelassen werden kann, tritt an dem oberen Teil des Harnstoffflüssigkeitspegels in dem Harnstofftank der statische Druck aufgrund der verdichteten Luft nicht auf.
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Wenn auf diese Weise der statische Druck aufgrund der verdichteten Luft nicht auftritt, selbst wenn die Einfüllpistole aus dem Harnstoff-Einfüllstutzen des Fahrzeugs nach dem Auffüllen der Nennkapazität herausgezogen wird, strömt der Harnstoff nicht durch den Harnstoff-Einfüllstutzen heraus.
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Es ist möglich, zu bedenken, dass, wenn die Luft des oberen Teils des Harnstoffflüssigkeitspegels in dem Harnstofftank 11 zur Außenseite freigegeben wird, in dem oben erläuterten Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil der vorliegenden Erfindung verglichen zur Nennkapazität der Harnstoff im Inneren des Harnstofftanks weiter in dem Maße aufgefüllt werden kann. Allerdings ist die Menge des durch den Einfüllstutzen in den Harnstoff-Einfüllstutzen eingefüllten Harnstoffes tatsächlich viel größer als die Menge der durch die primäre Absperrung herausströmenden Luft, und zu diesem Zeitpunkt steigt umgekehrt der eingefüllte Harnstoff durch die Harnstoffleitung (z.B. Bezugszeichen 3 in 1) und den Einfüllstutzen 2 (z.B. Bezugszeichen 2 in 1).
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Allerdings wird, da ein Sensor an der Einfüllpistole angebracht ist, der durch das Einfüllloch gesteigerte Harnstoff mittels des Sensors detektiert, um die Zuführung des Harnstoffes durch die Einfüllpistole sofort abzusperren, bevor der Harnstoff aus dem Einfüllstutzen herausströmt.
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Insbesondere wird, da die Größe des Zuflussloches 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 kleiner ist als die Größe des Zuflussloches 26b des ersten Gehäuseabschnittes 25, und der innere Durchmesser der Verbindungspassage 33 klein ist, nur eine kleine Menge an Luft, genug um imstande zu sein, den statischen Druck in dem Harnstofftank 11 zu beseitigen, über den zweiten Gehäuseabschnitt 27 durch den zweiten Innenraum 23b des Kopfabschnittes 21, die Verbindungspassage 33, den ersten Innenraum 23a des Kopfabschnittes und den Auslasskanal 22 abgeführt.
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Somit kann, da in der primären Absperrung (z.B. im ersten Absperrzustand) die Menge des von der Einfüllpistole eingefüllten Harnstoffes größer ist als die Menge der durch den Auslasskanal 22 abgeführten Luft, die automatische Absperrung der Harnstoffzuführung durch die Sensordetektierung durchgeführt werden. Entsprechend ist es möglich, ein Phänomen zu verhindern, bei dem der Harnstoff aufgrund der Übereinfüllung aus dem Einfüllstutzen herausströmt, und insbesondere ist es möglich, das Problem wie in der bezogenen Technik zu lösen, bei dem der Harnstoff aufgrund des statischen Druckes herausströmt, da der statische Druck durch die Luftabführung nach dem Auffüllen der Nennkapazität nicht in dem Harnstofftank 11 generiert wird, selbst wenn die Einfüllpistole aus dem Einfüllstutzen herausgezogen wird.
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Der innere Durchmesser der Verbindungspassage 33 ist wichtig in dem Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventil 20 der vorliegenden Erfindung, und wenn die durch den zweiten Gehäuseabschnitt 27 abgeführte, überschüssige Luft sich zu leicht durch die Verbindungspassage 33 bewegt und durch den Auslasskanal 22 abgeführt wird, kann der Harnstoff nicht auf einen Pegel steigen, der durch die Harnstoffleitung und den Einfüllstutzen die Sensordetektierung durchführen kann, selbst nach dem Auffüllen der Nennkapazität, und ein überschüssiger Harnstoff kann in dem Harnstofftank 11 aufgefüllt werden.
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Somit ist die Verbindungspassage 33 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie einen Innendurchmesser von 3 bis 4 mm hat, und weiter vorzugsweise kann sie so ausgebildet sein, dass sie einen Innendurchmesser von 3,5 mm hat.
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Wenn der Innendurchmesser der Verbindungspassage 33 kleiner ist als 3 mm, gibt es das Problem, dass die Luft sich nicht mit einer gewünschten Menge und gewünschten Geschwindigkeit von dem zweiten Innenraum 23a des Kopfabschnittes 21 zu dem ersten Innenraum 23b derart bewegen kann, dass sie imstande ist, den statischen Druck in dem Harnstofftank 11 zu beseitigen.
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Wenn dieser ferner 4 mm überschreitet, gibt es das Problem, dass der Harnstoff selbst nach dem Auffüllen der Nennkapazität nicht auf einen Pegel steigen kann, welcher durch die Harnstoffleitung und den Einfüllstutzen die Sensordetektierung durchführen kann, da die Luft durch den Auslasskanal 22 abgeführt wird, indem sie sich zu leicht bewegt, und überschüssiger Harnstoff kann in dem Harnstofftank 11 aufgefüllt werden.
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Es wurde durch konventionelle (bzw. vorhergehende) Test experimentell bestätigt, dass es keine Probleme gibt, wenn der Innendurchmesser der Verbindungspassage auf 3,5 mm gesetzt ist.
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Wenn außerdem der Harnstoff mittels einer Einfüllpistole, die keinen Sensor hat, oder mittels eines Harnstoffeinfüllmechanismus, der außer der Einfüllpistole, an welcher ein Sensor angebracht ist, keine anderen Behälter oder Sensoren hat, eingefüllt wird, ist es möglich, automatisch die Übereinfüllung (Überauffüllung) des Harnstoffes durch die Detektierung des Sensors zu verhindern.
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Somit steigt, wenn – wie oben erläutert – unter der Harnstoffeinfüllbedingung, die nicht imstande ist, die automatische Zufuhrabsperrung durch den Sensor durchzuführen, der Harnstoff in den Harnstofftank 11 so viel wie die Begrenzungskapazitätslinie, die die Nennkapazitätslinie überschreitet, aufgefüllt wird, der Schwimmer 30 im Inneren des zweiten Gehäuseabschnittes durch den mittels des Zuflussloches 28b des zweiten Gehäuseabschnittes 27 eingeleiteten Harnstoff, um das Entlüftungsloch 32 zu blockieren. Somit wird die zusätzliche Auffüllung des Harnstoffes verhindert (sekundäre Absperrung, d.h. die komplette Absperrung des Auffüllbegrenzung-Entlüftungsventils wird durchgeführt), und das Problem, bei dem Harnstoff durch den Einfüllstutzen überläuft, wird verhindert.
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Zur Einfachheit in der Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“ oder „unterer“, „innerer“ oder „äußerer“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
