DE102015204221A1

DE102015204221A1 - Tankanordnung

Info

Publication number: DE102015204221A1
Application number: DE102015204221.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Burger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Es wird eine Tankanordnung (1) zur Bevorratung eines flüssigen Mittels (11) zur Reduktion von Stickoxiden eines Abgases einer Brennkraftmaschine, mit einer Befüllöffnung (4) zur Befüllung der Tankanordnung mit dem flüssigen Mittel (11) und mit einer Meßanordnung (7) zur Erfassung einer Qualitätsgröße des flüssigen Mittels vorgeschlagen, wobei die Befüllöffnung (4) und die Meßanordnung (7) versetzt zueinander angeordnet sind derart, daß bei einer Befüllung (29) der Tankanordnung das flüssige Mittel innerhalb der Tankanordnung eine Wegstrecke mit einer horizontalen Komponente (10) zurücklegen muß, um zur Meßanordnung zu gelangen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Tankanordnung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Es sind schon Tankanordnungen mit einer Meßanordnung bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2007 059 853 und der DE 10 2009 000 062 , welche Flüssigkeitsbehälter mit Füllstandsmeßvorrichtungen beschreiben. Des Weiteren ist es aus der DE 10 2011 086 774 bekannt, einen Flüssigkeitsbehälter mit einer im Inneren des Tanks angeordneten Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität der Flüssigkeit zu versehen.
Zur Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen insbesondere selbstzündender Brennkraftmaschinen mit dem Verfahren der sogenannten selektiven katalytischen Reduktion wird beispielsweise eine wässrige Harnstofflösung in den Abgastrakt solcher Maschinen eindosiert. Eine erforderliche Wiederbefüllung eines diese wässrige Lösung bevorratenden Tanks kann fallweise auch durch den Fahrer selbst erfolgen. Eine Überprüfung, ob es sich bei der nachgefüllten Flüssigkeit um die geeignete und in ihrer Zusammensetzung genormte Flüssigkeit handelt, kann mittels einer Meßanordnung zur Erfassung einer Qualitätsgröße der Flüssigkeit durchgeführt werden. In Abhängigkeit vom Ergebnis des Meßvorgangs können geeignete Eingriffe in der Motorsteuerung vorgenommen werden, wie zum Beispiel eine Unterbindung eines Motorstarts oder eine Reduzierung der Motorleistung, um erhöhte Abgaswerte bei einer wässrigen Harnstofflösung minderer Qualität oder gar bei einer Fehlbetankung infolge einer resultierenden mangelhaften Abgasreinigung zu unterbinden bzw. in Grenzen zu halten.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Tankanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer sicheren und schnellen Bestimmung der Qualität des flüssigen Mittels. Insbesondere kann schnell und sicher erkannt werden, ob die Tankanordnung durch einen gerade erfolgten Befüllvorgang falsch betankt wurde. Dadurch, daß bei einer Befüllung der Tankanordnung das flüssige Mittel innerhalb der Tankanordnung eine Wegstrecke mit einer horizontalen Wegkomponente zurücklegen muß, um zur Meßanordnung zu gelangen, erfolgt ein schneller Transport des nachgefüllten flüssigen Mittels, ohne Gasblasen um die Meßanordnung herum bzw. ohne hohe Strömungsgeschwindigkeiten durch den Befüllvorgang im Tank um die Meßanordnung herum zu erzeugen, also ohne die Meßanordnung durch den Befüllvorgang zu stören.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Tankanordnung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, eine Wand der Tankanordnung als Führungsfläche für bei einem Befüllvorgang in das Tankinnere gelangende flüssige Mittel zu gestalten, um eine schnelle Zuführung des frisch zugeführten Mittels zur Meßanordnung zu unterstützen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, in Strömungsrichtung des frisch zugeführten flüssigen Mittels gesehen, der Meßanordnung vorgelagert eine Rampe vorzusehen, die für eine weitere Beruhigung der Strömung im Bereich der Meßanordnung bei einem Befüllvorgang sorgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Draufsicht auf eine Tankanordnung und
2 eine Querschnittsseitenansicht auf eine Tankanordnung.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Draufsicht 2 gemäß 1 auf eine Tankanordnung markiert eine gestrichelte und mit den Buchstaben A und A´ markierte Linie die Position einer Querschnittsseitenansicht, wie sie in 2 dargestellt ist.
Die Tankanordnung 1 umfaßt im oberen Bereich bzw. im Bereich der oberen Tankwand 5 eine Befüllöffnung 4, welche mit einem Tankdeckel 3 verschlossen werden kann. Ein im Bereich der Bodenwandung 22 fluiddicht eingebrachter Tankeinsatz 6, der in 1 durch die obere Tankwand verdeckt ist, trägt auf der dem Tankinnenraum 9 zugewandten Seite Funktionskomponenten 13, wie zum Beispiel eine Heizung, und eine Meßanordnung 7 in Form eines Qualitätssensors für eine wässrige Harnstofflösung, der die Konzentration des Harnstoffs in einer wässrigen Harnstofflösung als in der Tankanordnung 1 befindlichem flüssigem Mittel 11 erfaßt. Auf der dem Innenraum abgewandten Außenseite trägt der Tankeinsatz beispielsweise einen hydraulischen Anschluß 15 zum Abtransport des flüssigen Mittels zum Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie elektrische Anschlüsse 17 beispielsweise für die Meßanordnung 7.
Die Meßanordnung 7 ist von einem Sieb 8 zur Beruhigung einer Strömung des flüssigen Mittels in ihrer unmittelbarer Nähe umgeben.
Die Meßanordnung befindet sich seitlich versetzt zur Befüllöffnung, so daß beim Befüllvorgang in das Tankinnere gelangendes flüssiges Mittel 29 eine horizontale Wegkomponente 10 zurücklegen muß, um zur Meßanordnung 7 zu gelangen.
Eine Seitenwand 12 des Tanks ist derart geformt, insbesondere derart unterhalb der Befüllöffnung 4 angeordnet, daß sie auch als Strömungskörper bzw. Führungsfläche 20 für bei einem Befüllvorgang, bei dem der Tankdeckel entgegen der Darstellung in den Figuren von der Befüllöffnung entfernt ist, in das Tankinnere gelangendes flüssige Mittel dient dergestalt, daß dieses, einem Gefälle folgend, schräg nach unten in Richtung zur Meßanordnung 7 geführt wird. In der 2 ist dies symbolisch durch einen mit Pfeilen markierten Strömungsverlauf 31 dargestellt. Dabei bildet sich ein großer walzenförmiger Wirbel 25, ein sogenannter „Tumble“-Wirbel, aus. Die Führungsfläche 20 kann hierbei speziell als nicht näher dargestellte Rinne 23 ausgeführt sein, die also innerhalb des schräg verlaufenden Bereichs 20 der Seitenwand 12 als eine Art Flußbett für frisch dem Tank zugeführtes flüssiges Mittel 29 dient. Der große Wirbel 25 vermischt das „frische“ (= nachbetankte) Fluid mit dem „alten“ bereits im Tank befindlichen.
Des Weiteren ist im Bereich der Bodenwandung des Tanks, zwischen der Befüllöffnung und der Meßanordnung, eine Rampe 21 vorgesehen. Diese befindet sich nahe des Tankeinsatzes 6 bzw. der Meßanordnung 7. Hierdurch wird ein geeignet geführter kleiner walzenförmiger Wirbel 19 erzeugt. Dieser ermöglicht, bei geringer Strömungsgeschwindigkeit, einen Fluidaustausch direkt am Sensor bzw. der Meßanordnung 7 in der Form, dass letztlich rasch eine hohe Konzentration an „frischem“ Fluid an der Meßanordnung vorherrscht.
Das bereits beschriebene feinmaschige Sieb 8 beruhigt die Strömung am Sensor noch weiter, wirkt wie ein Turbulenzgitter und dämpft großskalige Fluktuationen, während kleine Fluktuationen durch das Sieb hindurch kommen. Somit wird auch hier ein Austausch gewährleistet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden somit eine Blasenfreiheit der zu vermessenden Flüssigkeit im Bereich der Meßanordnung bzw. des Qualitätssensors bzw. des Konzentrationssensors gewährleistet. Ferner wird sichergestellt, daß eine insbesondere bei einem Befüllvorgang vorhandene Strömung im Bereich der Meßanordnung beruhigt ist. In einem beruhigten Strömungsfeld ohne Blasen kann die Meßanordnung exakt messen. Gleichwohl ist sichergestellt, daß nachgefülltes flüssiges Mittel 29 schnell an der Meßanordnung ankommt, um eine Betankung mit einem falschen Fluid rasch zu erkennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007059853 [0002]
DE 102009000062 [0002]
DE 102011086774 [0002]

Claims

Tankanordnung (1) zur Bevorratung eines flüssigen Mittels (11) zur Reduktion von Stickoxiden eines Abgases einer Brennkraftmaschine, mit einer Befüllöffnung (4) zur Befüllung der Tankanordnung mit dem flüssigen Mittel (11) und mit einer Meßanordnung (7) zur Erfassung einer Qualitätsgröße des flüssigen Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllöffnung (4) und die Meßanordnung (7) versetzt zueinander angeordnet sind derart, daß bei einer Befüllung (29) der Tankanordnung das flüssige Mittel innerhalb der Tankanordnung eine Wegstrecke mit einer horizontalen Komponente (10) zurücklegen muß, um zur Meßanordnung zu gelangen.
Tankanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung (7) sich in einem Innenraum (9) der Tankanordnung befindet.
Tankanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wand (12) der Tankanordnung derart geformt ist, daß sie für durch die Befüllöffnung (4) in die Tankanordnung gelangendes flüssiges Mittel (29) als eine ein Gefälle aufweisende Führungsfläche (20, 23) dient.
Tankanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche als Rinne (23) ausgebildet ist.
Tankanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (20, 23) derart ausgerichtet ist, daß sie das flüssige Mittel in Richtung zur Meßanordnung (7) führt.
Tankanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Befüllöffnung (4) in die Tankanordnung gelangende flüssige Mittel hinter der Führungsfläche (20, 23) mindestens einen walzenförmigen Wirbel (19, 25) ausbildet.
Tankanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Führungsfläche (20, 23) und der Meßanordnung (7) eine Rampe (21) befindet.
Tankanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampe (21) derart geformt ist, daß das durch die Befüllöffnung in die Tankanordnung gelangende flüssige Mittel nach Passieren der Rampe einen kleinen walzenförmigen Wirbel (19) nahe der Meßanordnung (7) ausbildet.
Tankanordnung nach Anspruch 7 oder 8, daß die Rampe durch eine entsprechend geformte Bodenwandung (22) der Tankanordung gebildet ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung ein für das flüssige Mittel durchdringbares Sieb (8) aufweist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Mittel (11) eine wässrige Lösung ist.
Tankanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung eine wässrige Harnstofflösung ist.
Tankanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Qualitätsgröße eine Konzentration des Harnstoffs in der wässrigen Lösung ist.