DE102017217909A1 - Vorrichtung zur Bevorratung eines Hilfsstoffs, Dosiersystem für einen Hilfsstoff - Google Patents

Vorrichtung zur Bevorratung eines Hilfsstoffs, Dosiersystem für einen Hilfsstoff Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Bevorratung eines Hilfsstoffs (2) an Bord eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich bei dem Hilfsstoff (2) vorzugsweise um destilliertes Wasser oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors handelt. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung (1) zur Bevorratung des Hilfsstoffs (2) mindestens eine Kartusche (3), die bei Verbrauch des enthaltenen Hilfsstoffs (2) als Ganzes austauschbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Dosiersystem (10) für einen Hilfsstoff (2) mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bevorratung eines Hilfsstoffs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner wird ein Dosiersystem für einen Hilfsstoff mit einer derartigen Vorrichtung vorgeschlagen.
  • Bei dem Hilfsstoff kann es sich insbesondere um destilliertes Wasser zur Wassereinspritzung bei aufgeladenen Benzinmotoren oder um eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Dieselmotors handeln. Die HWL wird in den Abgasstrang eingedüst, um die katalytische Reduktion von Stickoxiden in einem nachgeschalteten SCR („Selektiv Catalytic Reduktion“)-Katalysator zu ermöglichen.
  • Stand der Technik
  • SCR-Systeme haben üblicherweise einen Tank, in denen die HWL an Bord eines Kraftfahrzeugs bevorratet wird. Bei Verbrauch der HWL muss der Tank wieder aufgefüllt werden. Die Einfüllöffnungen sind jedoch häufig schwer zugänglich angeordnet, so dass es für den Fahrer oder Halter des Fahrzeugs schwierig ist, das Nachfüllen selbst vorzunehmen. Das Nachfüllen durch fachkundiges Personal in der Werkstatt durchführen zu lassen ist zeitaufwendig und mit zu hohen Kosten verbunden. Zwar kann das Nachfüllen auch dann erledigt werden, wenn das Fahrzeug zum Service in der Werkstatt ist. Die üblichen Serviceintervalle sind jedoch in der Regel zu lang, um sicherzustellen, dass stets eine ausreichende Menge der HWL im Tank vorhanden ist.
  • Abhilfe könnte durch eine Vergrößerung des Tankvolumens geschaffen werden, was jedoch aufgrund der beengten Bauraumverhältnisse oftmals nicht möglich ist. Zudem ist davon auszugehen, dass aufgrund der Gesetzgebung der Verbrauch an HWL zukünftig steigen wird.
  • Um eine effektive Abgasreinigung sicherzustellen, wird heute bereits bei Dieselmotoren eine Programmierung der Motorsteuerung vorgenommen, so dass bei leerem bzw. sich leerendem HWL-Tank nur noch eine begrenzte Anzahl an Motorstarts möglich ist. Der Fahrer wird somit gezwungen, den HWL-Tank nachzufüllen, wenn er das Fahrzeug bewegen will. Diese Funktion wird „Inducement“ genannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Vorhalten eines Hilfsstoffs, wobei es sich vorzugsweise um destilliertes Wasser oder HWL handelt, an Bord eines Kraftfahrzeugs zu vereinfachen. Insbesondere soll das Nachfüllen bei Verbrauch des Hilfsstoffs vereinfacht werden. Auf diese Weise soll die Bereitschaft des Fahrers bzw. Halters des Kraftfahrzeugs gesteigert werden, das Nachfüllen zu gegebener Zeit selbst vorzunehmen, und zwar möglichst ohne „Inducement“.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Dosiersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Bevorratung eines Hilfsstoffs an Bord eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich bei dem Hilfsstoff vorzugsweise um destilliertes Wasser oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors handelt. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung mindestens eine Kartusche, die bei Verbrauch des hierin enthaltenen Hilfsstoffs als Ganzes austauschbar ist.
  • Mit der Bevorratung des Hilfsstoffs in einer Kartusche entfällt das lästige und - im Falle von HWL als Hilfsstoff - oft schmutzige Nachtanken an einer Zapfsäule bzw. Nachfüllen aus einem Kanister. Stattdessen wird einfach eine leere Kartusche gegen eine volle Kartusche ausgetauscht. Beim Austausch der Kartuschen gelangt die austauschende Person nicht mehr in Kontakt mit dem Hilfsstoff, so dass Verschmutzungen ausgeschlossen sind. Dies ist insbesondere bei HWL als Hilfsstoff von Bedeutung, da HWL extrem kriechfähig ist und beim Auskristallisieren weiße Flecken hinterlässt.
  • Durch die Bevorratung des Hilfsstoffs in Kartuschen ist zudem sichergestellt, dass stets eine ausreichende Menge des Hilfsstoffs nachgefüllt wird. Denn über die Kartuschengröße ist auch die Füllmenge vorgegeben. Bevorzugt werden die Kartuschen in standardisierten Größen angeboten, da der Verbrauch des Hilfsstoffs in Abhängigkeit von der Art des Hilfsstoffs und/oder in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp unterschiedlich groß sein kann.
  • Im Hinblick auf destilliertes Wasser oder HWL als Hilfsstoff wird vorgeschlagen, dass die Kartusche ein Fassungsvermögen von mindestens 2 Litern und maximal 10 Litern aufweist. Als besonders vorteilhaft, da noch einfach zu handhaben, wird eine Kartusche angesehen, deren Fassungsvermögen 3 Liter bis 5 Liter beträgt. Auf diese Weise ist zugleich eine ausreichende Reichweite gewährleistet, bevor erneut nachgefüllt bzw. die Kartusche ausgetauscht werden muss.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Kartuschen, um größere Mengen des Füllstoffs vorhalten zu können. Durch die Verteilung der Menge auf mehrere Kartuschen kann jede Kartusche eine Größe aufweisen, die einfach zu handhaben ist. Die zwei oder mehr Kartuschen können dabei - in Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung der Vorrichtung - parallel oder nacheinander entleert werden. Ist letzteres der Fall, handelt es sich bei den weiteren Kartuschen um Reservekartuschen.
  • Ist im Kraftfahrzeug kein ausreichender Platz für das Mitführen einer oder mehrerer Reservekartuschen vorhanden, können diese auch im Bereich eines Abstellplatzes für das Kraftfahrzeug, beispielsweise in einer Garage, zwischengelagert werden. Bei Bedarf ist dann eine Reservekartusche schnell zur Hand.
  • Vorteilhafterweise werden die mit dem Hilfsstoff befüllten Kartuschen in ein Pfandsystem eingebunden, so dass der Fahrer bzw. Halter eines Kraftfahrzeugs nicht mit der Entsorgung belastet wird. Dies schont zudem Ressourcen und ist somit umweltfreundlicher. Der Verkauf der Kartuschen kann durch Tankstellen, aber auch durch Bau- oder Supermärkte erfolgen, so dass ein weit verbreitetes und dichtes Netz an Verkaufsstellen existiert. Darüber hinaus kann der Verkauf über Online-Shops erfolgen, so dass die Kartuschen zum Fahrer bzw. Halter des Kraftfahrzeugs nach Hause geliefert werden. Darüber hinaus kann bzw. können die Vorrichtung zum Bevorraten des Hilfsstoffs und/oder das die Vorrichtung aufweisende Kraftfahrzeug dazu ausgelegt sein, den Verbrauch des Hilfsstoffs zu melden und/oder selbständig neue volle Kartuschen zu ordern.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Form der Kartusche im Wesentlichen würfel- oder quaderförmig ist. Die Würfel- oder Quaderform erleichtert die Lagerung und den Transport der Kartusche, da sie platzsparend neben- und übereinander angeordnet werden können. Die Ecken und/oder Kanten der Kartusche können aus Stabilitätsgründen abgerundet sein.
  • Vorteilhafterweise weist die Kartusche mindestens ein Griffelement und/oder eine Griffmulde auf. Das Griffelement und/oder die Griffmulde erleichtern die Handhabung der Kartusche. Vorzugsweise ist zumindest das Griffelement an der Oberseite der Kartusche angeordnet, wobei als „Oberseite“ die Seite der Kartusche bezeichnet wird, die im Gebrauchszustand oben zu liegen kommt. Das Griffelement kann dabei in einer Griffmulde angeordnet sein, um die Kartusche so kompakt wie möglich zu gestalten. Alternativ oder ergänzend kann mindestens eine Griffmulde seitlich angeordnet sein, um die Kartusche einfacher mit einer Hand umgreifen zu können, sofern die Größe der Kartusche dies überhaupt zulässt.
  • Bevorzugt ist die Kartusche als Ganzes oder in Teilen aus Kunststoff gefertigt. Kunststoff ist vergleichsweise leicht, zumindest im Vergleich zu Metall, so dass durch die Verwendung von Kunststoff als Material Gewicht eingespart werden kann. Ferner ist Kunststoff besonders robust und strapazierfähig, so dass die Kartusche auch als Mehrweg-Kartusche ausgelegt sein kann. Beispielsweise kann die Kartusche aus Polyethylenterephthalat PET, gefertigt sein, da dieser Kunststoff besonders zäh und zudem unempfindlich gegenüber aggressiven Medien ist.
  • Gemäß einer bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Kartusche vor der ersten Entnahme des Hilfsstoffs fluiddicht verschlossen, vorzugsweise versiegelt. Auf diese Weise kann eine Verunreinigung des in der Kartusche enthaltenen Hilfsstoffs verhindert werden, so dass sichergestellt ist, dass der Hilfsstoff den Qualitätsanforderungen entspricht. Derartige Qualitätsanforderungen werden beispielsweise an HWL gestellt. Darüber hinaus ist die den Austausch einer Kartusche vornehmende Person optimal vor Verschmutzungen geschützt. Dies gilt insbesondere, wenn die Versiegelung erst beim Einsetzen der Kartusche, vorzugsweise automatisch, durchbrochen wird.
  • Um nach dem Einsetzen der Kartusche in ein Fahrzeug eine sichere Entnahme des hierin enthaltenen Hilfsstoffs zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Kartusche ein Belüftungsventil aufweist. Da Luft in der Kartusche nach oben steigt, ist vorzugsweise das Belüftungsventil an der Oberseite der Kartusche angeordnet.
  • Die Entnahme des Hilfsstoffs aus der Kartusche kann beispielsweise schwerkraftgetrieben erfolgen. Das heißt, das sich die Kartusche automatisch entleert, wenn sie an ihrer Unterseite geöffnet wird. Die Entnahme des Hilfsstoffs erfordert in diesem Fall keine Hilfsmittel, wie beispielsweise eine Pumpe.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Kartusche einen nach außen oder nach innen gerichteten Anschlussstutzen aufweist. Der Anschlussstutzen erleichtert die Verbindung der Kartusche mit einer im Kraftfahrzeug vorgesehenen Aufnahme. Über die Verbindung erfolgt dann zugleich die Entnahme des Hilfsstoffs. Beispielsweise kann die Verbindung als einfache Steckverbindung ausgeführt sein. Dies gilt insbesondere, wenn die Aufnahme ebenfalls einen Anschlussstutzen aufweist, so dass die beiden Anschlussstutzen ineinander steckbar sind. Dabei kann zugleich eine Abdichtung erreicht werden.
  • Ist der Anschlussstutzen der Kartusche nach außen gerichtet, wird er vorzugsweise in einen Anschlussstutzen der Aufnahme eingesteckt, wobei vorzugsweise ein innenumfangseitig im Anschlussstutzen der Aufnahme angeordneter Dichtring eine zusätzliche Abdichtung bewirkt. Ist der Anschlussstutzen der Kartusche nach innen gerichtet, kann er als Sitz für einen Anschlussstutzen der Aufnahme dienen. Soll eine zusätzliche Abdichtung erreicht werden, kann ein Dichtring außenumfangseitig auf dem Anschlussstutzen der Aufnahme vorgesehen werden.
  • Da vorzugsweise die Entnahme des Hilfsstoffs über den Anschlussstutzen erfolgt, wird ferner vorgeschlagen, dass im Anschlussstutzen der Kartusche eine Versiegelung und/oder ein Auslassventil angeordnet ist bzw. sind. Die Versiegelung und/oder das Auslassventil stellt bzw. stellen sicher, dass beim Einsetzen einer vollen Kartusche, kein Hilfsstoff auslaufen kann, bevor die Verbindung der Kartusche mit der Aufnahme im Kraftfahrzeug hergestellt ist. Die Versiegelung ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass sie beim Herstellen der Verbindung automatisch durchbrochen wird. Das Auslassventil ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass es beim Einsetzen bzw. Einstecken der Kartusche in die Aufnahme geöffnet wird.
  • Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Dosiersystem für einen Hilfsstoff angegeben, wobei es sich bei dem Hilfsstoff vorzugsweise um destilliertes Wasser oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors handelt. Das Dosiersystem umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie mindestens eine Aufnahme für eine oder mehrere Kartuschen der Vorrichtung. Unter Verwendung des Dosiersystems kann der Hilfsstoff seinem Verwendungszweck zugeführt, insbesondere in einen vorgegebenen Bereich eines Verbrennungsmotors eingespritzt und/oder eindosiert werden. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bevorratung des Hilfsstoffs an Bord des Kraftfahrzeugs trägt dazu bei, dass dem Dosiersystem eine stets ausreichende Menge an Hilfsstoff zur Verfügung steht. Denn durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird insbesondere das Nachfüllen des Hilfsstoffs vereinfacht.
  • Die Aufnahme für mindestens eine Kartusche der Vorrichtung ist vorzugsweise wannenartig ausgeführt, so dass bei eingesetzter Kartusche eine etwaige auslaufende Menge des Hilfsstoffs aufgefangen wird. Ist die Wannenform der Aufnahmen den Abmessungen der mindestens einen Kartusche angepasst, hat die Aufnahme zugleich eine Stützfunktion, da sich die Kartusche hieran seitlich abstützen kann.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme mindestens einen Anschlussstutzen zur lösbaren Verbindung mit der Kartusche, vorzugsweise mit einem Anschlussstutzen der Kartusche aufweist. Über den bzw. die Anschlussstutzen kann in einfacher Weise der in der Kartusche bevorratete Hilfsstoff entnommen werden. Hierzu muss lediglich der Anschlussstutzen der Aufnahme in die Kartusche bzw. in den Anschlussstutzen der Kartusche eingesetzt bzw. eingesteckt werden. Alternativ kann der Anschlussstutzen der Kartusche in den Anschlussstutzen der Aufnahme eingesetzt bzw. eingesteckt werden. Dies hängt unterer anderem davon ab, ob die Kartusche einen Anschlussstutzen aufweist und falls ja, ob dieser - wie zuvor in Zusammenhang mit der Kartusche beschrieben - nach außen oder nach innen gerichtet ist.
  • Wird die lösbare Verbindung zwischen der Kartusche und der Aufnahme durch eine einfache Steckverbindung erreicht, indem beispielsweise zwei Anschlussstutzen ineinander gesteckt werden, kann hierüber bereits eine Abdichtung erreicht werden. Dies gilt insbesondere wenn der bei der Entnahme des Hilfsstoffs in Fließrichtung stromaufwärts liegende Anschlussstutzen in den stromabwärts liegenden Anschlussstutzen gesteckt wird. Alternativ oder ergänzend kann mindestens ein Dichtelement, beispielsweise in Form eines Dichtrings, im Bereich der Verbindung zwischen der Kartusche und der Aufnahme vorgesehen werden. In Weiterbildung des Dosiersystems wird daher vorgeschlagen, dass die Aufnahme mindestens einen Dichtring umfasst, der vorzugsweise im Anschlussstutzen oder außen auf dem Anschlussstutzen der Aufnahme angeordnet ist.
  • In Weiterbildung des Dosiersystems wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme eine Einrichtung zum Öffnen einer Kartusche aufweist. Wird beispielsweise die Kartusche durch eine Versiegelung verschlossen, kann die Einrichtung zum Öffnen als Dorn oder Hohlnadel ausgeführt sein, welcher bzw. welche die Versiegelung beim Einsetzen der Kartusche in die Aufnahme des Dosiersystems durchstößt, und zwar vorzugsweise erst nachdem eine fluiddichte Verbindung zwischen der Kartusche und der Aufnahme hergestellt worden ist. Die Einrichtung zum Öffnen ist in diesem Fall bevorzugt im Anschlussstutzen der Aufnahme angeordnet. Wird gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel die Kartusche durch ein Auslassventil verschlossen, kann der Anschlussstutzen selbst, beispielsweise beim Einführen in den Anschlussstutzen der Kartusche das Öffnen des Ventils bewirken. Die Einrichtung zum Öffnen der Kartusche wird in diesem Fall durch den Anschlussstutzen ausgebildet.
  • Ferner bevorzugt weist die Aufnahme ein Siebelement auf, um den Eintrag von Partikeln in das Dosiersystem zu verhindern. Das Siebelement ist daher bevorzugt auf den Anschlussstutzen der Aufnahme aufgesetzt, vorzugsweise aufgepresst oder aufgeschraubt. Die Press- bzw. Schraubverbindung ermöglicht einen einfachen Austausch des Siebelements, wenn dieses verschmutzt oder beschädigt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Dosiersystems ist die Aufnahme für eine oder mehrere Kartuschen unmittelbar oder mittelbar über einen Rohrabschnitt mit einem Zwischentank des Dosiersystems verbunden. Der Hilfsstoff wird dann dem Zwischentank entnommen, der über die mindestens eine Kartusche befüllt wird. Das heißt, dass bei vollständig entleerter Kartusche zumindest noch der Zwischentank mit Hilfsstoff gefüllt ist. Dadurch tritt kein Inducement ein und das Kraftfahrzeug kann weiter bewegt werden, zumindest solange bis auch der Zwischentank leergefahren ist. Die Verbindung der Aufnahme mit dem Zwischentank über einen Rohrabschnitt hat den Vorteil, dass die Aufnahme - weitgehend unabhängig von der Lage des Zwischentanks - an leicht zugänglicher Stelle im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann ein bestehendes Dosiersystem zu einem erfindungsgemäßen Dosiersystem aufgewertet werden bzw. ein Kraftfahrzeug nachgerüstet werden.
  • Vorteilhafterweise ist das Fassungsvermögen des Zwischentanks mindestens so groß wie das Fassungsvermögen einer Kartusche. Der Inhalt einer Kartusche kann dann in den Zwischentank entleert werden und die entleerte Kartusche kann gegen eine volle (Reserve-) Kartusche ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann der Zeitraum bis erneut nachgefüllt bzw. die Kartusche ausgetauscht werden muss, verlängert werden.
  • Bevorzugt umfasst dass das Dosiersystem ferner eine Pumpe und ein Dosiermodul zum Eindosieren des Hilfsstoffs in einen Abgasstrang des Kraftfahrzeugs. Mittels der Pumpe kann der Hilfsstoff aus dem Zwischentank entnommen und dem Dosiermodul zugeführt werden. Ferner kann der Hilfsstoff mit Druck beaufschlagt werden, um das Eindosieren des Hilfsstoffs zu erleichtern.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Dosiersystem gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform in Verbindung,
    • 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
    • 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, und
    • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Verbindung mit einem Dosiersystem 10 dargestellt, das somit zu einem erfindungsgemäßen Dosiersystem 10 aufgewertet wird. Das Dosiersystem 10 umfasst ferner einen Zwischentank 16, eine Pumpe 17 und ein Dosiermodul 18, wobei das Dosiermodul 18 mittels der Pumpe 17 mit einem Hilfsstoff 2 versorgt wird, der im Zwischentank 16 an Bord eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) bevorratet wird. Die Pumpe 17 wird mittels eines Elektromotors 19 angetrieben. Zur Steuerung der Pumpe 17 und des Dosiermoduls 18 sind der Elektromotor 19 und das Dosiermodul 18 über Steuerleitungen 24 mit einem Steuergerät 20 verbunden. Eine weitere Steuerleitung 24 verbindet das Steuergerät 20 mit einem Füllstandssensor 25, der den Füllstand im Zwischentank 16 misst.
  • Über einen Rohrabschnitt 15 ist der Zwischentank 16 mit einer Aufnahme 11 verbunden, die wannenartig ausgeführt ist und einen Anschlussstutzen 12 besitzt, der vorliegend auf den Rohrabschnitt 15 aufgesteckt ist. Alternativ kann der Anschlussstutzen 12 auch in den Rohrabschnitt 15 eingesteckt werden. Die Aufnahme 11 dient der Aufnahme einer Kartusche 3, die mit dem Hilfsstoff 2 befüllt ist. Die Kartusche 3 weist an ihrer Oberseite eine Griffmulde 5 mit einem hierin ausgebildeten Griffelement 4 auf, so dass die Kartusche 3 hierüber leicht anhebbar bzw. aus der Aufnahme 11 entnehmbar ist. Umgekehrt hilft das Griffelement 4 beim Einsetzen der Kartusche 3 in die Aufnahme 11. Beim Einsetzen greift ein Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 in den Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 in der Weise ein, dass ein im Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 angeordneter Dichtring 13 zur dichtenden Anlage außen am Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 gelangt. Ferner wird eine im Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 ausgebildete Versiegelung 8 durch eine als Hohlnadel ausgebildete Einrichtung 14 zum Öffnen der Kartusche 3 perforiert, die im Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 angeordnet ist. Mit Öffnen der Kartusche 3 kann nunmehr der hierin enthaltene Hilfsstoff 2 schwerkraftgetrieben auslaufen, wobei der Hilfsstoff 2 über den Rohrabschnitt 15 in den Zwischentank 16 gelangt. Ein auf der Oberseite der Kartusche 3 angeordnetes Belüftungsventil 6 sorgt für eine zügige Entleerung der Kartusche 3.
  • In der 2 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Bevorratung eines Hilfsstoffs 2 dargestellt. Hier ist die Aufnahme 11 einstückig mit dem Rohrabschnitt 15 ausgebildet, so dass eine Dichtstelle entfällt. Das heißt, dass nur noch der Anschlussbereich zwischen dem Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 und dem Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 abzudichten ist. Hierzu ist im Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 wieder ein Dichtring 13 angeordnet.
  • Ferner ist im Anschlussstutzen 12 eine Einrichtung 14 zum Öffnen der Kartusche 3 angeordnet, die vorliegend als Dorn ausgeführt ist. Der Dorn ist über einen plattenförmigen Abschnitt 26 im Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 gehalten, der Öffnungen 27 für den Hilfsstoff 2 aufweist. Die Öffnungen 27 können bei entsprechend geringer Größe auch als Sieb dienen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 3 dargestellt. Dieses unterscheidet sich von den vorangegangenen dadurch, dass der Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 nach innen gerichtet ist und eine Art Anschlussbuchse für den Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 ausbildet, wobei in diesem Fall der Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 aus dem Boden der Aufnahme 11 in diese hineinragt. Der Dichtring 13 ist hier außenumfangseitig auf dem Anschlussstutzen 12 der Aufnahme 11 angeordnet. Der Anschlussstutzen 12 wird zudem von einem domartigen Siebelement 23 abgedeckt, das den Eintrag unerwünschter Partikel in das Dosiersystem 10 verhindern soll. Die Verlängerung des Anschlussstutzens 12 bildet den Rohrabschnitt 15 aus.
  • Mit Einsetzen der Kartusche 3 in die Aufnahme 11 öffnet der Anschlussstutzen 12 bzw. das hierauf angeordnete Siebelement 23 ein im Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 ausgebildetes Auslassventil 9. Denn das Siebelement 23 drückt gegen ein federbelastetes Ventilglied 21 des Auslassventils 9, so dass dieses geöffnet wird. Die Federkraft wird von einer Feder 22 bereitgestellt.
  • Der nach innen gerichtete Anschlussstutzen 7 der Kartusche 3 hat den Vorteil, dass die Kartusche 3 keine vorstehenden Elemente aufweist und leichter bzw. ohne Hilfsmittel gestapelt und gelagert werden kann.
  • Anstelle des Auslassventils 9 kann alternativ bei dieser Ausführungsform - wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen - eine Versiegelung zum Einsatz kommen, mit welcher der Anschlussstutzen 7 einer unbenutzten Kartusche 3 verschlossen ist. Dann wäre anstelle des domartigen Siebelements 23 oder zusätzlich zum domartigen Siebelement 23 an der Mündung des Anschlussstutzens 12 eine Öffnungseinrichtung 14, wie beispielsweise ein Dorn oder eine Hohlnadel, vorzusehen, welche die Versiegelung beim Einsetzen der Kartusche 3 perforiert.
  • Gleichwohl in den Zeichnungen der 1 bis 3 jeweils nur eine Kartusche 3 dargestellt ist, versteht es sich von selbst, dass die Anzahl der Kartuschen 3 nicht auf eine Kartusche 3 begrenzt ist. So kann die vorgeschlagene Vorrichtung 1 bzw. das vorgeschlagene Dosiersystem 10 auch mehr als eine Kartusche 3, beispielsweise zwei Kartuschen 3 aufweisen. Diese Ausführungsform ist schematisch in der 4 dargestellt.
  • Sollen mehrere Kartuschen 3 gleichzeitig im Kraftfahrzeug mitgeführt werden, so ist es zweckmäßig, dass mehrere Aufnahmen im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehen, die zumindest die Funktion einer Halterung 11' für die Kartusche 3 übernehmen. Wenigstens eine der Aufnahmen sollte als eine Aufnahme 11 ausgebildet sein, die - wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gezeigt - an ein Dosiersystem 10 angeschlossen ist.
  • Wenn mehrere Aufnahmen 11 an ein Dosiersystem 10 angeschlossen sind, vergrößert sich die Menge des für das Dosiersystem 10 unmittelbar verfügbaren Hilfsstoffs 2. Durch geeignete Schaltventile 28, die im Rohrabschnitt 15 angeordnet werden können, lassen sich die Kartuschen 3 aus mehreren Aufnahmen 11 auch selektiv mit dem Dosiersystem 10 verbinden, so dass die Kartuschen 3 nacheinander entleert werden können. Eine Steuerung der Schaltventile 28 ist über das Steuergerät 20 möglich.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zur Bevorratung eines Hilfsstoffs (2) an Bord eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich bei dem Hilfsstoff (2) vorzugsweise um destilliertes Wasser oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors handelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Kartusche (3) zur Bevorratung des Hilfsstoffs (2) umfasst, die bei Verbrauch des enthaltenen Hilfsstoffs (2) als Ganzes austauschbar ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) ein Fassungsvermögen von mindestens 2 Litern und maximal 10 Litern aufweist, wobei vorzugsweise das Fassungsvermögen 3 Liter bis 5 Liter beträgt.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Kartusche (3) im Wesentlichen würfel- oder quaderförmig ist, wobei vorzugsweise die Ecken und/oder Kanten abgerundet sind.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) mindestens ein Griffelement (4) und/oder eine Griffmulde (5) aufweist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) als Ganzes oder in Teilen aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat PET, gefertigt ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) vor der ersten Entnahme des Hilfsstoffs (2) fluiddicht verschlossen, vorzugsweise versiegelt, ist.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) ein Belüftungsventil (6) aufweist.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (3) einen nach außen oder nach innen gerichteten Anschlussstutzen (7) aufweist, wobei vorzugsweise im Anschlussstutzen (7) eine Versiegelung (8) und/oder ein Auslassventil (9) angeordnet ist bzw. sind.
  9. Dosiersystem (10) für einen Hilfsstoff (2), wobei es sich bei dem Hilfsstoff (2) vorzugsweise um destilliertes Wasser oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors handelt, umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise das Dosiersystem (10) mindestens eine Aufnahme (11) für eine oder mehrere Kartuschen (3) umfasst.
  10. Dosiersystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) wannenartig ausgeführt ist und/oder mindestens einen Anschlussstutzen (12) zur lösbaren Verbindung mit der Kartusche (3), vorzugsweise mit einem Anschlussstutzen (7) der Kartusche (3), aufweist.
  11. Dosiersystem (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) mindestens einen Dichtring (13) umfasst, der vorzugsweise im Anschlussstutzen (12) oder außen auf dem Anschlussstutzen (12) der Aufnahme (11) angeordnet ist.
  12. Dosiersystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) eine Einrichtung (14) zum Öffnen einer Kartusche (3) aufweist, die vorzugsweise durch den Anschlussstutzen (12) der Aufnahme (11) ausgebildet wird oder im Anschlussstutzen (12) der Aufnahme (11) angeordnet ist.
  13. Dosiersystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) ein Siebelement (23) aufweist, das vorzugsweise auf den Anschlussstutzen (12) der Aufnahme (11) aufgesetzt, vorzugsweise aufgepresst oder aufgeschraubt ist.
  14. Dosiersystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) unmittelbar oder mittelbar über einen Rohrabschnitt (15) mit einem Zwischentank (16) des Dosiersystems (10) verbunden ist, wobei vorzugsweise das Fassungsvermögen des Zwischentanks (16) mindestens so groß wie das Fassungsvermögen einer Kartusche (3) ist.
  15. Dosiersystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiersystem (10) eine Pumpe (17) und ein Dosiermodul (18) zum Eindosieren des Hilfsstoffs (2) in einen Abgasstrang des Kraftfahrzeugs umfasst.
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