WO2013004346A1 - Fluidbehälter mit einfüllrohr - Google Patents

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WO2013004346A1
WO2013004346A1 PCT/EP2012/002570 EP2012002570W WO2013004346A1 WO 2013004346 A1 WO2013004346 A1 WO 2013004346A1 EP 2012002570 W EP2012002570 W EP 2012002570W WO 2013004346 A1 WO2013004346 A1 WO 2013004346A1
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WO
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fluid container
fluid
interior
container
geodetically
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PCT/EP2012/002570
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Inventor
Anton Kraus
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K13/00—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units
    • B60K13/04—Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units concerning exhaust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/035—Fuel tanks characterised by venting means

Definitions

  • the invention relates to a fluid container, in particular for an exhaust gas purification fluid for treating exhaust gas of an internal combustion engine, in particular for an aqueous
  • the fluid container has a filling tube which is fluid-conductively connected to an interior of the fluid container and has a filling head at an end remote from the interior of the fluid container and is closed with a detachable tank lid, wherein the fluid container and the filling tube are designed and arranged such that in a mounting position of the fluid container a geodetically highest point of the fluid container geodetically lower than the filling head, according to the preamble of claim 1.
  • Containers for exhaust gas cleaning fluids such as Selective Catalyst Reduction (SCR) tanks for urea solutions, require venting due to the consumption of the exhaust gas cleaning fluid, temperature changes, or changes in atmospheric air pressure (eg, when traveling uphill or air cargo transporting). This is due to the limited negative pressure resistance of plastic containers such as HDPE (PE-HD: weakly branched polymer chains of polyethylene, high density between 0.94 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3 , "HD” stands for "high density” ) necessary.
  • HDPE PE-HD: weakly branched polymer chains of polyethylene, high density between 0.94 g / cm 3 and 0.97 g / cm 3 , "HD” stands for "high density”
  • a fuel tank with a filling pipe and a ventilation pipe is known.
  • the ventilation pipe opens via a level control valve in an interior of the fuel tank.
  • a receptacle for a nozzle of a fuel nozzle is formed in the filling tube.
  • the ventilation tube connects the interior of the fuel tank with the receptacle via a check valve. Since fuel usually has a very low freezing point and usually such low ambient temperatures do not occur, comes
  • Fluid from the fluid container come to the fact that the fluid container is contracted due to lack of vacuum resistance and thereby possibly damaged.
  • the associated with the ventilation components must therefore be ice, which is too high
  • the invention has for its object to provide a container of o.g. with high ice crush resistance, few components and simple mechanical construction.
  • Tank lid and on the installation position of the fluid container geodetically highest point of the fluid container each have a venting device is arranged.
  • the check valve is arranged geodetically higher than the geodetically highest point of the fluid container. Furthermore, as a result, the check valve must not be formed ice pressure resistant.
  • Ventilation device in the tank lid and / or at the geodetically highest point as
  • Membrane in particular as a PTFE membrane (polytetrafluoroethylene) is formed.
  • venting device is formed at the geodetically highest point of the fluid container as a throttle bore, wherein a fluid-conducting connection is formed from the throttle bore to the filling head.
  • FIG. 1 shows a first preferred embodiment of a fluid container according to the invention in a schematic sectional view
  • Fig. 2 shows a second preferred embodiment of a fluid container according to the invention in a schematic sectional view
  • Fig. 3 shows the detail Z of Fig. 2 in a schematic sectional view.
  • Fluid container 10 is shown in the installed position, wherein a direction of gravity 26 is directed downward in Fig. 1, and has an inner space 12 into which a filler pipe 14 and a
  • Immersion tube 16 opens.
  • the filler pipe 14 serves to fill the interior 12 of the
  • a fluid 24 such as an aqueous urea solution for the treatment of exhaust gas of an internal combustion engine, not shown.
  • Urea solution has the property that it freezes at about -11 ° C ambient temperature. Because of this particular property of the fluid 24, certain precautions must be taken to ensure the operability of the fluid container 10 at all ambient temperatures that occur.
  • a filling head 18 is disposed at an end remote from the interior 12 of the end 22 and this end 22 is closed by a detachable tank lid 20.
  • the filling head 18 and the end 22 with the tank lid 20 are geodetically higher than a geodetically highest point 28 of the fluid container 10.
  • the dip tube 16 projects into the interior 12 and is connected via a vent line 17 with the filling head 18 such that via the dip tube 16 and the vent line 17, a fluid-conducting connection between the interior 12 and the filling head 18th is made.
  • a bubbling tank 30 is arranged in the vent line 17.
  • a check valve 34 is arranged, which allows fluid flow in the direction of the interior 12 of the fluid container 10 and a fluid flow in the opposite direction, ie from the interior 12 of the fluid container 10 via the filler pipe 14 to the filling head 18, blocked.
  • Removal device 46 for removing fluid 24 from the fluid container 10 is provided to supply the fluid 24 of a designated use.
  • This intended use is, for example, an exhaust gas treatment of exhaust gases of an internal combustion engine in a motor vehicle with the fluid 24 for pollutant reduction.
  • a first ventilation device 36 such as a valve or a PTFE membrane (polytetrafluoroethylene) is provided.
  • Venting device 36 is leakproof or impermeable to liquids or to the fluid 24 and permeable to gases, as indicated by arrow 38. In this way, can be carried out by means of the passage of gases through the first ventilation device 36, a pressure equalization with the environment. Upon removal of fluid 24 from the fluid container 10, a negative pressure is created in the interior 12 relative to an environment. Under the influence of an ambient overpressure, this would undesirably lead to a contraction and thus a plastic deformation of the fluid container 10 with possibly resulting damage to the fluid container 10. The pressure equalization or the ventilation of the interior 12 of the fluid container 10 via the first ventilation device 36 prevents pressure differences between the interior 12 of the fluid container 10 and the environment and thus any damage to the fluid container 10 by plastic
  • An inner end 12 facing, open end 32 of the dip tube 16 serves as a vent of the interior 12 during filling of the fluid container 10 and simultaneously limits the maximum fluid level in the interior 12.
  • a fuel nozzle (not shown) the fluid level reaches the open end 32 of the dip tube 16
  • fluid 24 rises in the dip tube 16 and the vent line 17 and floods the Behellkopf 18.
  • This causes a shut-off mechanism of the fuel nozzle, at least partially into the Be Colellkopf 18th in protrudes, triggers and further filling of the fluid container 10 stops.
  • the fuel nozzle Immediately after switching off the fuel nozzle is thus fluid 24 in the dip tube 16, the
  • a second ventilation device 42 is provided, for example in the form of a valve.
  • Venting device 42 formed as a PTFE membrane (polytetrafluoroethylene), which is connected via a pipe 50 to the environment.
  • the second ventilation device 42 is impermeable to liquids or to the fluid 24 and permeable to gases, as indicated by arrow 48. In this way, can be carried out by means of the passage of gases through the first ventilation device 36, a pressure equalization with the environment.
  • a pressure equalization between the interior 12 of the fluid container 10 and the environment can also take place when there is possibly frozen fluid 24 in the immersion tube 16 or the ventilation line 17.
  • this is basically avoided by the second ventilation device 42, since the in the dip tube 16, the vent line 7 and the filler pipe 14 at the end of a filling or refueling process of the fluid container 10 with fluid 24 possibly.
  • FIGS. 2 and 3 A second, alternative, preferred embodiment of a fluid container 10 according to the invention is shown in FIGS. 2 and 3, wherein functionally identical parts in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals as in FIG. 1, so that their explanation to the above description Fig. 1 is referenced.
  • Venting device 42 is not formed as a membrane but as a throttle bore and the pipe 50 does not open into the environment, but in the filling 18. This gas exchange with the environment exclusively via the first ventilation device 36, as indicated by arrow 38.
  • the tube 50 bypasses the dip tube 16 and the filler pipe 14, so that a venting of the inner space 12 can also take place when dip tube 16 and filler pipe 14 are filled with fluid 24. This way is also at the second
  • Embodiment ensures a flow of fluid 24 from the dip tube 16 and the filler pipe 14.
  • the throttle bore has, for example, a diameter of less than 1.5 mm, whereby a good ventilation of gas or a good outflow of gas from the interior 12 of the fluid container 10 to the filling head 18 is achieved.
  • Venting device 36 in the tank cap 20 the filling level in the filler pipe 14 and in the dip tube 16 and the vent line 17 slowly sag.
  • the filler pipe 16 and components thereof, in particular the check valve 34 must not be made ice pressure resistant. Next is even under the most unfavorable conditions, with frozen fluid 24 in the filler pipe 14 and long driving one equipped with the fluid container 10
  • the throttle bore allows filling speeds for a dispensing refueling of the
  • Fluid container 10 with up to 40 l / min.
  • Tank cap 20 Since in the tube 50 before a refueling operation with empty or
  • eautleertem fluid container 10 is not fluid, here is the air from the interior 12th escape without having to go through a liquid column.
  • Throttle bore is selected such that at low fill rates an acceptable refueling rate is achieved and in cases where the fluid 24 is above the restrictor, the fluid 24 may drain.
  • Venting device 42 in the interior 12 is selected at a respect to the direction of gravity 26 as high as possible.
  • the advantage here is that even at high filling speeds, the amount of refueling is limited by the defined leakage in the throttle bore.
  • gas can escape from the dead volume via the membrane during the refueling process.
  • a pressure maintenance function is provided for refueling at high filling speeds, in particular for filling pipes 14 with a large geodetic difference in height between filling level in the interior 12 and
  • a Schwappschutz is provided, which is designed for example as an elongated pipe and is arranged in the interior 12 in front of the throttle bore.
  • the throttle bore and the dip tube are formed according to an advantageous embodiment of the invention as a component which is attached to the fluid container 10 with a weld.
  • Connection nipple (not shown) at the filling head 18 for the ventilation and the
  • Refueling vent are, for example, designed as a component (double nipple).
  • the check valve 34 is disposed outside of the fluid container 10 at a coupling point, which is usually used for the separate mounting of the fluid container 10 and the filler pipe 14 on an assembly line.
  • the check valve 34 is, for example, as a foil, spring-loaded ball or

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fluidbehälter (10), insbesondere Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für ein Abgasreinigungsfluid zum Behandeln von Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine wässrige Harnstofflösung, wobei der Fluidbehälter (10) ein Einfüllrohr (14) aufweist, welches fluidleitend mit einem Innenraum (12) des Fluidbehälters (10) verbunden ist und an einem vom Innenraum (12) des Fluidbehälters (10) abgewandten Ende (22) einen. Befüllkopf (18) aufweist und mit einem lösbaren Tankdeckel (20) verschlossen ist, wobei der Fluidbehälter (10) und das Einfüllrohr (14) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in einer Einbaulage des Fluidbehälters (10) eine geodätisch höchste Stelle (28) des Fluidbehälters (10) geodätisch tiefer liegt als der Befüllkopf (18). Hierbei ist im Tankdeckel (20) und an der in Einbaulage des Fluidbehälters (10) geodätisch höchsten Stelle (28) des Fluidbehälters (10) jeweils eine Entlüftungsvorrichtung (36, 42) angeordnet.

Description

Beschreibung
Fluidbehälter mit Einfüllrohr
Die Erfindung betrifft einen Fluidbehälter, insbesondere für ein Abgasreinigungsfluid zum Behandeln von Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine wässrige
Harnstofflösung, wobei der Fluidbehälter ein Einfüllrohr aufweist, welches fluidleitend mit einem Innenraum des Fluidbehälters verbunden ist und an einem vom Innenraum des Fluidbehälters abgewandten Ende einen Befüllkopf aufweist und mit einem lösbaren Tankdeckel verschlossen ist, wobei der Fluidbehälter und das Einfüllrohr derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in einer Einbaulage des Fluidbehälters eine geodätisch höchste Stelle des Fluidbehälters geodätisch tiefer liegt als der Befüllkopf, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Behälter für Abgasreinigungsfluide, wie beispielsweise SCR-Behälter (selektive katalytische Reduktion - Selective Cätalytic Reduction) für Harnstofflösungen benötigen aufgrund des Verbrauchs des Abgasreinigungsfluides, von Temperaturänderungen oder Änderungen des atmosphärischen Luftdrucks (beispielsweise bei Bergfahrt oder Luftfrachttransport) eine Be- und Entlüftung. Diese ist aufgrund der beschränkten Unterdruckfestigkeit von Kunststoffbehältern z.B. aus HDPE (PE-HD: schwach verzweigte Polymerketten von Polyethylen, hohe Dichte zwischen 0,94 g/cm3 und 0,97 g/cm3, "HD" steht für "high density") notwendig.
Aus der DE 43 43 498 Ä1 ist ein Kraftstofftank mit einem Füllrohr und einem Lüftungsrohr bekannt. Das Lüftungsrohr mündet über ein Füllstandsbegrenzungsventil in einen Innenraum des Kraftstofftanks. Im Füllrohr ist eine Aufnahme für eine Düse einer Zapfpistole ausgebildet. Das Lüftungsrohr verbindet den Innenraum des Kraftstofftanks mit der Aufnahme über ein Rückschlagventil. Da Kraftstoff üblicherweise einen sehr niedrigen Gefrierpunkt hat und üblicherweise derartig niedrige Umgebungstemperaturen nicht vorkommen, kommt ein
Einfrieren des Fluides im Be- und Entlüftungssystem des Kraftstofftanks normalerweise nicht vor und es müssen hierfür auch keine Gegenmaßnahmen im Kraftstofftank vorgesehen sein.
Bei derartigen herkömmlichen Befüll- und Entlüftungssystemen für Fluidbehälter ist bei Fluiden, welche bereits bei Temperaturen beispielsweise um -10°C gefrieren, wie dies bei wässrigen Harnstofflösungen zur Behandlung von Abgas einer Brennkraftmaschine der Fall ist, besonders darauf zu achten, dass nach einem Betankungsvorgang kein Fluid im Lüftungsrohr bzw.
Füllrohr zurückbleibt und dort ggf. gefriert und dadurch entsprechende Entlüftungsvorrichtungen blockiert. Bei einer blockierten Entlüftungsvorrichtung kann es nämlich bei der Entnahme von - -
Fluid aus dem Fluidbehälter dazu kommen, dass der Fluidbehälter aufgrund mangelnder Unterdruckfestigkeit zusammengezogen und dabei ggf. beschädigt wird. Die mit der Be- und Entlüftung zusammenhängenden Bauteile müssen daher Eisfest sein, was zu hohen
Herstellungskosten führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der o.g. mit hoher Eisdruckfestigkeit, wenigen Bauteilen und einfachem mechanischen Aufbau zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fluidbehälter der o.g. Art mit den in
Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Dazu ist es bei einem Fluidbehälter der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass im
Tankdeckel und an der in Einbaulage des Fluidbehälters geodätisch höchsten Stelle des Fluidbehälters jeweils eine Entlüftungsvorrichtung angeordnet ist.
Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, um ein Übertanken des Behälters auch bei hohen Füllgeschwindigkeiten zu verhindern und gleichzeitig ein
Ablaufen des Fluides nach einem Betankungsvorgang aus dem Einfüllrohr zu gewährleisten, so dass ein Einfrieren von Fluid im Einfüllrohr bei niedrigen Umgebungstemperaturen wirksam vermieden ist.
Hohe Füllgeschwindigkeiten mit einer schnellen Entlüftung des Innenraumes des Fluidbehälters während des Befüllvorgangs mit einem Fluid und gleichzeitig einer Begrenzung des Pegels in dem Fluidbehälter erzielt man dadurch, dass ein Tauchrohr derart vorgesehen ist, dass dieses den Innenraum des Behälters mit dem Befüllkopf fluidleitend verbindet, wobei das Tauchrohr an einem dem Innenraum des Fluidbehälters zugewandten Ende in den Innenraum hinein ragt.
Ein unerwünschtes Aufsteigen von Fluid über das Tauchrohr bis in den Befüllkopf wird dadurch wirksam vermieden, dass das Tauchrohr über eine Entlüftungsleitung mit dem Befüllkopf fluidleitend verbunden ist, wobei in der Entlüftungsleitung ein Ausperlbehälter angeordnet ist.
Eine unbeabsichtigte RückStrömung über das Einfüllrohr aus dem Fluidbehälter heraus wird dadurch wirksam unterbunden, dass im Einfüllrohr ein Rückschlagventil derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieses Rückschlagventil eine Fluidströmung in Richtung des Innenraumes des Fluidbehälters frei gibt und in entgegengesetzter Richtung sperrt. Eine vollständige Befüllung des Fluidbehälters ohne einen unerwünschten, übermäßigen Druckaufbau im Fluid.behälter während des Befüllvorgangs wird dadurch erzielt, dass in
Einbaulage des Fluidbehälters das Rückschlagventil geodätisch höher angeordnet ist als die geodätisch höchste Stelle des Fluidbehälters. Weiterhin muss hierdurch das Rückschlagventil nicht eisdruckfest ausgebildet sein.
Eine einfache und funktionssichere Entlüftungsfunktion erzielt man dadurch, dass die
Entlüftungsvorrichtung im Tankdeckel und/oder an der geodätisch höchsten Stelle als
Membran, insbesondere als PTFE-Membran (Polytetrafluorethylen) ausgebildet ist.
Besonders hohe Befüllgeschwindigkeiten erzielt man dadurch, dass die Entlüftungsvorrichtung an der geodätisch höchsten Stelle des Fluidbehälters als Drosselbohrung ausgebildet ist, wobei eine fluidleitende Verbindung von der Drosselbohrung zu dem Befüllkopf ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidbehälters in schematischer Schnittansicht,
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidbehälters in schematischer Schnittansicht und
Fig. 3 das Detail Z von Fig. 2 in schematischer Schnittansicht.
Die in Fig. 1 dargestellte, erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Fluidbehälters 10 ist in Einbaulage dargestellt, wobei eine Schwerkraftrichtung 26 in Fig. 1 nach unten gerichtet ist, und weist einen Innenraum 12 auf, in den ein Einfüllrohr 14 und ein
Tauchrohr 16 mündet. Das Einfüllrohr 14 dient zum Befüllen des Innenraumes 12 des
Fluidbehälters 10 mit einem Fluid 24, wie beispielsweise einer wässrigen Harnstofflösung zur Behandlung von Abgas einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Eine derartige
Harnstofflösung hat die Eigenschaft, dass diese bei ca. -11 °C Umgebungstemperatur gefriert. Wegen dieser besonderen Eigenschaft des Fluides 24 müssen bestimmte Vorkehrungen getroffen werden, um die Funktionsfähigkeit des Fluidbehälters 10 bei allen vorkommenden Umgebungstemperaturen zu gewährleisten.
In dem Einfüllrohr 14 ist ein Befüllkopf 18 an einem von dem Innenraum 12 abgewandten Ende 22 angeordnet und dieses Ende 22 ist mit einem lösbaren Tankdeckel 20 verschlossen. Der Befüllkopf 18 und das Ende 22 mit dem Tankdeckel 20 befinden sich geodätisch höher als eine geodätisch höchste Stelle 28 des Fluidbehälters 10. Das Tauchrohr 16 ragt in den Innenraum 12 hinein und ist über eine Entlüftungsleitung 17 mit dem Befüllkopf 18 derart verbunden, dass über das Tauchrohr 16 und die Entlüftungsleitung 17 eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Innenraum 12 und dem Befüllkopf 18 hergestellt ist. In der Entlüftungsleitung 17 ist ein Ausperlbehälter 30 angeordnet. In dem Einfüllrohr 14 ist ein Rückschlagventil 34 angeordnet, welches einen Fluidstrom in Richtung des Innenraumes 12 des Fluidbehälters 10 zulässt und einen Fluidstrom in entgegengesetzter Richtung, also vom Innenraum 12 des Fluidbehälters 10 über das Einfüllrohr 14 zum Befüllkopf 18, blockiert.
An einem Boden 40 des Fluidbehälters 10 ist an einer geodätisch tiefsten Stelle eine
Entnahmevorrichtung 46 zur Entnahme von Fluid 24 aus dem Fluidbehälter 10 vorgesehen, um das Fluid 24 einer bestimmungsgemäßen Verwendung zuzuführen. Diese bestimmungsgemäße Verwendung ist beispielsweise eine Abgasbehandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit dem Fluid 24 zur Schadstoffreduktion.
In dem Tankdeckel 20 ist eine erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36, wie beispielsweise ein Ventil bzw. eine PTFE-Membran (Polytetrafluorethylen) vorgesehen. Die erste Be- und
Entlüftungsvorrichtung 36 ist dicht bzw. undurchlässig für Flüssigkeiten bzw. für das Fluid 24 und durchlässig für Gase, wie mit Pfeil 38 angedeutet. Auf diese Weise kann mittels des Durchtritts von Gasen durch die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36 ein Druckausgleich mit der Umgebung erfolgen. Bei einer Entnahme von Fluid 24 aus dem Fluidbehälter 10 entsteht in dem Innenraum 12 ein Unterdruck relativ zu einer Umgebung. Dies würde unter Einwirkung eines Umgebungsüberdruckes in unerwünschter Weise ggf. zu einem Zusammenziehen und damit einer plastischen Verformung des Fluidbehälters 10 mit ggf. daraus resultierender Beschädigung des Fluidbehälters 10 führen. Der Druckausgleich bzw. die Be- und Entlüftung des Innenraumes 12 des Fluidbehälters 10 über die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36 verhindert Druckdifferenzen zwischen dem Innenraum 12 des Fluidbehälters 10 und der Umgebung und damit etwaige Beschädigungen des Fluidbehälters 10 durch plastische
Verformung aufgrund von Druckunterschieden zwischen dem Innenraum 12 und der
Umgebung.
Ein dem Innenraum 12 zugewandtes, offenes Ende 32 des Tauchrohres 16 dient als Entlüftung des Innenraumes 12 während des Befüllens des Fluidbehälters 10 und begrenzt gleichzeitig den maximalen Fluidpegel in dem Innenraum 12. Sobald nämlich bei einem Befüllvorgang des Fluidbehälters 10 über das Einfüllrohr 14 mittels einer Zapfpistole (nicht dargestellt) der Fluidpegel das offenen Ende 32 des Tauchrohres 16 erreicht, steigt Fluid 24 in dem Tauchrohr 16 und der Entlüftungsleitung 17 auf und flutet den Befüllkopf 18. Dies führt dazu, dass ein Abschaltmechanismus der Zapfpistole, die mindestens teilweise in den Befüllkopf 18 hinein ragt, auslöst und ein weiteres Befüllen des Fluidbehälters 10 stoppt. Unmittelbar nach dem Abschalten der Zapfpistole befindet sich somit Fluid 24 in dem Tauchrohr 16, der
Entlüftungsleitung 17 und dem Einfüllrohr 14 bis hinauf zum Befüllkopf 18.
Sollte zu diesem Zustand beispielsweise ein mit dem Fluidbehälter 10 ausgerüstetes Fahrzeug für längere Zeit bei Außentemperaturen kleiner dem Gefrierpunkt des Fluides 24 abgestellt werden, wäre eine Belüftung des Fluidbehälters 10 in einem anschließenden längeren
Fahrbetrieb, bei dem kontinuierlich Fluid 24 aus dem Innenraum 12 beispielsweise zur
Abgasbehandlung entnommen wird, nicht sichergestellt, da eine an dem Boden 40 (geodätisch tiefste Stelle des Fluidbehälters 10) angeordnete Tankheizung 44 die Entlüftungswege (im Wesentlichen die Entlüftungsleitung 17) nicht auftauen kann. Um in diesem Zustand eine Verformung des Fluidbehälters 10 durch Verbrauch des Fluides 24 zu verhindern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass an der geodätisch höchsten Stelle 28 des Fluidbehälters 10 eine zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 beispielsweise in Form eines Ventils vorgesehen ist.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist diese zweite Be- und
Entlüftungsvorrichtung 42 als PTFE-Membran (Polytetrafluorethylen) ausgebildet, die über ein Rohr 50 mit der Umgebung verbunden ist. Die zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 ist dicht bzw. undurchlässig für Flüssigkeiten bzw. für das Fluid 24 und durchlässig für Gase, wie mit Pfeil 48 angedeutet. Auf diese Weise kann mittels des Durchtritts von Gasen durch die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36 ein Druckausgleich mit der Umgebung erfolgen. Durch die Anordnung der zweiten Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 kann über diese ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 12 des Fluidbehälters 10 und der Umgebung auch dann erfolgen, wenn sich in dem Tauchrohr 16 bzw. der Entlüftungsleitung 17 ggf. gefrorenes Fluid 24 befindet. Allerdings ist dies grundsätzlich durch die zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 vermieden, da das in dem Tauchrohr 16, der Entlüftungsleitung 7 und dem Einfüllrohr 14 am Ende eines Befüll- bzw. Betankungsvorganges des Fluidbehälters 10 mit Fluid 24 ggf.
vorhandene Fluid 24 in den Innenraum 12 des Fluidbehälters 10 abströmen kann, da sich ein entsprechender Überdruck in dem Innenraum 12, welcher ein solches Abströmen verhindern würde, über die zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 abbauen kann. Gleichzeitig wird ein sich durch das Abströmen ggf. in der Entlüftungsleitung 17 und dem Einfüllrohr 14 ergebener Unterdruck über die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36 im Tankdeckel 20 abgebaut. Ein Zufrieren auch der zweiten Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 ist nicht möglich, da sich dieses an der geodätisch höchsten Stelle des Fluidbehälters 10 und damit immer oberhalb des Fluidpegels sowie beabstandet von dem Fluidpegel befindet. Eine zweite, alternative, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluidbehälters 10 ist in Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei funktionsgleiche Teile in Fig. 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auf die obige Beschreibung der Fig. 1 verwiesen wird. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 die zweite Be- und
Entlüftungsvorrichtung 42 nicht als Membran sondern als Drosselbohrung ausgebildet und das Rohr 50 mündet nicht in die Umgebung, sondern in den Befüllkopf 18. Hierdurch erfolgt ein Gasaustausch mit der Umgebung ausschließlich über die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36, wie mit Pfeil 38 angedeutet. Das Rohr 50 umgeht das Tauchrohr 16 und das Einfüllrohr 14, so dass eine Entlüftung des Innenraumes 12 auch dann erfolgen kann, wenn Tauchrohr 16 und Einfüllrohr 14 mit Fluid 24 gefüllt sind. Auf diese Weise ist auch bei der zweiten
Ausführungsform ein Abströmen von Fluid 24 aus dem Tauchrohr 16 und dem Einfüllrohr 14 gewährleistet. Die Drosselbohrung hat beispielsweise einen Durchmesser von kleiner 1 ,5 mm, wodurch eine gute Entlüftung von Gas bzw. ein gutes Abströmen von Gas aus dem Innenraum 12 des Fluidbehälters 10 zum Befüllkopf 18 erzielt wird.
Die nachfolgende Diskussion von weiteren Aspekten der Erfindung gilt unabhängig von den zuvor konkret beschriebenen Ausführungsformen für die Erfindung ganz allgemein, soweit nichts anderes ausdrücklich erwähnt ist.
Durch die Be- und Entlüftung über die jeweilige zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42 erfolgt nach abgeschlossenem Befüllvorgang ein Druckausgleich bis Atmosphärendruck bzw.
Umgebungsdruck. Durch das Nachströmen von Luft durch die erste Be- und
Entlüftungsvorrichtung 36 im Tankdeckel 20 wird der Füllspiegel im Einfüllrohr 14 und in dem Tauchrohr 16 bzw. der Entlüftungsleitung 17 langsam absacken. Damit müssen das Einfüllrohr 16 und Komponenten davon, insbesondere das Rückschlagventil 34, nicht eisdruckfest ausgeführt sein. Weiter ist auch unter ungünstigsten Bedingungen, mit gefrorenem Fluid 24 im Einfüllrohr 14 und langem Fahrbetrieb eines mit dem Fluidbehälter 10 ausgerüsteten
Kraftfahrzeugs mit Entnahme von Fluid aus dem Fluidbehälter 10, immer eine Belüftung des Innenraumes 12 des Fluidbehälters 10 möglich.
Die Drosselbohrung ermöglicht Füllgeschwindigkeiten für eine Zapfventilbetankung des
Fluidbehälters 10 mit bis zu 40 l/min.
Bei der Ausführungsvariante mit Drosselbohrung (Fig. 2 und 3) erfolgt der Druckausgleich über die Drossel und das Rohr 50 (Anschlussleitung zum Befüllkopf 18) und dann über den
Tankdeckel 20. Da in dem Rohr 50 vor einem Betankungsvorgang mit leerem oder
teilentleertem Fluidbehälter 10 kein Fluid steht, kann hier die Luft aus dem Innenraum 12 entweichen, ohne durch eine Flüssigkeitssäule durchperlen zu müssen. Die Größe der
Drosselbohrung wird derart gewählt, dass bei niedrigen Füllgeschwindigkeiten eine akzeptable Nachtankmenge erreicht wird und bei Fällen, in denen das Fluid 24 oberhalb der Drossel steht, das Fluid 24 ablaufen kann. Die Anordnung des Eintritts der zweiten Be- und
Entlüftungsvorrichtung 42 in den Innenraum 12 ist an einer bzgl. der Schwerkraftrichtung 26 möglichst hohen Stelle gewählt. Vorteil hier ist, dass auch bei hohen Füllgeschwindigkeiten die Nachtankmenge durch die definierte Leckage in der Drosselbohrung begrenzt wird.
Bei der Ausführungsvariante mit Membran (Fig. 1 ) kann während des Nachtankvorganges Gas aus dem Totvolumen über die Membran entweichen. Hier ist für eine Betankung mit hohen Füllgeschwindigkeiten eine Druckhaltefunktion vorgesehen, insbesondere bei Einfüllrohren 14 mit großem geodätischem Höhenunterschied zwischen Füllpegel im Innenraum 12 und
Befüllkopf 18, um ein rechtzeitiges Abschalten des Zapfventils zu gewährleisten.
Um im Fahrbetrieb eines mit dem erfindungsgemäßen Fluidbehälter 10 ausgerüsteten
Kraftfahrzeugs den Eintritt von Fluid 24 in die Entlüftungsleitung 50 durch die Drosselbohrung zu behindern, ist ein Schwappschutz vorgesehen, welcher beispielsweise als verlängertes Rohr ausgeführt ist und im Innenraum 12 vor der Drosselbohrung angeordnet ist.
Die Drosselbohrung und das Tauchrohr sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung als ein Bauteil ausgebildet, welches mit einer Schweißung am Fluidbehälter 10 angebracht wird.
Anschlussnippel (nicht dargestellt) am Befüllkopf 18 für die Be- und Entlüftung und die
Betankungsentlüftung sind beispielsweise als ein Bauteil (Doppelnippel) ausgebildet.
Das Rückschlagventil 34 ist außerhalb des Fluidbehälters 10 an einer Koppelstelle angeordnet, die in der Regel für die getrennte Montage des Fluidbehälters 10 und des Einfüllrohrs 14 an einem Montageband genutzt wird.
Das Rückschlagventil 34 ist beispielsweise als Folien-, federbelastetes Kugel- oder
federbelastetes Klappenventil ausgebildet. Bezugszeichenliste
Fluidbehälter
Innenraum des Fluidbehälters 10
Einfüllrohr
Tauchrohr
Entlüftungsleitung
Befüllkopf
Tankdeckel
von dem Innenraum 12 abgewandtes Ende des Einfüllrohres 14
Fluid
Schwerkraftrichtung
geodätisch höchste Stelle des Fluidbehälters 10
Ausperlbehälter
dem Innenraum 12 zugewandtes, offenes Ende des Tauchrohres 16
Rückschlagventil
erste Be-/Entlüftungsventil am Tankdeckel
Pfeil: Gasdurchtritt durch erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 36
Boden (geodätisch tiefste Stelle des Fluidbehälters 10)
zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung an der geodätisch höchsten Stelle des
Fluidbehälters
Tankheizung
Entnahmevorrichtung
Pfeil: Gasdurchtritt durch zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 42
Rohr

Claims

Patentansprüche
1. Fluidbehälter (10), insbesondere Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für ein
Abgasreinigungsfluid zum Behandeln von Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine wässrige Harnstofflösung, wobei der Fluidbehälter (10) ein Einfüllrohr (14) aufweist, welches fluidleitend mit einem Innenraum (12) des Fluidbehälters (10) verbunden ist und an einem vom Innenraum (12) des Fluidbehälters (10) abgewandten Ende (22) einen Befüllkopf (18) aufweist und mit einem lösbaren Tankdeckel (20) verschlossen ist, wobei der Fluidbehälter (10) und das Einfüllrohr (14) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in einer Einbaulage des Fluidbehälters (10) eine geodätisch höchste Stelle (28) des Fluidbehälters (10) geodätisch tiefer liegt als der Befüllkopf (18), dadurch gekennzeichnet, dass im Tankdeckel (20) und an der in Einbaulage des
Fluidbehälters (10) geodätisch höchsten Stelle (28) des Fluidbehälters (10) jeweils eine Entlüftungsvorrichtung (36, 42) angeordnet ist.
2. Fluidbehälter (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Tauchrohr (16) derart vorgesehen ist, dass dieses den Innenraum (12) des Fluidbehälters (10) mit dem Befüllkopf (18) fluidleitend verbindet, wobei das Tauchrohr (16) an einem dem Innenraum (10) des Fluidbehälters (10) zugewandten Ende (32) in den Innenraum (12) hinein ragt.
3. Fluidbehälter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchrohr (14) über eine Entlüftungsleitung mit dem Befüllkopf fluidleitend verbunden ist, wobei in der Entlüftungsleitung ein Ausperlbehälter angeordnet ist.
4. Fluidbehälter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Einfüllrohr (14) ein Rückschlagventil (34) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieses Rückschlagventil (34) eine Fluidströmung in Richtung des Innenraumes (12) des Fluidbehälters (10) frei gibt und in entgegengesetzter Richtung sperrt.
5. Fluidbehälter (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Einbaulage des Fluidbehälters (10) das Rückschlagventil (34) geodätisch höher angeordnet ist als die geodätisch höchste Stelle (28) des Fluidbehälters (10).
6. Fluidbehälter (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (36) im Tankdeckel (20) und/oder die Entlüftungsvorrichtung (42) an der geodätisch höchsten Stelle (28) als Membran, insbesondere als PTFE-Membran (Polytetrafluorethylen) ausgebildet ist.
7. Fluidbehälter (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (42) an der geodätisch höchsten Stelle (28) des Fluidbehälters (10) als Drosselbohrung ausgebildet ist, wobei eine fluidleitende Verbindung (50) von der Drosselbohrung (42) zu dem Befüllkopf (18) ausgebildet ist.
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