WO2014072192A1

WO2014072192A1 - Vorrichtung zur bereitstellung eines flüssigen additivs

Info

Publication number: WO2014072192A1
Application number: PCT/EP2013/072454
Authority: WO
Inventors: Jan Hodgson; Sven Schepers
Original assignee: Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-05-15
Also published as: US20150285120A1; CN104968906A; US10267194B2; CN104968906B; RU2015121806A; DE102012110760A1; EP2917528A1; JP2015535562A; KR20150099734A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs, aufweisend zumindest einen Tank (2) und eine Entnahmeeinheit (3) zur Förderung des flüssigen Additivs aus dem Tank (2) zu einem Additivverbraucher (4), wobei der Tank (2) eine Tankwand (5) aufweist und die Entnahmeeinheit (3) an einem Montageabschnitt (6) der Tankwand (5) montiert ist, wobei die Tankwand aus Spritzgussmasse (7) besteht und im Bereich des Montageabschnittes (6) integrierte Versteifungsstrukturen (8) in der Spritzgussmasse (7) vorgesehen sind.

Description

Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs, die beispielsweise dazu verwendet werden kann, einer Abgasbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs das flüssige Additiv zuzuführen. Zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen in Kraftfahrzeugen werden auch Abgasbehandlung s Vorrichtungen eingesetzt, in welchen mit Hilfe eines flüssigen Additivs ein Abgasreinigungsverfahren durchgeführt werden kann. Ein häufig in derartigen Abgasbehandlungsvorrichtungen eingesetztes Verfahren ist das Verfahren der selektiven katalyti- schen Reduktion [SCR- Verfahren, SCR = selective catalytic reduction], bei dem Stickstoffoxid Verbindungen im Abgas unter Zuhilfenahme eines Re- duktionsmittels zu unschädlichen Substanzen (Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff) reduziert werden können. Das Reduktionsmittel kann der Abgasbehandlungsvorrichtung als flüssiges Additiv zugeführt werden. Ein zu diesem Zweck eingesetztes flüssiges Additiv ist Harnstoff-Wasser-Lösung. Eine 32,5 prozentige Harnstoff- Wasser-Lösung für die Abgasreinigung ist unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich.

Vorrichtungen zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs haben typischerweise einen Tank zur Speicherung des flüssigen Additivs und eine Entnahmeeinheit zur Entnahme des flüssigen Additivs aus dem Tank. Die Entnahmeeinheit führt die Förderung des flüssigen Additivs zu einem Additivverbraucher durch. Gegebenenfalls ist die Entnahmeeinheit auch für eine genaue Dosierung des flüssigen Additivs zuständig. Der Additivverbraucher ist beispielsweise eine Abgasbehandlungsvorrichtung (wie ein SCR- Katalysator) oder eine an der Abgasbehandlungsvorrichtung vorgesehene Zufuhrvorrichtung für das flüssige Additiv. Eine solche Zufuhrvorrichtung kann einen steuerbaren Injektor aufweisen, mit dem eingestellt werden kann, ob der Abgasbehandlungsvorrichtung Additiv zugeführt wird. Insbesondere für Personenkraftfahrzeuge ist es aufgrund des sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraums gewünscht, dass eine solche Vorrichtung an den vorhandenen Bauraum möglichst genau angepasst ist. In Personenkraftfahrzeugen steht normalerweise nur Bauraum im Unterbodenbereich oder im Bereich der hinteren Achse (beispielsweise über den Rädern der hinteren Achse) zur Verfügung. Die Anpassung der Vorrichtung an den zur Verfügung stehenden Bauraum erfordert typischerweise sehr komplexe Tankgeometrien, die beispielsweise spezielle Ausbuchtungen, Einbuchtungen, Krümmungen und/oder Hinterschnitte aufweisen und von sonst üblichen, typischerweise quaderförmigen oder zylindrischen Tankformen ab- weichen. Derartige Tankgeometrien sind aber derzeit schwierig bzw. aufwändig herzustellen, wobei sich die klassischen Herstellungsverfahren hierfür nicht eignen.

Da eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs in einem Kraftfahrzeug ein zusätzliches Versorgungssystem darstellt, ist es außerdem wichtig, dass die Vorrichtung besonders widerstandsfähig und gleichzeitig kostengünstig ist. Insbesondere sollte die Herstellung der Vorrichtung sowie die verwendeten Komponenten und Materialien besonders kostengünstig sein. Gleichzeitig sollte es auch mit möglichst geringem Aufwand mög- lieh sein, einzelne Komponenten der Vorrichtung zur Wartung zu erreichen bzw. auszutauschen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten technischen Probleme zu lösen bzw. zumindest zu lindern. Es soll insbesondere eine besonders kostengünstige Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs vorgestellt werden, welche insbesondere auch an den zur Verfügung stehenden Bauraum in einem Kraftfahrzeug besonders gut angepasst werden kann.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführung s Varianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs, aufweisend zumindest einen Tank und eine Entnahmeeinheit zur Förderung des flüssigen Additivs aus dem Tank zu einem Additivverbraucher, wobei der Tank mindestens eine Tankwand aufweist und die Entnahmeeinheit an einen Montageabschnitt der Tankwand montiert ist, wobei die Tankwand aus Spritzgussmasse besteht und im Bereich des Mon- tageab Schnitts integrierte Versteifung s strukturen in der Spritzgussmasse vorgesehen sind.

Der Tank der Vorrichtung weist einen Innenraum auf, in dem das flüssige Additiv in dem Tank gelagert ist. Der Innenraum des Tanks wird von der Tankwand begrenzt. Die Tankwand weist typischerweise einen Bereich auf, der als Tankoberseite angesehen werden kann, sowie einen Bereich, der als Tankboden angesehen werden kann. Außerdem existieren vorzugsweise seitliche Tankwandabschnitte, die die Tankoberseite und den Tankboden miteinander verbinden. Die Entnahmeeinheit entnimmt das flüssige Additiv aus dem Tank an einer Entnahmestelle, die vorzugsweise in der Nähe des Tankbodens bzw. am Tankboden selbst angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, mit der Entnahmeeinheit den Inhalt des Tanks - also das flüssige Additiv - vollständig aus dem Tank zu entnehmen. Möglich ist auch, dass mehrere Entnahmeeinheiten vorgesehen sind.

Die Entnahmeeinheit weist vorzugsweise eine Mehrzahl aktiver Kompo- nenten auf, welche die Förderung des flüssigen Additivs und gegebenenfalls auch die Dosierung des flüssigen Additivs übernehmen. Diese Komponenten können beispielsweise folgende Elemente umfassen: mindestens eine Pumpe, die das flüssige Additiv fördert und/oder dosiert, mindestens ein Ventil, das die Förderung und/oder die Dosierung steuert, mindestens ein Sensor, mit dem die Förderung und/oder die Dosierung überwacht werden kann, mindestens einen Filter mit dem flüssiges Additiv, welches von der Vorrichtung bereitgestellt wird, gefiltert werden kann.

Die Entnahmeeinheit ist vorzugsweise an der Tankwand des Tanks mon- tiert. Vorzugsweise sind an der Tankwand verschiedene Befestigungselemente vorgesehen, mit denen die aktiven Komponenten miteinander verbunden werden können. Die Tankwand bildet somit eine Art Grundplatte bzw. eine Art Montageplatte für die Entnahmeeinheit. Der Abschnitt der Tankwand, an dem die Entnahmeeinheit bzw. die Komponenten der Entnahmeeinheit montiert sind, wird als Montageabschnitt bezeichnet. Der Montageabschnitt erstreckt sich also im Wesentlichen nur über einen Bereich der Tankwand, an der die aktiven Komponenten bzw. beispielsweise ein Gehäuse der Entnahmeeinheit vorgesehen ist. Insbesondere endet der Montageabschnitt der Tankwand mit einem äußeren (umlaufenden) Rand von beispielsweise maximal 10 cm oder sogar nur maximal 5 cm [Zentimeter] um die Entnahmeeinheit.

Im Bereich des Montageabschnittes weist die Tankwand vorzugsweise eine Einstülpung auf. Die Einstülpung erstreckt sich vorzugsweise von einer Außenseite in einen Innenraum des Tanks hinein. Die Einstülpung bildet vorzugsweise einen Abschnitt eines Gehäuses einer Kammer auf, die von dem Innenraum des Tanks abgetrennt ist. Diese Kammer ist im Betrieb der Vorrichtung (mit Ausnahme innerhalb der vorgesehenen Kanäle bzw. in- nerhalb aktiven Komponenten) trocken bzw. frei von flüssigem Additiv. Wenn die Entnahmeeinheit an dem Montageabschnitt montiert ist, ist die Montageeinheit vorzugsweise (insbesondere vollständig) innerhalb der Kammer angeordnet, die von der Einstülpung gebildet ist. Die Kammer bzw. die Einstülpung kann vorzugsweise von einer Außenseite des Tanks her mit einem Deckel verschlossen werden. So kann die Entnahmeeinheit in der Kammer vor Verunreinigungen von außen geschützt werden.

Die Tankwand ist aus Spritzgussmasse gefertigt und im Bereich des Montageabschnitts sind in die Spritzgussmasse Versteifungsstrukturen integriert.

Die Spritzgussmasse besteht beispielsweise aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyoxymethylen (POM). Als Polypropylen wird vorzugsweise HD-PE (HD = high density, hochdicht) eingesetzt. Insbesondere für POM ist die Eignung für Tanks zur Speicherung von üblichen flüs- sigen Additiven nachgewiesen. Dadurch, dass die Tankwand bzw. der Tank aus Spritzgussmasse besteht, bzw. mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens hergestellt worden ist, ist es möglich, dass der Tank besonders komplexe Geometrien aufweist. Beispielsweise kann der Tank Einstülpungen, Ausstülpungen, Hinterschnitte und ähnliche geometrische Formen aufweisen. Es ist möglich, dass die gesamte Tankwand des Tanks in einem einzigen Spritzgussprozess hergestellt wird. Auch ist möglich, dass der Tank aus zwei halbschalenförmigen Tankabschnitten besteht, welche miteinander verschweißt sind und so den gesamten Tank ausbilden. Vorzugsweise ist der Tank aus einer Oberschale und einer Unterschale gefertigt, die durch eine umlaufende Schweißnaht miteinander verbunden sind.

Obwohl das Spritzgussverfahren es ermöglicht, besonders komplexe Tankgeometrien herzustellen, welche an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst sind, ist es nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich, genaue Fertigungstoleranzen einzuhalten. Dies ist insbesondere dann schwierig, wenn für die Tanks eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit gewährleistet werden soll. Um genaue Fertigungstoleranzen einhalten zu können, sind langsame Abkühlgeschwindigkeiten des Tanks im Spritzguss- Werkzeug notwendig, weil das Nach schrumpfen üblicherweise nur so reduziert wird, dass bereits beim Schrumpfen in dem Spritzgusswerkzeug zusätzliche Spritzgussmasse nachgeführt werden muss, die den Schrumpf ausgleichen kann. Das Nachschrumpfen verhindert die Einhaltung genauer Fertigungstoleranzen. Langsame Abkühlgeschwindigkeiten bedeuten eine geringere Produktivität pro Spritzgusswerkzeug.

Genaue Fertigungstoleranzen sind aber gerade dann erforderlich, wenn die Tankwand einen Montageabschnitt aufweisen soll, an dem die Entnahmeeinheit bzw. Komponenten der Entnahmeeinheit montiert sind. Insbesondere müssen (flüssigkeitsführende und/oder elektrische) Anschlüsse für Komponenten der Entnahmeeinheit an der Tankwand besonders genau positioniert sein. Um im Bereich eines Montageabschnitts der Tankwand besonders einfach und kostengünstig genaue Fertigungstoleranzen einhalten zu können, wird hier vorgeschlagen, dass im Bereich dieses Montageabschnitts in der Spritzgussmasse integrierte Versteifung s strukturen vorgesehen sind. Durch derartige Versteifung s strukturen wird die Spritzgussmasse im Bereich des Montageabschnitts versteift und es können genaue Toleranzen eingehalten werden. Durch die Versteifungsstrukturen kann das Schrumpfphänomen reduziert werden, weil das schrumpfende Spritzgussmaterial teilweise durch die Versteifung s strukturen ersetzt wird. Andererseits kann durch die Versteifung s strukturen der auftretende Schrumpf so ausgerichtet werden, dass durch den Schrumpf keine unzulässige Beeinflussung der für die Montage der Entnahmeeinheit in dem Mon- tageabschnitt erforderlichen Toleranzen erfolgt.

Die mindestens eine Versteifung s struktur ist dabei in die Spritzgussmasse integriert bzw. eingearbeitet. Die Versteifung s struktur ist dabei zu einem überwiegenden Teil oder sogar (praktisch) vollständig von der Spritzguss- masse umgeben („integriert")- Die Versteifung s struktur wird insbesondere bei der Herstellung einer Tankwand in die Spritzgussmasse zugegeben bzw. eingelegt. Auch wenn erfindungsgemäß eine einzelne (ggf. komplex gestaltete und mehrere Teilkomponenten umfassende) Versteifung s struktur vorgesehen sein kann, ist der Einsatz einer Vielzahl von (getrennten bzw. sepa- raten) Versteifung s strukturen bevorzugt. Die Anzahl und/oder Ausrichtung der Versteifung s strukturen kann an den Aufbau bzw. die Anordnung der aktiven Komponenten in dem Montageabschnitt abgepasst sein („Anisotropie" über den Montageabschnitt). Es ist aber auch möglich, dass die Versteifung s strukturen gleichmäßig über den Montageabschnitt vorgesehen sind („Isotropie" über den Montageabschnitt).

Im Bereich des Montageabschnitts Versteifungsstrukturen vorzusehen, ermöglicht es daher, ein Spritzgusswerkzeug auch mit erheblich höheren Tankfrequenzen einzusetzen und schnellere Abkühlgeschwindigkeiten zu- zulassen und gleichzeitig im Bereich des Montageabschnitts Fertigungstoleranzen sehr genau einzuhalten.

Besonders vorteilhaft ist die Vorrichtung, wenn der Montageabschnitt mit einer weiteren Tankwand durch eine Schweißnaht verbunden ist.

Der Montageabschnitt stellt vorzugsweise einen vom restlichen Tank unabhängig gefertigten Wandabschnitt dar. Der Montageabschnitt und die weitere Tankwand werden vorzugsweise in voneinander getrennten Spritzguss- prozessen gefertigt. Die weitere Tankwand weist vorzugsweise eine Öffnung auf, in welche die Tankwand mit dem Montageabschnitt eingesetzt werden kann. Der Montageabschnitt und die weitere Tankwand werden dann vorzugsweise durch ein Schweißverfahren miteinander verbunden, so dass eine Schweißnaht zwischen der Tankwand mit dem Montageabschnitt und der weiteren Tankwand ausgebildet ist. Durch eine derartige Aufteilung ist es möglich, dass zur Fertigung des Montageabschnitts und zur Fertigung der weiteren Tankwand jeweils genau geeignete, entsprechend angepasste Spritzgussverfahren verwendet werden können. Vorzugsweise werden sowohl bei der Fertigung der Tankwand mit dem Montageabschnitt als auch bei der Fertigung der weiteren Tankwand dieselbe Spritzgussmasse verwendet. Dann ist eine Verschweißung des Montageabschnittes und der weiteren Tankwand besonders problemlos möglich. Bei der Fertigung des Montageabschnitts können in die Spritzgussmasse die beschriebenen zusätzlichen Versteifung s strukturen eingelegt werden. Auch ist es möglich, den Montageabschnitt und die weitere Tankwand mit unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten nach dem Spritzgießen herzustellen. So kann erreicht werden, dass der Schrumpf im Bereich des Montageabschnittes deutlich kleiner ist als bei der restlichen Tankwand.

Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung, wenn die Tankwand nur im Be- reich des Montageabschnitts integrierte Versteifung s strukturen aufweist und die weitere Tankwand keine Versteifung s strukturen hat.

Es ist auch möglich, dass in der weiteren Tankwand auch Versteifungsstrukturen und insbesondere Versteifungsfasern enthalten sind. Der Anteil und die versteifende Wirkung der Versteifung s strukturen in der weiteren Tankwand sind nur erheblich geringer als der Anteil und die versteifende Wirkung der Versteifung s strukturen in dem Bereich des Montageabschnittes. Beispielsweise ist die resultierende Steifigkeiten (also die Steifigkeit der Spritzgußmaße mit Versteifung s strukturen) im Bereich des Montageab- Schnittes mindestens doppelt so groß wie die Steifigkeit der weiteren Tankwand.

In der weiteren Tankwand keine Versteifung s strukturen vorzusehen, reduziert die Kosten für die Vorrichtung insgesamt erheblich. Da an der weite- ren Tankwand keine Komponenten montiert werden müssen, ist die Einhaltung von Toleranzen bei der weiteren Tankwand nicht so relevant wie bei dem Montageabschnitt.

Außerdem ist die Vorrichtung vorteilhaft, wenn an dem Montageabschnitt mindestens ein Anschlusselement zum Anschluss zumindest einer Komponente zur Förderung oder zur Dosierung des flüssigen Additivs vorgesehen ist. Ein Anschlusselement ist vorzugweise ein fluidisches Anschlusselement, welches eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Tanks und einer aktiven Komponente oder zwischen zwei verschiedene aktive Komponenten der Entnahmeeinheit ausbildet. Ein Anschlusselement kann beispiels- weise aus einem (integrierten) Rohr und/oder einer (integrierten) Buchse und/oder einem (integrierten), ggf. elektrischen, Stecker bestehen, welche im Bereich des Montageabschnitts in die Tankwand integriert sind. Ein Anschlusselement kann beim Spritzgussverfahren beispielsweise in die Spritzgussform eingesetzt und durch das Spritzgussverfahren fest mit der Spritz- gussmasse der Tankwand bzw. des Montageabschnitts verbunden werden. Derartige Anschlusselemente in dem Montageabschnitt vorzusehen, vereinfacht die Montage der Entnahmeeinheit an dem Montageabschnitt.

Weiterhin ist die Vorrichtung vorteilhaft, wenn die integrierten Verstei- fungs strukturen Versteifungsfasern umfassen.

Versteifungsfasern können im Bereich des Montageabschnitts mit in die Spritzgussmasse eingearbeitet und beim Spritzgussverfahren unmittelbar mitverarbeitet werden. Versteifungsfasern können beispielsweise Glasfa- sern und/oder Kohlefasern sein, die beispielsweise eine Faserlänge im Bereich von 1 cm [Zentimeter] bis 4 cm haben. Versteifungsfasern stellen eine besonders kostengünstige Möglichkeit dar, Versteifung s strukturen im Bereich des Montageabschnitts in die Tankwand zu integrieren, weil lediglich eine Modifikation der Spritzgussmasse für den Montageabschnitt erforder- lieh ist und keine gesonderte Vorbereitung des Spritzgusswerkzeuges erfolgen muss, indem beispielsweise die Versteifung s strukturen in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden. Weiterhin vorteilhaft ist die Vorrichtung, wenn die Versteifungsfasern einen Gewichtsanteil zwischen 5 Prozent und 40 Prozent des Montageabschnitts ausmachen. Vorzugsweise liegt der Anteil der Versteifungsfasern im Bereich zwischen 5 Prozent und 20 Prozent und besonders bevorzugt bei ca. 10 Prozent.

Der Gewichtsanteil ist hier nur auf die Tankwand im Bereich des Montageabschnitts bezogen, wobei der Gewichtsanteil zwischen 5 Prozent und 40 Prozent sich lediglich auf das Gewicht der Spritzgussmasse zusammen mit den Versteifungsfasern bezieht und etwaige zusätzliche Komponenten (wie beispielsweise im Montageabschnitt eingelassene oder eingegossene Anschlusselemente) nicht mit betrachtet werden. Ein derartiger Gewichtsanteil der Versteifungsfasern ermöglicht es, eine besonders formstabile Tankwand im Bereich des Montageabschnitts vorzusehen, welche vorgegebene Tole- ranzen besonders genau einhält. Gleichzeitig ist eine Spritzgussmasse mit einem derartigen Gewichtsanteil an Versteifungsfasern einfach zu verarbeiten.

Weiterhin ist die Vorrichtung vorteilhaft, wenn die integrierten Verstei- fungs strukturen mindestens eine Versteifungsmatte umfassen.

Eine Versteifungsmatte kann beispielsweise eine Fasermatte sein, die beispielsweise aus Glasfasern und/oder Kohlefasern bestehen kann. Die Versteifung smatte kann aus einem strukturierten Fasergewebe und/oder aus einem stochastischen Fasergewirr (einem Vlies) bestehen. Eine derartige Versteifungsmatte kann beispielsweise im Bereich des Montageabschnitts in eine Spritzgussform eingelegt sein und beim Spritzgussprozess von der Spritzgussmasse umgeben bzw. umflossen werden. Eine derartige Versteifungsstruktur aus einer Versteifungsmatte ermöglicht eine besonders ge- naue Einhaltung von Toleranzen und eine besonders starke Versteifung des Montageabschnitts, weil die Ausrichtung von Fasern in einer derartigen Versteifungsmatte genau vorgegeben ist und der mechanische Einfluss der Versteifungsmatte auf den Montageabschnitt somit besonders genau be- stimmt werden kann. Es können auch Schichten und/oder Bereiche mit mehreren (ggf. verschiedenen) Fasermatten ausgebildet sein.

Weiterhin ist die Vorrichtung vorteilhaft, wenn die integrierten Versteifung s strukturen mindestens ein Versteifungsgitter umfassen.

Auch ein Versteifungsgitter kann vor dem Spritzgussverfahren in die Spritzgussform eingelegt werden und beim Spritzgießen von der Spritzgussmasse umgeben werden. Ein (selbst formstabiles) Versteifungsgitter wirkt ähnlich wie eine Versteifungsmatte. Das Versteifungsgitter kann bei- spielsweise ein metallisches Drahtgitter sein. Ein solches Gitter hat den zusätzlichen Effekt, dass die Tankwand im Bereich des Montageabschnitts eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweist, die es ermöglicht, dass Wärme (die beispielsweise von einer Heizung ausgeht) besser durch den Montageabschnitt geleitet wird.

Auch ist möglich, dass beispielsweise die weiter oben beschriebenen Anschlusselemente fest mit einem Versteifungsgitter verbunden sind. Dann wird in die Spritzgussform eine Einlage eingelegt, die beispielsweise aus dem Versteifungsgitter sowie den an dem Versteifungsgitter befestigten Anschlusselementen besteht. Diese Einlage wird dann von der Spritzgussmasse nur teilweise umgeben. Das Versteifungsgitter selbst soll hierbei von der Spritzgussmasse vollständig umgeben sein, während die Anschlusselemente aus der Spritzgussmasse hervorstehen können. Bei einer festen Verbindung zwischen den Anschlusselementen und dem Versteifungsgitter ist auch eine besonders gute Wärmeübertragung zwischen den Anschlusselementen und dem Versteifungsgitter gegeben.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung soll hier auch ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Vorrichtung angegeben werden. Dieses umfasst zumindest die folgenden Schritte:

a) Herstellen eines Tanks zur Speicherung eines flüssigen Additivs mit einer Tankwand, die eine Öffnung hat, wobei zu dessen Herstellung ein Spritzgussverfahren angewendet wird;

b) Herstellen eines Montageabschnitts für die Tankwand, wobei zur Herstellung ein Spritzgussverfahren angewendet wird und Versteifungsstrukturen in den Montageabschnitt eingebracht werden;

c) Einsetzen des Montageabschnitts in die Öffnung der Tankwand; und d) Verbinden des Montageabschnitts und der weiteren Tankwand mit einer Schweißnaht.

Die für die beschriebene Vorrichtung dargestellten Vorteile und besonderen Ausgestaltungsmerkmale sind in analoger Weise auf das hier beschriebene Verfahren anwendbar und übertragbar. Gleiches gilt für die im Folgenden für das Verfahren beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale, welche in analoger Weise auf die beschriebene Vorrichtung übertragbar sind.

Wesentlich für dieses bevorzugte Verfahren ist, dass der Tank mit der Tankwand und der Öffnung (Schritt a)) getrennt von dem Montageabschnitt (Schritt b)) hergestellt wird. Dies erfolgt vorzugsweise mit voneinander getrennten Spritzgusswerkzeugen. Die Verbindung des Montageabschnitts mit dem Tank bzw. der weiteren Tankwand erfolgt dann in den Schritten c) und d). Dieses Verfahren ermöglicht eine besonders kostengünstige und einfa- che Herstellung eines Tanks, der im Bereich des Montageabschnitts eine versteifte Tankwand aufweist. Der Tank muss in Schritt a) auch nicht als ein vollständiges Teil hergestellt werden. Es ist auch möglich, dass mehrere Teilabschnitte des Tanks mit voneinander getrennten Spritzgussverfahren hergestellt werden und ebenfalls mit Hilfe von Schweiß verfahren miteinander verbunden werden.

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn die Öffnung kreisförmig ist und der Montageabschnitt eine kreisförmige Außenkante aufweist und in Schritt d) zur Ausbildung der Schweißnaht ein Reibschweißverfahren angewendet wird, wobei der Montageabschnitt gegenüber der weiteren Tankwand nach Art einer Rotation bewegt wird. Die Rotation muss keine vollständige Rotation sein. Es ist auch möglich, dass der Montageabschnitt im Bereich der Öffnung nur jeweils wenige Winkelgrad hin und her bewegt wird. Hierdurch wird das Material der Tankwand im Bereich der kreisförmigen Außenkante bzw. im Bereich der Öffnung aufgeschmolzen und der Montageabschnitt dauerhaft und fest mit der Tankwand verbunden. Durch ein derartiges Schweiß verfahren kann auf zusätzliche Schweißmaterialien zur Ausbildung der Schweißnaht verzichtet werden. Ein Reibschweißver- fahren ist besonders gut geeignet um Kunststoffbauteile miteinander zu verschweißen.

Von dem bevorzugten Verfahren soll hier noch eine Abwandlung angegeben werden, bei der für die Herstellung des Montageabschnitts der Tankwand in Schritt b) eine andere Spritzgussmasse verwendet wird als für die Herstellung der weiteren Tankwand in Schritt a). Die Spritzgussmasse für Schritt b) hat vorzugsweise eine höhere Festigkeit und ermöglicht eine genauere Verarbeitung unter Einhaltung genauerer Toleranzen als die Spritzgussmasse für Schritt a). Gegebenenfalls kann in Schritt a) dann sogar auf gesonderte Versteifung s strukturen in dem Montageabschnitt verzichtet werden. Die Versteifung s strukturen werden dann von dem speziellen Spritzguss für den Montageabschnitt gebildet. Dementsprechend ist auch eine Vorrichtung möglich, die im Bereich des Montageabschnitts eine ande- re Spritzgussmasse als im Bereich der weiteren Tankwand aufweist. Wichtige Voraussetzung hierfür ist aber, dass die verschiedenen Spritzgussmassen miteinander schweißbar sind, damit der Montageabschnitt der Tankwand und die weitere Tankwand miteinander verbunden werden können.

Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend, findet diese insbesondere Anwendung bei einem Kraftfahrzeug, aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine, eine Abgasbehandlung s Vorrichtung zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine und eine beschriebene Vorrichtung, mit der der Abgasbehandlungsvorrichtung ein flüssiges Additiv zugeführt werden kann. In der Abgasbehandlungsvorrichtung ist vorzugsweise ein SCR- Katalysator vorgesehen. Die Abgasbehandlungsvorrichtung ist ein Additivverbraucher. Der Abgasbehandlung s Vorrichtung kann mit Hilfe der Vorrichtung ein flüssiges Additiv zugeführt werden. Mit dem flüssigen Additiv kann an dem S CR- Katalysator das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion zur Abgasreinigung durchgeführt werden.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Aus- führungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsvariante der beschriebenen Vorrichtung, Fig. 2: eine zweite Ausführungsvariante der beschriebenen Vorrichtung,

Fig. 3: eine dritte Ausführungsvariante der beschriebenen Vorrichtung,

Fig. 4: eine Ansicht von unten auf eine beschriebene Vorrichtung,

Fig. 5: ein Diagramm des beschriebenen Verfahrens, und Fig. 6: ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine beschriebene Vorrichtung.

In den Figuren werden regelmäßig für gleiche Bauteile auch gleiche Bezugszeichen verwendet. Daher werden nachfolgend zunächst die übereinstimmenden Bauteile der Fig. 1 bis 3 gemeinsam erläutert werden.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils verschiedene Ausführungsvarianten einer Vorrichtung 1, aufweisend jeweils einen Tank 2, der eine Tankwand 5 aufweist und der mit einem Spritzgussverfahren aus einer Spritzgussmasse 7 gefertigt ist. Die Tankwand 5 weist einen Montageabschnitt 6 auf, an wel- chem eine Entnahmeeinheit 3 zur Entnahme von flüssigem Additiv aus dem Tank 2 an der Tankwand 5 montiert ist. Die Entnahmeeinheit 3 ist dazu eingerichtet, das flüssige Additiv (wie flüssige Harnstoff- Wasser-Lösung) aus dem Tank 2 an einer Ansaugstelle 19 zu entnehmen. Die Ansaugstelle 19 kann beispielsweise durch eine als Einlegeteil 12 in die Tankwand 5 eingelegte Buchse ausgeführt sein, die eine fluidische Verbindung vom Innenraum 27 des Tanks 2 zu einer Komponente 11 der Entnahmeeinheit 3 herstellt. Die Komponente 11 der Entnahmeeinheit 3 kann beispielsweise eine Pumpe sein. Mit dieser Komponente 11 wird das flüssige Additiv gefördert bzw. gegebenenfalls auch dosiert. An dem Montageabschnitt 6 ist vorzugsweise ein Anschlusselement 10 vorgesehen, an welches die Komponente 11 montiert werden kann. Zur Versteifung der Tankwand 5 im Montageabschnitt 6 sind in der Spritzgussmasse 7 Versteifung s strukturen 8 eingelegt. Der Montageabschnitt 6 der Tankwand 5 ist in die weitere Tankwand 5 jeweils mit Hilfe einer Schweißnaht 9 eingebunden bzw. an die weitere Tankwand 5 angebunden. Der Montageabschnitt 6 bildet gemäß den Fig. 1 bis 3 jeweils eine Einstülpung 28 in einen Innenraum des Tanks hinein. Diese Einstülpung 28 kann von einer Außenseite ausgehend mit einem Deckel 18 verschlossen werden. So ist von dem Montageabschnitt 6 und dem Deckel 18 eine vom weiteren Tank 2 abgetrennte Kammer ausgebildet, in welcher sich die Entnahmeeinheit 3 befindet.

Die Versteifung s strukturen 8 sind gemäß Fig. 1 als Versteifungsfasern 20 ausgeführt. Gemäß Fig. 2 sind die Versteifung s strukturen 8 mit einer (ein- zelnen) Versteifungsmatte 22 ausgeführt. Gemäß Fig. 3 sind die Versteifung s strukturen 8 mit einem (einzelnen) eingelegten Versteifungsgitter 21 ausgeführt.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung 1, aufweisend einen Tank 2 und eine Entnahmeeinheit 3 in einer Ansicht von unten. Zu erkennen ist der Tankboden 25, welcher von der Tankwand 5 des Tanks 2 gebildet ist. Weiterhin ist auch der Montageabschnitt 6 zu erkennen. Die weitere Tankwand 5 hat eine kreisförmige Öffnung 23, in welche der Montageabschnitt 6 mit einer ringförmigen Außenkante 24 eingesetzt ist. Durch die kreisförmige Gestaltung der Öffnung 23 und der Außenkante 24 ist es möglich, den Montageabschnitt 6 und die weitere Tankwand 5 mit Hilfe eines Reibschweißverfahrens miteinander zu verbinden. Die erforderliche Reibbewegung 26 ist hier mit einem Pfeil angedeutet. Zur besseren Orientierung ist in Fig. 4 auch die Komponente 11 der Entnahmeeinheit 3 dargestellt. Fig. 4 zeigt im Wesent- liehen die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung 1 in einer Ansicht von unten, ohne dass der Deckel, welcher die von dem Montageabschnitt 6 gebildete Einstülpung gemäß den Figuren 1 bis 3 abdeckt, platziert ist. Fig. 5 zeigt ein Ablauf diagramm des beschriebenen Verfahrens. Zu erkennen sind die Verfahrensschritte a) und b), in welchen der Tank (Schritt a)) bzw. der Montageabschnitt (Schritt b)) jeweils getrennt voneinander bereitgestellt werden. In dem Fügeschritt c) werden der Montageabschnitt und die restliche Tankwand zusammengeführt. In Schritt d) werden der Montageab- schnitt und die restliche Tankwand miteinander mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden.

Fig. 6 zeigt ein Kraftfahrzeug 13, aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine 14 und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 15 zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine 14. In der Abgasbehandlungsvorrichtung 15 ist ein S CR- Katalysator 16 vorgesehen. Der Abgasbehandlung s Vorrichtung 15 kann mit einem Additivverbraucher 4 ein flüssiges Additiv zugeführt werden. Der Additivverbraucher ist beispielsweise eine Zufuhr Vorrichtung, die einen Injektor und/oder ein Dosierventil umfasst. Der Additivverbraucher 4 ist über eine Förderleitung 17 mit der Vorrichtung 1 verbunden, um mit flüssigem Additiv versorgt zu werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann einerseits einen Tank aufweisen, welcher an die Form des für den Tank zur Verfügung stehenden Bauraums in einem Kraftfahrzeug besonders genau angepasst ist. Gleichzeitig kann die beschriebene Vorrichtung besonders kostengünstig sein. Durch die beschriebene Vorrichtung es daher möglich, Vorrichtungen zur Bereitstellung von flüssigem Additiv/Reduktionsmittel (Harnstoff- Wasser-Lösung) auch im PKW-Bereich zu einem kostengünstigen Preis einsetzen zu können. Bezugszeichenliste Vorrichtung

Tank

Entnahmeeinheit

Additivverbraucher

Tankwand

Montageabschnitt

Spritzgussmasse

Versteifung s struktur

Schweißnaht

Anschlusselement

Komponente

Einlegeteil

Kraftfahrzeug

Verbrennungskraftmaschine

Abgasbehandlungsvorrichtung

SCR- Katalysator

Förderleitung

Deckel

Ansaugstelle

Versteifungsfasern

Versteifungsgitter

Versteifungsmatte

Öffnung

Außenkante

Tankboden

Reibbewegung

Innenraum

Einstülpung

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung (1) zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs, aufweisend zumindest einen Tank (2) und eine Entnahmeeinheit (3) zur Förderung des flüssigen Additivs aus dem Tank (2) zu einem Additivverbraucher (4), wobei der Tank (2) mindestens eine Tankwand (5) aufweist und die Entnahmeeinheit (3) an einen Montageabschnitt (6) der Tankwand (5) montiert ist, wobei die Tankwand aus Spritzgussmasse (7) besteht und im Bereich des Montageabschnittes (6) integrierte Versteifung s strukturen (8) in der Spritzgussmasse (7) vorgesehen sind.

Vorrichtung (1), nach Patentanspruch 1, wobei der Montageabschnitt (6) mit einer weiteren Tankwand durch eine Schweißnaht (9) verbunden ist.

Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Tankwand (5) nur im Bereich des Montageabschnittes (6) integrierte Versteifung s strukturen (8) aufweist und die weitere Tankwand (5) keine Versteifung s strukturen (8) hat.

Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei an dem Montageabschnitt (6) mindestens ein Anschlusselement (10) zum Anschluss zumindest einer Komponente (11) zur Förderung oder zur Dosierung des flüssigen Additivs vorgesehen ist.

Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die integrierten Versteifung s strukturen (8) Versteifungsfasern (20) umfassen. Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 5, wobei die Versteifungsfasern (20) einen Gewichtsanteil von zwischen 5 und 40 Prozent des Montageabschnittes (6) ausmachen.

Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die integrierten Versteifung s strukturen (8) mindestens eine Versteifungsmatte (22) umfassen.

Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die integrierten Versteifung s strukturen (8) mindestens ein Versteifung sgitter (21) umfassen.

Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche umfassend zumindest die folgenden Schritte:

a) Herstellen eines Tanks (2) zur Speicherung eines flüssigen Additivs mit einer Tankwand (5), die eine Öffnung (23) hat, wobei zu dessen Herstellung ein Spritzgussverfahren angewendet wird; b) Herstellen eines Montageabschnitts (6) für die Tankwand (5), wobei zur Herstellung ein Spritzgussverfahren angewendet wird und Versteifungsstrukturen (8) in den Montageabschnitt (6) eingebracht werden;

c) Einsetzen des Montageabschnittes (6) in die Öffnung (23) der Tankwand; und

d) Verbinden des Montageabschnitts (6) und der weiteren Tankwand (5) mit einer Schweißnaht (9). Verfahren nach Patentanspruch 9, wobei die Öffnung (23) kreisförmig ist, der Montageabschnitt (6) eine kreisförmige Außenkante (24) aufweist und in Schritt d) zur Ausbildung der Schweißnaht ein Reibschweißverfahren angewendet wird, wobei der Montageabschnitt (6) gegenüber der weiteren Tankwand (5) nach Art einer Rotation bewegt wird.

Kraftfahrzeug (13), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (14), eine Abgasbehandlung s Vorrichtung (15) zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine (14) und eine Vorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, mit der der Abgasbehandlung s Vorrichtung (15) ein flüssiges Additiv zugeführt werden kann.