WO2019002157A1 - Tanksystem für ein additiv - Google Patents

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WO2019002157A1
WO2019002157A1 PCT/EP2018/066852 EP2018066852W WO2019002157A1 WO 2019002157 A1 WO2019002157 A1 WO 2019002157A1 EP 2018066852 W EP2018066852 W EP 2018066852W WO 2019002157 A1 WO2019002157 A1 WO 2019002157A1
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tank system
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additive
housing
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PCT/EP2018/066852
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Jan Hodgson
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Continental Automotive Gmbh
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Tank system for an additive The invention relates to a tank system for an additive, comprising a container for the additive with an upper container wall, lateral container walls and a lower container wall, a conveying device to the
  • Absorb reducing agent and provide deliverable under pressure via an outlet of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a tank system for storing water, which can accommodate a sufficient amount of water to promote the promotion of water under all operating and environmental conditions to an injection point in the required amount and the required pressure.
  • the tank system should also be designed so that easy accessibility to the conveyor is guaranteed.
  • the object is achieved in that an opening is provided in the container, that the conveying device is inserted into the opening from the outside and firmly connected to the container, that the conveying device at least one of the components Swirl pot, filter, pump, heater, sensor and electronics for controlling the conveyor device comprises.
  • the container can thus be designed exclusively for the storage and promotion of the additive.
  • an arrangement in the motor vehicle at suitable locations is possible, wherein the container is optimally adapted to the respective location.
  • the separate arrangement also allows the
  • An advantageous embodiment is that the opening in the bottom region of the container, preferably in the lower bottom wall of the container is arranged. This embodiment allows installation in motor vehicles from the bottom. The conveyor is thereby accessible as a result of the arrangement on the underside of the container for maintenance or repair, without having to remove the entire container.
  • the connection of the conveyor device with the container is simplified according to another embodiment in that the opening means for fixing the conveyor,
  • the assembly of the conveyor device is simplified with the container when the conveyor device has means for fastening to the opening, preferably a flange.
  • the flange is a welding flange. With the welding of the conveyor and the container a particularly tight connection is achieved.
  • connection of the conveyor to the outside of the container is particularly simple in a further embodiment, when the conveyor, in particular its flange is glued to the container. In such liquid-tight connections such as gluing or welding additional sealing elements can be omitted.
  • the tank system is thus simpler and less expensive.
  • a liquid-tight connection of conveyor and container without material connection is achieved in another embodiment, characterized in that the means for fixing are designed as a Baj onettver gleich.
  • a high functionality of the components, with simultaneous protection against the additive is achieved in a particularly advantageous embodiment in that the conveyor has a housing, and that in the housing wall or within the housing one or more components are arranged, so that at least not necessarily with parts of the components that are in contact with the additive are not in contact with the additive.
  • the housing is formed in two parts, wherein a first cup-shaped part extends into the container and a second part closes the opening of the cup-shaped housing, wherein the second part of the housing of the
  • the assembly and disassembly of components are particularly simple if components are arranged on the first and / or second part of the housing. Especially for the
  • the components to be provided in the tank system may, according to a further advantageous embodiment, comprise a fill level sensor, preferably an ultrasonic sensor. If the level sensor is connected to the conveyor, eliminating a separate assembly in the container.
  • the arrangement has In addition, the advantage that in the arrangement on a conveyor device attached to the bottom of the container, the level sensor always has a relation to the container bottom, so that deflections of the soil do not distort the measurement signal.
  • Quality sensor one or more pressure sensors for measuring the pressure in the additive-carrying lines or line sections, be arranged on the conveyor.
  • a filter on the conveyor. This arrangement allows for a pre-assembly of the filter on the conveyor.
  • the filter is thus independent of the container. This means that the filter can be used for different containers.
  • the heater can be designed as a PTC heater.
  • a large-area heating is advantageous.
  • a spatially extended heating can be avoided by the fact that the heater is integrated into the housing, in particular the housing wall of the conveyor. In this way, the housing can be used with, and the actual active heating be made smaller and thus cheaper.
  • a further advantageous embodiment is to use other parts of the conveyor or components for the heating function.
  • Conveyor as further components a pump for conveying the additive.
  • a pump for conveying the additive When using water for injection into an internal combustion engine partly high flow rates be encouraged. It has been found to be advantageous for this purpose to arrange flow pumps or positive displacement pumps, in particular so-called G rotor pumps or screw pumps. Even at low level in the container and / or
  • baffles The purpose of the baffles is to store additive in the area of the conveying device and to hold it up for suction and delivery.
  • Figure 1 shows a tank system with a container 1, the installation position in an upper container 2, not a
  • the illustrated filling section for water as an additive lateral container walls 3 and a lower container wall 4 has.
  • the lower container wall 4 forms the bottom of the container 1.
  • the container 1 is made of plastic. But it is also conceivable to produce the container made of metal. In a level
  • the conveying device 7 has a housing 10, in or on which various components not shown in detail, for example a pump 11, pressure regulator, can be arranged.
  • the housing 10 consists of a cup-shaped first part 10 ⁇ and ⁇ as the lid 10 ⁇ formed second part which closes 10 ⁇ the pot-shaped first part, in which, inter alia, the pump 11 and conduits for the additive from an outside of the conveyor 7 arranged suction opening to an outlet 12 are arranged.
  • the water is passed via a delivery line, not shown, to an injection device in the region of the internal combustion engine.
  • a level and quality sensor 13 is further arranged.
  • the conveyor 7 has integrally formed with the housing 10 baffles 14, which should hold a certain amount of water within the baffles 14, so that under all operating conditions water reaches a filter 15 which surrounds a portion of the housing 10. Through the filter 15, the water reaches the suction port.
  • the cover 10 ⁇ ⁇ or in the first part 10 ⁇ may be an electronics for operating the
  • Conveyor 7 may be arranged. Via electrical connections 16, the components such as the electronics, a heater and the pump 11 can be connected.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Tanksystem für ein Additiv, umfassend einen Behälter (1) für das Additiv mit einer oberen Behälterwandung (2), seitlichen Behälterwandungen (3) und einer unteren Behälterwandung (4), eine Fördervorrichtung (7), um das Reduktionsmittel anzusaugen und unter Druck über einen Auslass (12) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zuführbar bereitzustellen. Im Behälter (1) ist eine Öffnung (6) vorgesehen, wobei die Fördervorrichtung (7) in die Öffnung (6) von außen einsetzbar und fest mit dem Behälter (1) verbunden ist, und die Fördervorrichtung (7) mindestens eine der Komponenten Schwallwände (14), Filter (15), Pumpe (11), Heizung, Sensoren (13) und Elektronik zum Ansteuern der Fördervorrichtung (7) umfasst.

Description

Beschreibung
Tanksystem für ein Additiv Gegenstand der Erfindung ist ein Tanksystem für ein Additiv, umfassend einen Behälter für das Additiv mit einer oberen Behälterwandung, seitlichen Behälterwandungen und einer unteren Behälterwandung, eine Fördervorrichtung, um das
Reduktionsmittel anzusaugen und unter Druck über einen Auslass einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zuführbar bereitzustellen.
Es ist bekannt, Wasser als Additiv in Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen einzuspritzen. Die Einspritzung von Wasser soll die Leistung erhöhen und die Emissionen positiv
beeinflussen. Hierzu ist es erforderlich, das Wasser als zusätzliches Additiv in einem separaten Behälter zu bevorraten und bei Bedarf der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen. In seiner Eigenschaft als Additiv ist es in ausreichender Menge mitzuführen, um ein zu häufiges Nachfüllen zu vermeiden. Bei tiefen Temperaturen friert Wasser und lässt sich nicht mehr fördern .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Tanksystem zur Bevorratung von Wasser zu schaffen, welches eine ausreichende große Menge Wasser aufnehmen kann, die Förderung von Wasser unter allen Betriebs- und Umweltbedingungen zu einer Einspritzstelle in der erforderlichen Menge und dem erforderlichen Druck zu fördern. Das Tanksystem soll darüber hinaus so ausgebildet sein, dass eine leichte Zugänglichkeit zur Fördervorrichtung gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Behälter eine Öffnung vorgesehen ist, dass die Fördervorrichtung in die Öffnung von außen einsetzbar und fest mit dem Behälter verbunden ist, dass die Fördervorrichtung mindestens eine der Komponenten Schwalltopf, Filter, Pumpe, Heizung, Sensor und Elektronik zum Ansteuern der Fördervorrichtung umfasst.
Das Vorsehen eines separaten Behälters für das Additiv ermöglicht eine unabhängig von anderen Betriebsstoffen vorgesehene
Bevorratung. Der Behälter kann somit ausschließlich für die Speicherung und Förderung des Additivs ausgestaltet werden. Zudem ist eine Anordnung im Kraftfahrzeug an geeigneten Stellen möglich, wobei der Behälter an die jeweilige Stelle optimal anpassbar ist. Die separate Anordnung erlaubt zudem die
Ausbildung mit einem größeren Nutzvolumen als es bei integrierten Behältern, aufgrund des begrenzten freien Raumes für den Einbau solcher Behälter der Fall ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Öffnung im Bodenbereich des Behälters, vorzugsweise in der unteren Bodenwand des Behälters angeordnet ist. Diese Ausgestaltung erlaubt den Einbau in Kraftfahrzeugen von der Unterseite. Die Fördervorrichtung ist dabei infolge der Anordnung an der Unterseite des Behälters zu Wartungs- oder Reparaturzwecke zugänglich, ohne den kompletten Behälter ausbauen zu müssen. Das Verbinden der Fördervorrichtung mit dem Behälter wird gemäß einer anderen Ausgestaltung dadurch vereinfacht, wenn die Öffnung Mittel zum Befestigen der Fördervorrichtung,
vorzugsweise einen Flansch besitzt.
Ebenso wird die Montage der Fördervorrichtung mit dem Behälter vereinfacht, wenn die Fördervorrichtung Mittel zum Befestigen an der Öffnung, vorzugsweise einen Flansch besitzt.
Im einfachsten Fall ist der Flansch ein Schweißflansch. Mit dem Verschweißen der Fördervorrichtung und dem Behälter wird eine besonders dichte Verbindung erzielt.
Die Verbindung der Fördervorrichtung mit der Außenseite des Behälters gestaltet sich in einer weiteren Ausgestaltung besonders einfach, wenn die Fördervorrichtung, insbesondere deren Flansch mit dem Behälter verklebt ist. Bei solchen flüssigkeitsdichten Verbindungen wie Kleben oder Schweißen können zusätzliche Dichtelemente entfallen. Das Tanksystem ist dadurch einfacher und kostengünstiger aufgebaut. Eine flüssigkeitsdichte Verbindung von Fördervorrichtung und Behälter ohne stoffliche Verbindung wird in einer anderen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Mittel zum Befestigen als Baj onettverschluss ausgebildet sind. Eine hohe Funktionsfähigkeit der Komponenten, bei gleichzeitigem Schutz vor dem Additiv wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Fördervorrichtung ein Gehäuse besitzt, und dass in der Gehäusewand oder innerhalb des Gehäuses eine oder mehrere Komponenten angeordnet sind, so dass zumindest nicht zwingend mit dem Additiv in Kontakt stehende Teile der Komponenten nicht mit dem Additiv in Berührung stehen. Für Wartungs-und Reparaturzwecke hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster topfförmiger Teil sich in den Behälter hinein erstreckt und ein zweiter Teil die Öffnung des topfförmigen Gehäuses verschließt, wobei der zweite Teil des Gehäuses von der
Außenseite des Behälters zugänglich ist. Auf diese Weise ist das Innere des Gehäuse, insbesondere die Komponenten, von außen zugänglich, ohne die Fördervorrichtung aus dem Behälter entfernen zu müssen. Ein Entleeren des Behälters ist auf diese Weise ebenfalls nicht erforderlich.
Die Montage und Demontage von Komponenten gestalten sich besonders einfach, wenn an dem ersten und/oder zweiten Teil des Gehäuses Komponenten angeordnet sind. Insbesondere für die
Montage lassen sich so Baugruppen vormontieren und noch vor der Endmontage beispielsweise auf ihre Funktionsfähigkeit testen. Die in dem Tanksystem vorzusehenden Komponenten können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einen Füllstands- sensor, vorzugsweise einem Ultraschallsensor umfassen. Sofern der Füllstandssensor mit der Fördervorrichtung verbunden ist, entfällt eine separate Montage im Behälter. Die Anordnung hat zudem den Vorteil, dass bei der Anordnung an einer am Boden des Behälters befestigten Fördervorrichtung der Füllstandssensor immer einen Bezug zum Behälterboden hat, so dass Durchbiegungen des Bodens das Messignal nicht verfälschen.
In einer weiteren Ausgestaltung können auch andere Sensoren, wie beispielsweise ein die Qualität des Additivs messender
Qualitätssensor, ein oder mehrere Drucksensoren zum Messen des Drucks in das Additiv führenden Leitungen oder Leitungs- abschnitten, an der Fördervorrichtung angeordnet sein.
Ebenso ist es vorteilhaft, einen Filter an der Fördervorrichtung anzuordnen. Diese Anordnung erlaubt zum einen eine Vormontage des Filters an der Fördervorrichtung. Zum anderen ist der Filter damit unabhängig vom Behälter. Das bedeutet, der Filter kann für verschiedene Behälter eingesetzt werden.
Um die Funktionsfähigkeit der Fördervorrichtung auch bei tiefen Temperaturen zu gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Heizung als Komponente an der
Fördervorrichtung anzuordnen. Dabei sind vielfältige
Heizungsformen möglich. Die Heizung kann als PTC-Heizung ausgebildet sein.
Für eine schnelle Heizwirkung ist eine großflächige Heizung vorteilhaft. Eine räumlich ausgedehnte Heizung lässt sich jedoch dadurch vermeiden, dass die Heizung in das Gehäuse, insbesondere die Gehäusewand der Fördervorrichtung integriert wird. Auf diese Weise kann das Gehäuse mit genutzt werden, und die eigentliche aktive Heizung kleiner und damit kostengünstiger ausgebildet sein. Damit besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darin, auch andere Teile der Fördervorrichtung oder Komponenten für die Heizfunktion zu nutzen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die
Fördervorrichtung als weitere Komponenten eine Pumpe zum Fördern des Additivs auf. Bei der Verwendung von Wasser zum Einspritzen in eine Brennkraftmaschine müssen zum Teil hohe Volumenströme gefördert werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, hierfür Strömungspumpen oder Verdrängerpumpen, insbesondere sogenannte G-Rotorpumpen oder Schraubenpumpen, anzuordnen. Um auch bei niedrigem Füllstand im Behälter und/oder
Betriebssituationen, in denen das Additiv von das
Ansaugsaugstelle wegbewegt wird, eine zuverlässige Förderung des Additivs zu gewährleisten, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Fördervorrichtung mit Schwallwänden
ausgebildet. Die Schwallwände haben die Aufgabe, Additiv im Bereich der Fördervorrichtung zu speichern und für die Ansaugung und Förderung vorzuhalten.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert . Es zeigt in
Fig. 1: das erfindungsgemäßes Tanksystem,
Figur 1 zeigt ein Tanksystem mit einem Behälter 1, der in Einbaulage eine obere Behälterwandung 2, einen nicht
dargestellten Einfüllabschnitt für Wasser als Additiv, seitliche Behälterwandungen 3 und eine untere Behälterwandung 4 besitzt. Die untere Behälterwandung 4 bildet den Boden des Behälters 1. Der Behälter 1 besteht aus Kunststoff. Es ist aber auch denkbar, den Behälter aus Metall herzustellen. In einem ebenen
Bodenbereich 5 der unteren Behälterwandung 4 ist eine Öffnung 6 angeordnet. In dieser Öffnung 6 ist eine Fördervorrichtung 7 angeordnet. Die Fördervorrichtung 7 besitzt einen sie umgebenden Flansch 8, der mit der Außenseite 9 des Behälters 1 und dabei die Öffnung 6 verschließend, verschweißt ist. Die Fördervorrichtung 7 besitzt ein Gehäuse 10, in oder an dem verschiedene nicht weiter dargestellte Komponenten, z.B. eine Pumpe 11, Druckregler, angeordnet sein können. Das Gehäuse 10 besteht aus einem topfförmigen ersten Teil 10 λ und einem als Deckel 10 λ λ ausgebildeten zweiten Teil, der den topfförmigen ersten Teil 10 λ verschließt, in dem unter anderem die Pumpe 11 und Leitungen für das Additiv von einer außen an der Fördervorrichtung 7 angeordneten Ansaugöffnung hin zu einem Auslass 12 angeordnet sind. Vom Auslass 12 wird das Wasser über eine nicht dargestellt Förderleitung zu einer Einspritzvorrichtung im Bereich der Brennkraftmaschine geleitet. An der Fördervorrichtung 7 ist weiter ein Füllstands- und Qualitätssensor 13 angeordnet. Die Fördervorrichtung 7 besitzt einteilig mit dem Gehäuse 10 ausgebildete Schwallwände 14, die eine gewisse Menge Wasser innerhalb der Schwallwände 14 halten soll, so dass unter allen Betriebsbedingungen Wasser zu einem Filter 15 gelangt, der einen Teilbereich des Gehäuses 10 umgibt. Durch den Filter 15 gelangt das Wasser zu der Ansaugöffnung. Im Deckel 10 λ λ oder im ersten Teil 10 λ kann einen Elektronik zum Betreiben der
Fördervorrichtung 7 angeordnet sein. Über elektrische Anschlüsse 16 lassen sich die Komponenten wie die Elektronik, eine Heizung und die Pumpe 11 anschließen.

Claims

Patentansprüche
1. Tanksystem für ein Additiv, umfassend einen Behälter (1) für das Additiv mit einer oberen Behälterwandung (2), seitlichen Behälterwandungen (3) und einer unteren
Behälterwandung (4), eine Fördervorrichtung (7), um das Reduktionsmittel anzusaugen und unter Druck über einen Auslass (12) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zuführbar bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (1) eine Öffnung (6) vorgesehen ist, dass die Fördervorrichtung (7) in die Öffnung (6) von außen einsetzbar und fest mit dem Behälter (1) verbunden ist, dass die Fördervorrichtung (7) mindestens eine der Komponenten Schwallwände (14), Filter (15), Pumpe (11), Heizung, Sensoren (13) und Elektronik zum Ansteuern der
Fördervorrichtung (7) umfasst.
2. Tanksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (6) im Bodenbereich des Behälters (1), vorzugsweise in der unteren Bodenwand (4) angeordnet ist.
3. Tanksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (6) Mittel zum Befestigen der
Fördervorrichtung (7), vorzugsweise einen Flansch besitzt .
4. Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (7) Mittel zum Befestigen an der Öffnung (6) , vorzugsweise einen Flansch (8) besitzt.
5. Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (8) ein
Schweißflansch ist.
6. Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Befestigen als Baj onettverschluss ausgebildet sind.
Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (7) ein Gehäuse (10) besitzt, und dass in der Gehäusewand (10 10 λ λ) oder innerhalb des Gehäuses (10) eine oder mehrere Komponenten angeordnet sind, so dass zumindest nicht zwingend mit dem Additiv in Kontakt stehende Teile der Komponenten nicht mit dem Additiv in Berührung stehen.
Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster topfförmiger Teil (10 λ) sich in den Behälter (1) hinein erstreckt und ein zweiter Teil (10 λ λ) die Öffnung des topfförmigen Gehäuses (10 λ) verschließt, wobei der zweite Teil (10 λ λ) des Gehäuses (10) von der Außenseite (9) des Behälters (1) zugänglich ist.
9. Tanksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten und/oder zweiten Teil des Gehäuses (10 10 λ λ) Komponenten angeordnet sind.
10. Tanksystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (7) Schwallwände (14) besitzt.
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