DE102008057521A1

DE102008057521A1 - Tankbehälter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008057521A1
Application number: DE102008057521A
Authority: DE
Inventors: Timo Dipl.-Ing. Himmel (Ba)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-11-15
Filing date: 2008-11-15
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Ein Tankbehälter (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, umfasst einen Kraftstoffraum (12) zum Aufnehmen eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine und einen Hilfsmittelraum (16) zum Aufnehmen eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei der Kraftstoffraum (12) und der Hilfsmittelraum (16) nebeneinander in dem gemeinsamen Tankbehälter (10) angeordnet und durch eine Zwischenwand (22) voneinander getrennt sind. Zur Optimierung der für den Kraftstoff und das Hilfsmittel zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumina ist der Hilfsmittelraum (16) durch eine Trennwand (24) in einen ersten Teilraum (26) und einen zweiten Teilraum (28) unterteilt, wobei der erste Teilraum (26) des Hilfsmittelraums (16) mit den Anschlussöffnungen (18, 20) des Hilfsmittelraums in Verbindung steht und der Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung dient. Außerdem weist die Zwischenwand (22) zwischen dem Kraftstoffraum (12) und dem Hilfsmittelraum (16) im Bereich des zweiten Teilraums (28) des Hilfsmittelraums (16) wenigstens eine Durchbrechung (30) auf, sodass der Kraftstoffraum (12) und der zweite Teilraum (28) des Hilfsmittelraums (16) miteinander in Fluidverbindung stehen und beide der Aufnahme eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine dienen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tankbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung.
Bei Brennkraftmaschinen existieren immer strengere Grenzwerte für die Abgase, weshalb die Brennkraftmaschinen üblicherweise mit immer effektiveren Abgasnachbehandlungseinrichtungen gekoppelt werden. Diese Abgasnachbehandlungseinrichtungen benötigen im Allgemeinen Hilfsmittel für verschiedene chemische Reaktionen mit den Abgasen der Brennkraftmaschine. Zum Beispiel wird bei dieselbetriebenen Brennkraftmaschinen zur Reduzierung des Stickoxidanteils im Abgasstrom eine selektive katalytische Reduktion (SCR) durchgeführt, bei welcher die Stickoxide mit Hilfe von Reduktionsmitteln wie beispielsweise einer Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zu Stickstoff und Wasser reduziert werden.
Derartige Hilfsmittel werden üblicherweise in einem Tank gelagert und über eine Leitung zu einem Dosiermodul befördert, mit dem die Hilfsmittel an einer geeigneten Stelle in die Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. ein Abgasrohr eingespritzt werden.
Grundsätzlich ist die Bevorratung der Hilfsmittel in einem eigenen Hilfsmitteltank möglich, der mit separaten Haltern am Fahrzeug befestigt wird. Aufgrund des bei Kraftfahrzeugen im Allgemeinen sehr begrenzten Bauraums wird der Hilfsmitteltank immer häufiger mit dem Kraftstofftank zu einer Baueinheit zusammengefasst. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das Hilfsmittel im Hilfsmitteltank wegen der räumlichen Nähe zum Kraftstoff von dem im Betrieb oder bereits beim Startvorgang wärmeren Kraftstofftank Wärme aufnehmen kann und somit auch bei tiefen Außentemperaturen an einem Gefrieren gehindert wird.
Derartige Tankbehältereinheiten, bei denen ein Kraftstoffraum und ein Reduktionsmittelraum nebeneinander in einem gemeinsamen Tankbehälter angeordnet sind, sind zum Beispiel in den Druckschriften DE 10 2004 051 746 A1 , DE 10 2005 029 415 A1 und DE 197 29 003 C3 . Im Fall der EP 1 503 055 A1 umfasst die Tankbehältereinheit zusätzlich zu Kraftstoffraum und Reduktionsmittelraum auch einen Vorschalldämpfer.
Ferner offenbaren die Druckschriften DE 197 29 003 C3 , EP 1 388 648 A1 und EP 1 645 452 A1 Tankbehältereinheiten, bei denen ein Reduktionsmittelbehälter in einem Kraftstoffraum aufgenommen ist.
Die DE 10 2006 050 808 A1 zeigt einen Reduktionsmittelbehälter, der eine elastische Tankhülle enthält, deren Aufnahmevolumen sich an die durch Temperaturveränderungen bewirkte Volumenänderungen des Reduktionsmittels (z. B. Gefrieren einer Harnstoff-Wasser-Lösung) anpassen kann.
Bei den Tankbehältereinheiten, bei denen der Kraftstoffraum und der Reduktionsmittelraum nebeneinander in einem gemeinsamen Tankbehälter angeordnet sind, ist die Größe des für das Reduktionsmittel zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens abhängig von der Größe des direkt benachbarten Kraftstoffbehälters bzw. dessen Außenwände sowie von der Größe der für den Hilfsmittelbehälter benötigten Anschlussstutzen und einer gegebenenfalls eingesetzten Heizeinrichtung. Hierdurch ergeben sich bei dieser Art der Kombination unnötig große Hilfsmittelvolumen, die im Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht benötigt werden, d. h. für die meisten Anwendungen eher zu groß bemessen sind, und andererseits den für den Kraftstoff zur Verfügung stehenden Aufnahmeraum einschränken.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tankbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zu schaffen, bei dem ein Kraftstoffraum und ein Hilfsmittelraum nebeneinander in einem gemeinsamen Tankbehälter angeordnet und durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind, wobei die für den Kraftstoff und das Hilfsmittel zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumina besser an den Bedarf angepasst sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Tankbehälter für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Tankbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst einen Kraftstoffraum zum Aufnehmen eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine und einen Hilfsmittelraum zum Aufnehmen eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei der Kraftstoffraum und der Hilfsmittelraum nebeneinander in dem gemeinsamen Tankbehälter angeordnet und durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind. Gemäß der Erfindung ist der Hilfsmittelraum durch eine Trennwand in einen ersten Teilraum und einen zweiten Teilraum unterteilt, wobei der erste Teilraum des Hilfsmittelraums mit den Anschlussöffnungen des Hilfsmittelraums in Verbindung steht und der Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung dient. Außerdem weist die Zwischenwand zwischen dem Kraftstoffraum und dem Hilfsmittelraum im Bereich des zweiten Teilraums des Hilfsmittelraums wenigstens eine Durchbrechung auf, sodass der Kraftstoffraum und der zweite Teilraum des Hilfsmittelraums miteinander in Fluidverbindung stehen und beide der Aufnahme eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine dienen.
Durch die Integration von Kraftstoffraum und Hilfsmittelraum in einen gemeinsamen Tankbehälter wird eine kompakte Baueinheit geschaffen. Durch die unmittelbare Angrenzung des Hilfsmittelraums an den Kraftstoffraum ist dieser grundsätzlich zu groß ausgebildet, d. h. sein Hilfsmittelvolumen übersteigt den eigentlichen Bedarf für den Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. ihrer Abgasnachbehandlungseinrichtung. Gemäß der Erfindung ist der Hilfsmittelraum jedoch durch eine Trennwand in einen ersten und einen zweiten Teilraum unterteilt, wobei nur der erste Teilraum zur Aufnahme eines Hilfsmittels genutzt wird. Auf diese Weise kann das zur Aufnahme eines Hilfsmittels zur Verfügung gestellte Volumen auf den jeweiligen Bedarf reduziert werden und der so eingesparte Bauraum kann wegen der entsprechenden Durchbrechungen in der Zwischenwand zwischen Kraftstoffraum und Hilfsmittelraum in Form des zweiten Teilraums zur Bevorratung eines Kraftstoffes genutzt werden. Mit anderen Worten steht für die Bevorratung des Kraftstoffes bei gleicher Größe des gemeinsamen Tankbehälters ein Kraftstoffraum mit größerem Volumen bereit.
Der Begriff „Hilfsmittel” bezeichnet allgemein Mittel, die für einen chemischen und/oder physikalischen Prozess in der Abgasnachbehandlungseinrichtung der Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Hierzu zählen insbesondere Reduktionsmittel wie beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) zum Reduzieren von Stickoxiden im Abgasstrom zu Stickstoff und Wasser.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Einbauposition der Trennwand variabel sein, sodass die Größe des ersten Teilraums des Hilfsmittelraums für die Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung variabel einstellbar ist.
Durch diese Maßnahme kann ein einheitlicher Tankbehälter mit einer Größe für verschiedene Kraftfahrzeugtypen bzw. verschiedene Typen und Auslegungen der Brennkraftmaschinen und ihrer Abgasnachbehandlungseinrichtungen verwendet werden, indem die Trennwand jeweils an einer geeigneten Position eingebaut wird, um ein gewünschtes Volumen des Hilfsmittelraums bereitzustellen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Innenraum des ersten Teilraums des Hilfsmittelraums für die Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung fluiddicht gekapselt sein. Diese fluiddichte Kapselung des ersten Teilraums ist zum Beispiel in Form einer Kunststoffhaut oder -hülle gebildet, welche beispielsweise durch eine Innenbeschichtung oder einen Ausrotierungsvorgang des ersten Teilraums herstellbar ist.
Obige sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
Dabei zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Tankbehälters für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Teilperspektivansicht des Hilfsmittelraums des Tankbehälters von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
3 eine Teilperspektivansicht des Hilfsmittelraums des Tankbehälters von 1 mit Zwischenwand gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bezug nehmend auf 1 bis 3 wird nun eine beispielhafte Ausführungsform eines Tankbehälters 10 für ein Kraftfahrzeug im Detail beschrieben. Form und Größe des Tankbehälters sind jedoch nicht auf die gezeigten Ausgestaltungen beschränkt.
Der Tankbehälter 10 umfasst einen Kraftstoffraum 12, der mit einem Einfüllstutzen 14 und einer Entnahmeöffnung 13 versehen ist, zum Aufnehmen eines Kraftstoffes (z. B.
Diesel, Benzin) für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs sowie einen Hilfsmittelraum 16, der mit einem Einfüllstutzen 20 und einer Entnahmeöffnung 18 versehen ist, zum Aufnehmen eines Hilfsmittels (z. B. Reduktionsmittel wie HWL) für eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoffraum 12 und der Hilfsmittelraum 16 sind unmittelbar nebeneinander in dem Tankbehälter 10 angeordnet und durch eine Trennwand 22 voneinander getrennt.
Da der Hilfsmittelraum 16 an den Kraftstoffraum 12 angrenzt, kann der während des Betriebes oder bereits beim Startvorgang des Kraftfahrzeugs erwärmte Kraftstoff Wärme auf das Hilfsmittel im Hilfsmittelraum 16 übertragen. Auf diese Weise kann zum Beispiel verhindert werden, dass ein flüssiges Hilfsmittel bei tiefen Außentemperaturen gefriert. Andererseits bestimmen die Dimensionen des Kraftstoffraums 12 automatisch auch die Maße des Hilfsmittelraums 16, da der Tankbehälter 10 die gemeinsamen Außenwände besitzt.
Wie in 2 veranschaulicht, ist deshalb der Hilfsmittelraum 16 durch eine Trennwand 24 in einen ersten Teilraum 26 und einen zweiten Teilraum 28 unterteilt. Das Innere des ersten Teilraums 26 (oben in 2) steht dabei mit dem Einfüllstutzen 20 und der Entnahmeöffnung 18 für das Hilfsmittel in Fluidverbindung. Mit anderen Worten dient dieser erste Teilraum 26 der Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung der Brennkraftmaschine.
Die Trennwand 24 ist bevorzugt im Wesentlichen horizontal in dem Hilfsmittelraum angeordnet, kann aber grundsätzlich auch in einem Winkel angestellt sein. Diese Trennwand 24 wird im Hilfsmittelraum 16 zum Beispiel durch Heften oder Schweißen befestigt. Dabei kann die Trennwand 24 vorzugsweise in einer beliebigen Höhenposition im Hilfsmittelraum 16 angeordnet werden. Mit anderen Worten ist das Volumen des ersten Teilraums 26 zum Aufnehmen eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung variabel einstellbar. Insbesondere kann das Volumen des ersten Teilraums 26 auf das in der jeweiligen Anwendung benötigte Volumen reduziert werden.
Nach dem Einsetzen der Trennwand 24 an der gewünschten Position im Hilfsmittelraum 16 wird der erste Teilraum 26 für ein Hilfsmittel der Abgasnachbehandlungseinrichtung innen beschichtet bzw. ausrotiert, d. h. fluiddicht gekapselt, um gegenüber dem Kraftstoff im angrenzenden Kraftstoffraum 12 und zweiten Teilraum 28 abgedichtet zu sein. Diese Beschichtung zur Bildung einer Kunststoffhaut bzw. -hülle findet beispielsweise durch die Entnahmeöffnung (auch als Geberöffnung bezeichnet) 18 statt.
In dem durch die Trennwand 24 gebildeten zweiten Teilraum 28 (unten in 2) des Hilfsmittelraums 16 wird wie im Kraftstoffraum 12 ein Kraftstoff für die Brennkraftmaschine bevorratet. Zu diesem Zweck wird die Zwischenwand 22 zwischen dem Kraftstoffraum 12 und dem Hilfsmittelraum 16 mit wenigstens einer Durchbrechung 30 versehen, sodass der zweite Teilraum 28 mit dem Kraftstoffraum 12 in Fluidverbindung steht. Auf diese Weise kann sich der Kraftstoff im Kraftstoffraum 12 auch auf den zweiten Teilraum 28 des Hilfsmittelraums 16 ausdehnen, sodass insgesamt ein größeres Volumen zum Bevorraten des Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt werden kann.
Der erfindungsgemäße Tankbehälter 10 mit integriertem Kraftstoffraum 12 und Hilfsmittelraum 16 zeichnet sich insbesondere durch ein individuell einstellbares Volumen zur Bevorratung des Hilfsmittels und somit eine Optimierung der für den Kraftstoff und das Hilfsmittel zur Verfügung gestellten Volumina bei gleichem Gesamtraumbedarf aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004051746 A1 [0005]
- DE 102005029415 A1 [0005]
- DE 19729003 C3 [0005, 0006]
- EP 1503055 A1 [0005]
- EP 1388648 A1 [0006]
- EP 1645452 A1 [0006]
- DE 102006050808 A1 [0007]

Claims

Tankbehälter (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, mit einem Kraftstoffraum (12) zum Aufnehmen eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine und einem Hilfsmittelraum (16) zum Aufnehmen eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung, wobei der Kraftstoffraum (12) und der Hilfsmittelraum (16) nebeneinander in dem gemeinsamen Tankbehälter (10) angeordnet und durch eine Zwischenwand (22) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmittelraum (16) durch eine Trennwand (24) in einen ersten Teilraum (26) und einen zweiten Teilraum (28) unterteilt ist, wobei der erste Teilraum (26) des Hilfsmittelraums (16) mit den Anschlussöffnungen (18, 20) des Hilfsmittelraums in Verbindung steht und der Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung dient; und dass die Zwischenwand (22) zwischen dem Kraftstoffraum (12) und dem Hilfsmittelraum (16) im Bereich des zweiten Teilraums (28) des Hilfsmittelraums (16) wenigstens eine Durchbrechung (30) aufweist, sodass der Kraftstoffraum (12) und der zweite Teilraum (28) des Hilfsmittelraums (16) miteinander in Fluidverbindung stehen und beide der Aufnahme eines Kraftstoffes für die Brennkraftmaschine dienen.
Tankbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauposition der Trennwand (24) variabel ist, sodass die Größe des ersten Teilraums (26) des Hilfsmittelraums (16) für die Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung variabel einstellbar ist.
Tankbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des ersten Teilraums (26) des Hilfsmittelraums (16) für die Aufnahme eines Hilfsmittels für die Abgasnachbehandlungseinrichtung fluiddicht gekapselt ist.