DE102009000107A1

DE102009000107A1 - Supply tank for use with elastic compensating element for supplying reducing agent for reducing nitrogen oxide in exhaust gas of internal-combustion engine, has combined filling level and temperature sensor in vertical direction

Info

Publication number: DE102009000107A1
Application number: DE102009000107A
Authority: DE
Inventors: Michael Krause; Rainer Haeberer; Fikret Demirler; Ruben Schreiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-15

Abstract

The supply tank (10) comprises a filling level or a combined filling level and a temperature sensor in a vertical direction. A fixed outgoing cable is provided in a radial direction, and is protected by a reversible ductile elastic element (22). The tube shaped elastic element is wound on the fixed outgoing cable in the radial direction.

Description

Stand der TechnikState of the art

DE 101 39 139 A1 bezieht sich auf ein Dosiersystem zur Dosierung eines Reduktionsmittels für eine Abgasnachbehandlung. Eine Vorrichtung zur Dosierung eines Reduktionsmittels, insbesondere von Harnstoff bzw. einer Harnstoff-Wasser-Lösung, dient zur Reduktion von in dem Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxiden. Die Vorrichtung umfasst eine Fördereinrichtung zur Beförderung des Reduktionsmittels von einem Vorratsbehälter zu einem das Abgas führenden Abgasrohr, ferner eine Zumesseinrichtung zur dosierten Zufuhr in das Abgas des Reduktionsmittels in das Abgasrohr, wobei die Fördereinrichtung eine Pumpe und die Zumesseinrichtung ein Dosierventil mit einem Austrittselement umfasst. Die Zumesseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese nahe oder am Abgasrohr befestigt werden kann, so dass das Austrittselement in das Abgasrohr hineinragt. Die Fördereinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese am oder im Vorratsbehälter untergebracht werden kann, wobei die Fördereinrichtung und die Zumesseinrichtung voneinander getrennte, über eine Verbindungsleitung verbundene Module darstellen. DE 101 39 139 A1 refers to a metering system for metering a reducing agent for exhaust aftertreatment. A device for metering a reducing agent, in particular urea or a urea-water solution, serves to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an internal combustion engine. The apparatus comprises a conveying device for conveying the reducing agent from a storage container to an exhaust pipe carrying the exhaust gas, furthermore a metering device for metered supply into the exhaust gas of the reducing agent in the exhaust pipe, wherein the conveyor comprises a pump and the metering device comprises a metering valve with an outlet element. The metering device is designed such that it can be fastened near or on the exhaust pipe, so that the outlet element projects into the exhaust pipe. The conveying device is designed in such a way that it can be accommodated on or in the storage container, the conveying device and the metering device representing separate modules connected via a connecting line.

DE 10 2006 027 487 A1 bezieht sich auf einen Fahrzeugtank für ein flüssiges Reduktionsmittel insbesondere für eine Harnstofflösung. Diese dient zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Brennkraftmaschinen. Der Fahrzeugtank umfasst eine Behälterwand, die aus Kunststoffmaterial hergestellt ist. DE 10 2006 027 487 A1 refers to a vehicle tank for a liquid reducing agent, in particular for a urea solution. This serves to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas of internal combustion engines. The vehicle tank includes a tank wall made of plastic material.

DE 10 2004 051 746 A1 bezieht sich auf ein Tankmodul für ein Reduktionsmittel und ein Dosiersystem. Das Tankmodul umfasst wenigstens ein Tankmodulgehäuse, wobei innerhalb einer Tankkammer des Tankmodulgehäuses ein Dosier system zur Dosierung eines Reduktionsmittels in das Abgassystem angeordnet ist. DE 10 2004 051 746 A1 refers to a tank module for a reducing agent and a dosing system. The tank module comprises at least one tank module housing, wherein a metering system for metering a reducing agent is arranged in the exhaust system within a tank chamber of the tank module housing.

Beim Gefrieren dehnt sich das Reduktionsmittel bei Eisbildung um ca. 10% aus. Diese Volumenausdehnung darf das Tanksystem und die Komponenten nicht schädigen, d. h. das System ist so zu dimensionieren, dass es den sich aufbauenden Eisdruck aufnehmen kann und diesem widersteht. Was den Tank anbelangt, in dem das Reduktionsmittel bevorratet wird, kann von einem Ausdehnungsvolumen von bis zu 3 Litern ausgegangen werden. Es liegen bereits Vorschläge vor, was die Verbesserung der Eisdruckfestigkeit betrifft, jedoch sind diese nicht bei allen Applikation zielführend:
Zum einen kann das Tanksystem derart ausgebildet sein, dass ein gerichtetes Einfrieren gewährleistet werden kann. Dazu weist der Tank über der Flüssigkeit ein entsprechend großflächiges Luftpolster auf. Das Luftpolster isoliert die Flüssigkeit gegenüber der kalten Umgebung. Der Einfriervorgang beginnt somit am Tankboden und endet an der Oberfläche. Durch diese Reihenfolge lagert sich die auftretende Volumenvergrößerung im Luftraum an und kann somit zu keiner Schädigung führen. Beim gerichteten Einfrieren ist es vorteilhaft, wenn der Tank im oberen Bereich eine zusätzliche Isolierung aufweist.Upon freezing, the reducing agent expands by about 10% when ice is formed. This volume expansion must not damage the tank system and the components, ie the system should be dimensioned so that it can absorb the building up ice pressure and resists it. As regards the tank in which the reducing agent is stored, it can be assumed that an expansion volume of up to 3 liters. There are already proposals in terms of improving the ice crushing strength, but these are not targeted at all applications:
On the one hand, the tank system can be designed such that a directional freezing can be ensured. For this purpose, the tank has a correspondingly large-area air cushion over the liquid. The air cushion isolates the fluid from the cold environment. The freezing process thus begins at the bottom of the tank and ends at the surface. This sequence causes the volume increase occurring in the air space to accumulate and thus can not lead to any damage. When directed freezing, it is advantageous if the tank has an additional insulation in the upper area.

Falls ein gerichtetes Einfrieren nicht möglich ist, zum Beispiel bei hohen, im oberen Bereich konisch zulaufenden Behältern ohne ausreichenden Luftraum, wird der Tank zunächst an der äußeren Hülle gefrieren, d. h. von außen nach innen durchfrieren. In diesem Falle verbliebe im Inneren des Eiskörpers eine Flüssigkeitsblase, die beim Einfrieren aufgrund ihres Expansionsvolumens zu einem Bersten des Eiskörpers führte. Durch Verwerfungen im Eiskörper werden der Tank und die sich im Tank befindlichen Komponenten geschädigt. Abhilfe böte hier ein reversibles, elastisches Element, welches im Bereich des noch nicht gefrorenen Restflüssigkeitsvolumens platziert ist.If a directional freezing is not possible, for example at high, conically tapered containers in the upper area without sufficient airspace, the tank will start first the outer shell freeze, d. H. from freeze to the outside. In this case, remain inside the ice body a liquid bubble, when freezing due to their expansion volume to a rupture of the Ice body led. Due to distortions in the ice body the tank and the components in the tank are damaged. Remedy here would be a reversible, elastic element, which is placed in the area of the not yet frozen residual liquid volume is.

Bei nicht allen Tanks sind die zuvor geschilderten Maßnahmen des gerichteten Einfrierens bzw. das Vorsehen eines elastischen Ausgleichselements im Restflüssigkeitsvolumen zielführend. Da das Eis des expandierten Volumens auf die Tankoberschale drücken kann, werden die Komponenten mit einer flexiblen elektrischen Leitung an der Tankoberseite aus dem Tank herausgeführt. Die in ei ner Schlaufe verlegten elektrischen Leitungen der Komponente können somit axiale Verformungen des Tanks aufnehmen. Problematischer jedoch sind Komponenten, bei denen aus Gründen der Funktion des Bauraums kein axialer Abgang möglich ist, wie zum Beispiel bei Füllstands- und Temperatursensoren. Da die Anzeige ”Voll” ebenso angezeigt werden muss, ist aus Bauraumgründen ein radialer Kabelabgang notwendig. Dieser radiale Abgang bietet eine geeignete Angriffsfläche für den Eisdruck. Der Füllstands- und Temperatursensor ist in der Regel außerhalb des Schwapptopfes positioniert, der radiale Abgang ragt jedoch in den Bereich des Schwapptopfes hinein. Liegt nun der Fall vor, dass der gesamte Tank durchgefroren ist, im Schwapptopf jedoch in mittlerer Höhe noch eine Flüssigkeitsblase existiert, die schlagartig gefriert, so wird sich im Schwapptopf die Eisschicht oberhalb der Flüssigkeitsblase nach oben aufbrechen und somit eine Kraft auf den radialen Abgang des Levelsensors ausüben. Die Folge ist ein Bruch des radialen Abgangs durch die auf den als Hebelarm fungierenden radialen Abgang einwirkende Kraft.at not all tanks are the previously described measures the directed freezing or the provision of an elastic Compensation elements in the residual liquid volume purposeful. As the ice of the expanded volume press on the upper tank shell Can be, the components with a flexible electrical wire led out of the tank at the top of the tank. In the ei ner loop laid electrical lines of the component can thus absorb axial deformation of the tank. More problematic, however are components where, for the sake of the function of the Space, no axial outlet is possible, such as for level and temperature sensors. Because the ad "full" as well must be displayed, is a space for reasons of space Cable outlet necessary. This radial outlet offers a suitable Attack surface for the ice pressure. The level and temperature sensor is usually outside the Schwapptopfes However, the radial outlet projects into the area of Schwapptopfes into it. Now is the case that the entire tank is frozen through, in Schwapptopf but at medium altitude there is still a liquid bubble, the abrupt freezes, then in the Schwapptopf the ice layer above the liquid bubble break up and thus a force on the radial outlet exercise the level sensor. The result is a fraction of the radial Departure through acting on the lever as a radial outlet acting force.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an einem sich in radiale Richtung erstreckenden Kabelabgang eines Füllstandssensors oder eines kombinierten Füllstands-Temperatursensors ein bevorzugt rohr- oder mantelförmig ausgebildetes elastisches Element aufzubringen. Bei dem elastischen Element kann es sich zum Beispiel um ein reversibles, elastisches Schaumstoffrohr mit geschlossenem Umfang oder mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Umfangsschlitzung handeln, welches auf den starren, sich in radiale Richtung erstreckenden Abgang des Füllstandssensors oder des kombinierten Füllstands-/Temperatursensors aufgezogen wird. Bei dem Schaumstoffrohr oder als Schlitz ausgebildeten Schaumstoffmantel handelt es sich insbesondere um ein Bauteil, welches aus einem geschlossenporigen Schaumstoff gefertigt wird. Das geschlossenporig ausgebildete Material bietet eine reversible Elastizität. Dies bedeutet, dass das elastische Element aus diesem Material nach einer erfolgten Verformung durch sich ausbildendes Eis, d. h. bei der sich beim Gefrieren einstellenden Volumenänderung eintretenden Verformung und einem sich nachfolgend einstellenden Auftauen, d. h. einer Volumenreduzierung, wieder sein ursprüngliches Aussehen annimmt.According to the invention, it is proposed to have a cable outlet of a fill level sensor or a combined fill level temperature sensor which extends in the radial direction apply tubular or shell-shaped elastic element. The elastic element may be, for example, a reversible, elastic foam tube with a closed circumference or with an axially extending circumferential slot which rests on the rigid, radially extending outlet of the level sensor or the combined level / temperature sensor becomes. The foam tube or foam skirt designed as a slot is, in particular, a component which is manufactured from a closed-cell foam. The closed-pored material offers a reversible elasticity. This means that the elastic element made of this material after a successful deformation by ice forming, ie at the entering during freezing volume change occurring deformation and a subsequent thawing, ie a volume reduction, again assumes its original appearance.

Das elastische Element, welches bevorzugt rohr- oder mantelförmig ausgebildet ist, wird zum Beispiel auf den starr ausgebildeten, sich in radiale Richtung erstreckenden Kabelabgang des Füllstandssensors bzw. des kombinierten Füllstands-Temperatursensors aufgezogen. Das elastische Element weist zumindest eine Wandstärke in der Größenordnung von 10 mm auf. Bevorzugt wird das elastische Element aus geschlossenporigem Schaumstoffmaterial derart gefertigt, dass die Wandstärke auf der der gefrierenden Flüssigkeit zuweisenden Seite des elastischen Elementes größer dimensioniert ist als die Wandstärke, die das elastische Element auf der der gefrierenden Flüssigkeit abgewandten Seite aufweist. Damit steht an der der gefrierenden Flüssigkeit zuweisenden Seite ein größeres Verformungspotenzial zur Verfügung, die Eisdruckfähigkeit der Komponenten wird erheblich verbessert. Das elastische Element, bevorzugt als Schaumstoffrohr oder Schaumstoffmantel mit axialer Schlitzung gefertigt, wird bevorzugt in einer Geometrie gefertigt, die dessen eng anliegende Anlage am sich in radiale Richtung erstreckenden starren Kabelabgang gewährleistet. In vorteilhafter Weise kann zur Fixierung des elastischen Elementes am starr ausgebildeten Kabelabgang, der sich in radiale Richtung erstreckt, ein Hinterschnitt ausgebildet sein, der mit einer entsprechenden Ausnehmung am elastischen Element aus geschlossenporigem Schaumstoffmaterial zusammenwirkt und dieses somit fixiert. Alternativ zum Hinterschnitt am starr ausgebildeten Kabelabgang, der sich in radiale Richtung erstreckt, kann auch ein Ringspannelement eingesetzt werden, mit dessen Hilfe das elastische Element in Rohr- oder Mantelform am sich in radiale Richtung erstreckenden starren Kabelabgang des Füllstands- oder kombinierten Füllstands-Temperatursensors fixiert wird.The elastic element, which preferably tubular or jacket-shaped is formed, for example, on the rigidly trained, extending in the radial direction cable outlet of the level sensor or the combined level-temperature sensor wound up. The elastic element has at least one wall thickness in the order of 10 mm. Prefers The elastic element of closed-cell foam material is so made that the wall thickness on the of the freezing Fluid zuweisenden side of the elastic element larger than the wall thickness, the elastic element on the freezing liquid has opposite side. It stands with that of the freezing Fluid facing side a larger Deformation potential available, the Eisdruckfähigkeit the components is significantly improved. The elastic element, preferably as a foam tube or foam jacket with axial Slit made, is preferably made in a geometry, the its closely fitting system extending in the radial direction rigid cable outlet ensured. In an advantageous way can be used to fix the elastic element on the rigid Cable outlet, which extends in the radial direction, an undercut formed be, with a corresponding recess on the elastic element composed of closed-cell foam material and this thus fixed. As an alternative to the undercut on the rigidly formed Cable outlet, which extends in the radial direction, can also be Ring tensioning element can be used, with the help of the elastic element in tube or shell shape extending in the radial direction rigid cable outlet of the level or combined level sensor is fixed.

Bevorzugt ist das elastische Element hinsichtlich seiner axialen Länge mindestens so lang wie der sich in radiale Richtung erstreckende starre Kabelabgang. Drückt bei sich einstellender Eisbildung Eis auf den sich in radiale Richtung erstreckenden Kabelabgang, so kann das reversibel verformbare elastische Element die dabei auftretende Kraft aufnehmen. Dabei wird eine Beschädigung des sich in radiale Richtung erstreckenden, starr ausgebildeten Kabelabgangs unterbunden.Prefers is the elastic element in terms of its axial length at least as long as the extending in the radial direction rigid cable outlet. Press ice as ice builds up on the extending in the radial direction cable outlet, so can the reversibly deformable elastic element which occurs Take power. This will damage the itself extending in the radial direction, rigidly trained cable outlet prevented.

Bei entsprechend ausgebildeter Axiallänge des elastischen Elementes kann dieses auch als Scheuerschutz gegenüber der Umgebung angesehen werden.at appropriately trained axial length of the elastic element This can also be used as a scuff protection against the environment be considered.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 ein elastisches Ausgleichselement, welches in einen Tank für Reduktionsmittel eingelassen ist, 1 an elastic compensation element, which is embedded in a tank for reducing agent,

2 sich beim Durchfrieren eines von Eis umschlossenen Flüssigkeitsvolumens einstellende Eisverwerfung und die dadurch hervorgerufene Kraft, 2 Ice freezing due to freezing of a volume of liquid enclosed by ice and the resulting force,

2.1 eine Draufsicht auf Vorratstank und Schwapptopf und 2.1 a plan view of storage tank and Schwapptopf and

3 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen, rohr- oder mantelförmig ausgebildeten elastischen Elementes aus Schaumstoff. 3 a variant of the present invention proposed, tubular or sheath-shaped elastic element made of foam.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes, elastisch ausgebildetes Ausgleichselement, welches in einen Tank für ein Reduktionsmittel eingebracht wird, zu entnehmen.The representation according to 1 is a known from the prior art, elastically formed compensating element, which is introduced into a tank for a reducing agent to take.

Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass ein Vorratstank 10 von einer Tankwand 12 begrenzt wird. Im Vorratstank 10 ist Reduktionsmittel 14 aufgenommen, bei dem es sich um Harnstoff oder um eine Harnstoff-Wasser-Lösung handelt. Mittels des SCR-Verfahrens (selective catalytic reduction) wird Schadstoff NO_x unter Zuhilfenahme des Reduktionsmittels 14 zu N₂ und H₂O reduziert. Das im Tank 10 bevorratete Reduktionsmittel 14 wird in einer Leitung zu einem hier nicht dargestellten Dosiermodul befördert, welches das Reduktionsmittel 14 in das Abgas der Verbrennungskraftmaschine bringt. Die heute üblicherweise flüssig vorliegenden Reduktionsmittel 14 gefrieren je nach zugesetztem Antifrostmittel zwischen –11°C und –40°C. Beim Gefrieren des Reduktionsmittels 14 bzw. bei sich einstellender Eisbildung dehnt sich dieses um ca. 10% aus. Was den Vorratstank 10 betrifft, so kann im Allgemeinen von einem Ausdehnungsvolumen von bis zu 3 Litern ausgegangen werden, vorausgesetzt, die Kapazität des Vorratstanks 10 liegt in der Größenordnung von 30 Litern, was bei heute eingesetzten Systemen der Fall ist.From the illustration according to 1 it turns out that a storage tank 10 from a tank wall 12 is limited. In the storage tank 10 is a reducing agent 14 received, which is urea or a urea-water solution. By means of the SCR process (selective catalytic reduction) pollutant NO _x with the aid of the reducing agent 14 reduced to N ₂ and H ₂ O. That in the tank 10 stocked reducing agent 14 is conveyed in a line to a dosing module, not shown here, which the reducing agent 14 into the exhaust gas of the internal combustion engine brings. The today usually liquid present Redukti onsmittel 14 Depending on the antifreeze added, they freeze between -11 ° C and -40 ° C. When freezing the reducing agent 14 or with self-adjusting ice formation, this expands by about 10%. What the storage tank 10 In general, an expansion volume of up to 3 liters may be assumed, provided that the capacity of the storage tank is sufficient 10 is on the order of 30 liters, which is the case with today's systems.

Oberhalb eines Flüssigkeitspegels 18 des Reduktionsmittels 14 befindet sich im Vorratstank 10 ein Luftraum 16. In das Innere des Vorratstanks 10 gemäß der Darstellung in 1 ist ein elastisches Element 22 eingelassen, welches elastisch verformbar ist. Bei diesem handelt es sich um einen dünnwandigen, hohl ausgeführten Kunststoffkörper mit nachgiebigen Begrenzungswänden.Above a liquid level 18 of the reducing agent 14 is in the storage tank 10 an airspace 16 , Into the interior of the storage tank 10 as shown in 1 is an elastic element 22 let in, which is elastically deformable. This is a thin-walled, hollow plastic body with yielding boundary walls.

Wie aus der Darstellung gemäß 1 hervorgeht, geht beim teilweisen Gefrieren des Reduktionsmittels 14 ein Teil des Inhaltes des Vorratstanks 10 in Eis 20 über, während an den am weitesten im Inneren des Tanks liegenden Stellen ein Flüssigkeitsvolumen 24 verbleibt. Das Flüssigkeitsvolumen 24 ist zwischen Eis 20 und einer Berandung 28 des elastischen Elementes 22 eingeschlossen.As shown in the illustration 1 shows, goes on the partial freezing of the reducing agent 14 a part of the contents of the storage tank 10 in ice 20 over, while at the furthest inside of the tank lying places a volume of liquid 24 remains. The liquid volume 24 is between ice 20 and a boundary 28 of the elastic element 22 locked in.

2 zeigt im Vorratstank 10 aufgenommene Komponenten, insbesondere einen Füllstands- oder Füllstands-/Temperatursensor mit sich in radiale Richtung erstreckendem starren Kabelabgang. 2 shows in the storage tank 10 recorded components, in particular a level or level / temperature sensor with extending in the radial direction rigid cable outlet.

Wie aus der Darstellung gemäß 2 hervorgeht, ist in das Innere des dort dargestellten Vorratstanks 10, der durch die Tankwand 12 begrenzt ist, ein Schwapptopf 34 integriert. Der Schwapptopf 34 wird durch eine Topfwand 36 begrenzt. Die Topfwand 36 weist zumindest eine Öffnung 38 auf, durch welche im flüssigen Zustand des im Vorratstank 10 bevorrateten Reduktionsmittels 14 dieses in das Innere des Schwapptopfes 34 nachströmt.As shown in the illustration 2 shows, is in the interior of the storage tank shown there 10 passing through the tank wall 12 is limited, a Schwapptopf 34 integrated. The sloshpot 34 is through a pot wall 36 limited. The pot wall 36 has at least one opening 38 on, by which in the liquid state of the storage tank 10 stored reducing agent 14 this into the interior of the Schwapptopfes 34 nachströmt.

Der Darstellung gemäß 2 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass ein sich im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckender Füllstandssensor 30 oder Füllstands-/Temperatursensor 30 in einem halboffenen Hohlraum 48 aufgenommen ist. An seinem Umfang weist der sich im Wesentlichen in vertikale Richtung erstreckende Füllstandssensor 30 bzw. Füllstands-/Temperatursensor 30 einen Einsatzring 74 auf, während an seiner Stirnseite 52 eine Befestigung 50 vorgesehen ist. Über diese Arretierungen wird der Füllstandssensor 30 bzw. Füllstands-/Temperatursensor 30 im halboffenen Hohlraum 48, der durch die Wand des Schwapptopfes 34 begrenzt ist, fixiert. Der halboffene Hohlraum 48, ausgebildet in der Topfwand 36 des Schwapptopfes 34, ist zur Tankseite hin offen.The representation according to 2 In addition, it can be seen that a substantially extending in the axial direction of the level sensor 30 or level / temperature sensor 30 in a semi-open cavity 48 is included. At its periphery, the level sensor extending substantially in the vertical direction has 30 or fill level / temperature sensor 30 an insert ring 74 while on his front 52 a fixture 50 is provided. About these locks the level sensor 30 or fill level / temperature sensor 30 in the half-open cavity 48 passing through the wall of the Schwapptopfes 34 is limited, fixed. The half-open cavity 48 , formed in the pot wall 36 the Schwapptopfes 34 , is open to the tank side.

Beim Gefrieren des Reduktionsmittels 14 innerhalb des Vorratstanks 10 von der Tankwand 12 aus, entsteht ausgehend von der Innenseite der Tankwände 12 bzw. des Tankbodens, Eis 20. Die Eisbildung setzt sich bis in das Innere des von der Topfwand 36 begrenzten Schwapptopfes 34 fort. Es verbleibt ein Flüssigkeitsvolumen 24, welches allseitig von Eis umgeben ist. Eine Phasengrenze zwischen dem Flüssigkeitsvolumen 24 und dem festen Eis 20 ist durch Bezugszeichen 29 gegeben. Beim Durchfrieren des von Eis 20 umschlossenen Flüssigkeitsvolumens 24 tritt eine durch Bezugszeichen 40 angedeutete Eisverwerfung 40 auf, die sich in Richtung 42 in Richtung auf den verbliebenen Luftraum 16 hin ausdehnt. Dabei rückt das sich bildende Eis von unten her in Richtung der Pfeile 44 auf die Unterseite des sich in radiale Richtung erstreckenden, starr ausgebildeten Kabelabganges 32, der – wie in 2 angedeutet – nach oben verformt wird. Die dabei auftretenden mechanischen Beanspruchungen können bis zur Beschädigung der elektrischen Kontaktierung 46 für den Füllstands- bzw. Füllstands- und Temperatursensor 30 führen, was auszuschließen ist.When freezing the reducing agent 14 inside the storage tank 10 from the tank wall 12 out, originates from the inside of the tank walls 12 or the tank bottom, ice 20 , The formation of ice settles down to the inside of the pot wall 36 limited Schwapptopfes 34 continued. There remains a volume of liquid 24 , which is surrounded on all sides by ice. A phase boundary between the liquid volume 24 and the solid ice 20 is by reference numerals 29 given. When freezing the ice 20 enclosed liquid volume 24 occurs by a reference numeral 40 indicated ice-fault 40 on, moving in the direction 42 in the direction of the remaining airspace 16 stretched out. The forming ice moves from below in the direction of the arrows 44 on the underside of the radially extending, rigidly formed cable outlet 32 who, as in 2 indicated - is deformed upwards. The occurring mechanical stresses can damage the electrical contact 46 for the level or fill level and temperature sensor 30 lead what can be ruled out.

Andererseits ist eine Montage des sich im Wesentlichen in vertikale Richtung erstreckenden Füllstandssensors bzw. Füllstands-/Temperatursensors 30 aus Bauraumgründen so erforderlich, um zu gewährleisten, dass auch eine Anzeige ”Voll” in Bezug auf den Flüssigkeitspegel 18 im Inneren des Vorratstanks 10 möglich ist, wobei ebenfalls aus Bauraumgründen die vom sich in radiale Richtung erstreckenden starren Kabelabgang 32 umschlossenen elektrischen Kontaktierungen 46 sich durch den Luftraum 16 durch die Oberseite des Vorratstanks 10, d. h. durch dessen Decke erstrecken.On the other hand, an assembly of the substantially vertical direction extending level sensor or level / temperature sensor 30 for space reasons so required to ensure that there is also an indication "full" in relation to the liquid level 18 inside the storage tank 10 is possible, which also for reasons of space extending from extending in the radial direction rigid cable outlet 32 enclosed electrical contacts 46 through the airspace 16 through the top of the storage tank 10 , ie extend through the ceiling.

Der Darstellung gemäß 2.1 ist eine Draufsicht auf den Vorratstank mit darin aufgenommenem Schwapptopf zu entnehmen.The representation according to 2.1 is a plan view of the storage tank to take with it absorbed slosh pot.

Wie 2.1 zeigt, ist der Schwapptopf 34 konzentrisch zum Vorratstank 10 ausgeführt. Die Topfwand 36 des Schwapptopfes 34 umfasst einen halboffen ausgebildeten Hohlraum 48, der zur Tankseite hin offen ist. Durch diesen erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene gemäß 2.1 der Füllstandssensor 30 bzw. der kombinierte Füllstands-/Temperatursensor 30. Durch die Topfwand 36 des Schwapptopfes 34 ist der Füllstandssensor 30 bzw. ein kombinierter Füllstands-/Temperatursensor 30 gegen Eisdruck geschützt und kann bei einer Beschädigung durch Eisdruck beim Durchfrieren des Reduktionsmittels 14 vor Beschädigung bewahrt werden.As 2.1 shows is the Schwapptopf 34 concentric to the storage tank 10 executed. The pot wall 36 the Schwapptopfes 34 includes a semi-open cavity 48 which is open to the tank side. Through this extends perpendicular to the plane according to 2.1 the level sensor 30 or the combined level / temperature sensor 30 , Through the pot wall 36 the Schwapptopfes 34 is the level sensor 30 or a combined level / temperature sensor 30 protected against ice pressure and may be damaged by ice pressure during freezing of the reducing agent 14 to be protected from damage.

Der Darstellung gemäß 3 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elastischen Elementes zum Schutz des sich in radiale Richtung erstreckenden, starr ausgebildeten Kabelabgangs zu entnehmen.The representation according to 3 is a first embodiment of the present invention proposed elastic element to protect the extending in the radial direction, rigid out removed cable outlet.

Der Darstellung gemäß 3 ist der Füllstands- bzw. kombinierte Füllstands-/Temperatursensor 30 nur angedeutet zu entnehmen. Die Befestigung 50 an der unteren Stirnseite 52 des Füllstandssensors bzw. kombinierten Füllstands-/Temperatursensors 30 ist nicht dargestellt.The representation according to 3 is the level or combined level / temperature sensor 30 only hinted at. The attachment 50 on the lower front side 52 the level sensor or combined level / temperature sensor 30 is not shown.

An der Oberseite des Füllstands- oder kombinierten Füllstands-/Temperatursensors 30 befindet sich, bevorzugt als Kunststoffspritzgussbauteil ausgebildet, der starr ausgebildete Kabelabgang, der sich in radiale Richtung erstreckt und – wie in 2 zu sehen – über den oberen Rand des im Vorratstank 10 angeordneten Schwapptopfes 34 erstreckt. Die radiale Erstreckung des starr ausgebildeten Kabelabganges 32 bewirkt, dass dessen axiale Verlängerung als Hebelarm für die durch die Eisbildung ausgeübte Kraft 44 dient und ein Drehmoment um den Füllstandssensor 30 bzw. den kombinierten Füllstands-/Temperatursensor 30 entsteht.At the top of the level or combined level / temperature sensor 30 is located, preferably formed as a plastic injection molded component, the rigidly formed cable outlet, which extends in the radial direction and - as in 2 to see - over the upper edge of the storage tank 10 arranged Schwapptopfes 34 extends. The radial extent of the rigidly formed cable outlet 32 causes its axial extension as a lever arm for the force exerted by the formation of ice 44 serves and a torque around the level sensor 30 or the combined level / temperature sensor 30 arises.

Um einer Beschädigung des sich in radiale Richtung erstreckenden, starr ausgebildeten Kabelabganges 32 vorzubeugen, ist dieser durch ein elastisches Element 54 geschützt. Das elastische Element 54 wird bevorzugt in Rohrform oder in Mantelform ausgebildet und ist auf den sich in radiale Richtung erstreckenden, starr ausgebildeten Kabelabgang eng anliegend aufgezogen und überdeckt mit seiner axialen Länge 72 Teile der elektrischen Kontaktierung 46 und eines Kabels 68. Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass das elastische Element 54 in Rohr- oder Mantelform mittels eines Ringspannelements 64 am starr ausgebildeten, sich in radiale Richtung erstreckenden Kabelabgang 32 befestigt ist. Alternativ zum Einsatz eines Ringspannelementes 64 ist ein Verclipsen des elastischen Elementes 74 an einem am starr ausgebildeten Kabelabgang angespritzten Hinterschnitt möglich. Durch die beiden dargestellten Befestigungsmöglichkeiten wird die axiale Position des elastischen Elementes 54 fixiert, so dass dessen Wandern am Umfang des sich in radiale Richtung erstreckenden starren Kabelabgangs 32 bzw. am Umfang des Kabels 68, durch welches die elektrische Kontaktierung 46 verläuft, ausgeschlossen ist.To damage the extending in the radial direction, rigidly formed cable outlet 32 This is prevented by an elastic element 54 protected. The elastic element 54 is preferably formed in a tubular or shell shape and is mounted on the extending in the radial direction, rigidly trained cable outlet tight-fitting and covered with its axial length 72 Parts of the electrical contact 46 and a cable 68 , From the illustration according to 3 it turns out that the elastic element 54 in tube or shell form by means of a ring tensioning element 64 at the rigidly formed, extending in the radial direction cable outlet 32 is attached. Alternatively to the use of a ring clamping element 64 is a clipping of the elastic element 74 possible on a molded on rigid cable outlet undercut. By the two mounting options shown, the axial position of the elastic element 54 fixed so that its wandering around the circumference of the extending in the radial direction rigid cable outlet 32 or on the circumference of the cable 68 through which the electrical contact 46 runs, is excluded.

Wie der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen ist, weist das elastische Element 54, das bevorzugt in Rohr- oder in Mantelform ausgebildet ist, auf einer der Flüssigkeit abgewandten Seite 62 eine erste Wandstärke 56 auf. Auf einer der zufrierenden Flüssigkeit, d. h. dem Reduktionsmittel 14 zuweisenden Seite 60 weist das elastische Element 54 hingegen eine zweite Wandstärke 58 auf, die größer bemessen ist als die erstgenannte Wandstärke 56 auf der der durchfrierenden Flüssigkeit abgewandten Seite 62. Damit steht der der durchfrierenden Flüssigkeit, d. h. dem Reduktionsmittel 14 zugewandten Seite 60 ein höheres Verformungsvolumen zur Verfügung, so dass bei einem schlagartigen Durchfrieren des im Schwapptopf 34 gemäß 2 vorliegenden, allseitig von Eis 20 umschlossenen Flüssigkeitsvolumens 24 entstehende Eisverwerfungen 40 durch eine Deformation des elastischen Elements 54 aufgefangen werden.As shown in the illustration 3 can be seen, has the elastic element 54 , which is preferably formed in tube or shell shape, on a side facing away from the liquid 62 a first wall thickness 56 on. On one of the freezing liquid, ie the reducing agent 14 assigning page 60 has the elastic element 54 however, a second wall thickness 58 on, which is larger than the first-mentioned wall thickness 56 on the side facing away from the freezing liquid 62 , This stands for the freezing liquid, ie the reducing agent 14 facing side 60 a higher deformation volume available, so that in a sudden freezing of the Schwapptopf 34 according to 2 present, on all sides of ice 20 enclosed liquid volume 24 resulting ice dislocations 40 by a deformation of the elastic element 54 be caught.

Bevorzugt wird das elastische Element 54 aus einem geschlossenporigen Schaumstoffmaterial gefertigt. Bei Einsatz eines geschlossenporigen Materials ist eine reversible Elastizität des elastischen Elementes 54 gegeben, welches sich nach einem Abtauen des Eises wieder in seine ursprüngliche Position ausdehnt, abgesehen von zu vernachlässigenden Hystereseeffekten während der Verformung.The elastic element is preferred 54 made of a closed-cell foam material. When using a closed-pore material is a reversible elasticity of the elastic element 54 which, after defrosting the ice, expands back to its original position, apart from negligible hysteresis effects during deformation.

Bei entsprechend ausgebildeter Axiallänge 72 des elastischen Elementes 54 dient dieses auch als Scheuerschutz für das Kabel 68 bzw. für die von diesem ummantelten elektrischen Kontaktierungen 46. Das elastische Element 54 wird bevorzugt in einer axialen Länge 72 gefertigt, die eine Axiallänge 70 des starr ausgebildeten, sich in radiale Richtung erstreckenden Kabelabgangs 32 für den Füllstandssensor bzw. den kombinierten Füllstands-/Temperatursensor 30 übersteigt.With appropriately trained axial length 72 of the elastic element 54 This also serves as chafe protection for the cable 68 or for the sheathed by this electrical contacts 46 , The elastic element 54 is preferred in an axial length 72 manufactured, which has an axial length 70 the rigidly formed, extending in the radial direction cable outlet 32 for the level sensor or the combined level / temperature sensor 30 exceeds.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist sichergestellt, dass bei Eisbildung und einer dadurch entstehenden Kraft 44 aufgrund der Eisverwerfung 40 in vertikale Richtung zwar das elastische Element 54 auf der der Flüssigkeit 14, d. h. dem Reduktionsmittel 14 zugewandten Seite 60 verformt wird, eine Beschädigung des sich in radiale Richtung erstreckenden, auskragenden, starr ausgebildeten Kabelabgangs 32 zur Kontaktierung des Füllstands- oder kombinierten Füllstands- und Temperatursensors 30 hingegen wirksam ausgeschlossen bleibt.The inventively proposed solution ensures that ice formation and a resulting force 44 due to the ice distortion 40 in vertical direction though the elastic element 54 on the liquid 14 ie the reducing agent 14 facing side 60 is deformed, damage to the extending in the radial direction, cantilevered, rigid cable outlet 32 for contacting the level or combined level and temperature sensor 30 however, remains effectively excluded.

Die Mindestwandstärke, in der das elastische Element 54 ausgebildet ist, liegt in der Größenordnung von etwa 10 mm auf der der Flüssigkeit abgewandten Seite 62. Dort ist das elastische Element 54 in der ersten Wandstärke 56 ausgeführt. Auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite 60 liegt eine zweite Wandstärke 58 vor, die dicker als die erste Wandstärke 56 ist, und eine stärkere Deformation des elastischen Elements 54 auf dieser Seite erlaubt.The minimum wall thickness in which the elastic element 54 is formed, is on the order of about 10 mm on the side facing away from the liquid 62 , There is the elastic element 54 in the first wall thickness 56 executed. On the side facing the liquid 60 is a second wall thickness 58 in front, thicker than the first wall thickness 56 is, and a stronger deformation of the elastic element 54 allowed on this page.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10139139 A1 [0001]
- DE 102006027487 A1 [0002]
DE 102004051746 A1 [0003]

Claims

Storage tank ( 10 ) for storing a reducing agent ( 14 ) for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of an internal combustion engine, with a storage tank ( 10 ) fill level or combined level and temperature sensor (in substantially vertical direction) ( 30 ) having a radially extending, rigid cable outlet ( 32 ), characterized in that the rigid cable outlet ( 32 ) by a reversibly deformable, elastic element ( 54 ) is protected.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 54 ) is tubular or jacket-shaped and on the extending in the radial direction, rigid cable outlet ( 32 ) is raised.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 54 ) has a minimum wall thickness of at least 10 mm.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 54 ) is made of closed-cell foam.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the radially extending, rigid cable outlet ( 32 ) an undercut or a ring tensioning element ( 64 ) for fixing the elastic element ( 54 ) in the axial direction.

Storage tank ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the elastic element ( 54 ) on a liquid volume ( 24 ) facing side ( 60 ) a larger, second wall thickness ( 58 ) than on the liquid volume ( 24 ) facing away ( 62 ).

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that a length ( 72 ) of the elastic element ( 54 ) at least one length ( 70 ) of the radially extending, rigid cable outlet ( 32 ) corresponds.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the level sensor or the combined level / temperature sensor ( 30 ) inside the storage tank ( 10 ) next to a slosh pot ( 34 ) is installed and substantially in the vertical direction through the storage tank ( 12 ).

Storage tank ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the level or the combined level / temperature sensor ( 30 ) with an insert ring ( 74 ) below the cable outlet ( 32 ) is fixed in the storage tank.

Storage tank ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the radially extending, rigid cable outlet ( 32 ) is oriented in such a way that it is within the through the pot wall ( 36 ) of the Schwapptopfes ( 34 ) limited area is located.