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Die Erfindung betrifft eine SCR-Dosiereinheit zur Förderung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasreinigungsadditivs. Eine solche SCR-Dosiereinheit kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, um ein Abgasreinigungsadditiv zur Abgasbehandlungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs zu fördern. Dies kann beispielsweise eine Abgasbehandlungsvorrichtung sein, die zur Reinigung der Abgase einer Dieselverbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird und in der das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Verfahren; SCR = selective catalytic reduction) angewendet wird.
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Die Abgase von Dieselverbrennungskraftmaschinen haben häufig einen hohen Anteil an Stickoxidverbindungen, welche mit dem SCR-Verfahren unter Zuhilfenahme eines Abgasreinigungsadditivs reduziert werden können. Als Abgasreinigungsadditiv kommt hierbei regelmäßig Harnstoff-Wasser-Lösung zum Einsatz. Harnstoff-Wasser-Lösung mit einem Harnstoffgehalt von 32, 5 % ist zur Abgasreinigung unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich. Harnstoff-Wasser-Lösung wird abgasextern oder abgasintern zu Ammoniak umgesetzt. Die Stickstoffoxidverbindungen im Abgas in der Abgasbehandlungsvorrichtung reagieren beim SCR-Verfahren dann zu unschädlichen Substanzen und zwar insbesondere Wasser, Stickstoff und CO2.
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Zur Förderung und Bereitstellung von Abgasreinigungsadditiv ist in einem Kraftfahrzeug regelmäßig ein Tank erforderlich, in dem Abgasreinigungsadditiv gelagert wird. Darüber hinaus ist eine SCR-Dosiereinheit erforderlich, die das Abgasreinigungsadditiv aus dem Tank entnimmt und zu der Abgasbehandlungsvorrichtung fördert. Bei der Lagerung von Abgasreinigungsadditiv in dem Tank und bei der Förderung und Bereitstellung des Abgasreinigungsadditivs ist es regelmäßig problematisch, dass die üblicherweise eingesetzten Abgasreinigungsadditive (beispielsweise die weiter oben angesprochene Harnstoff-Wasser-Lösung) bei niedrigen Temperaturen einfrieren können. Beim Einfrieren tritt einerseits eine Volumenausdehnung auf, die dazu führt, dass der Tank, die SCR-Dosiereinheit und weitere Komponenten beschädigt werden können. Darüber hinaus ist eine Förderung nicht möglich, wenn das Abgasreinigungsadditiv eingefroren ist. Aus diesem Grund ist es bekannt, in SCR-Dosiereinheiten und in Tanks zur Lagerung von Abgasreinigungsadditiven Heizungen vorzusehen. Mit solchen Heizungen kann einerseits ein Einfrieren des Abgasreinigungsadditivs verhindert werden. Anderseits ist es möglich, eingefrorenes Abgasreinigungsadditiv aufzuschmelzen, so dass es flüssig wird und dann wieder bereitgestellt werden kann.
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Eine bei SCR-Dosiereinheiten besonders häufig eingesetzte Art der Heizungen sind sogenannte PTC-Heizelemente PTC-Heizelement (PTC = positive temperature coefficient) haben die Eigenschaft, um eine bestimmte Temperatur herum selbstregelnd zu sein. Das heißt, dass sich beim Betrieb derartiger PTC-Heizelemente automatisch eine bestimmte Heiztemperatur einstellt. PTC-Heizelemente bestehen aus besonderen Materialien, die einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand haben, welcher die beschriebene Abhängigkeit der Heizleistung von der Temperatur erzeugt.
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PTC-Heizelemente sind allerdings relativ teuer. Darüber hinaus ist es schwierig, mit PTC-Heizelementen große Flächen zu beheizen. Daher ist es bekannt, Wärmeverteilstrukturen zu verwenden, um die von PTC-Heizelementen erzeugte Wärme wirkungsvoll von den PTC-Heizelementen abzuführen und über größere Flächen zu verteilen. Nur so kann eine effektive Aufschmelzung größerer Mengen von eingefrorenem flüssigem Abgasreinigungsadditiv in einem Tank gewährleistet werden. Wärmeverteilstrukturen sind üblicherweise aus Metallen mit guter thermischer Leitfähigkeit gebildet, beispielsweise aus Aluminium. Wärmeverteilstrukturen und PTC-Heizelemente sind regelmäßig im Abgasreinigungsadditiv nicht dauerhaft beständig. Es tritt sehr schnell Korrosion auf, wenn PTC-Heizelemente und Wärmeverteilstrukturen flüssigem Abgasreinigungsadditiv ausgesetzt sind. Um dies zu vermeiden, muss daher ein ausreichender Schutz vorgesehen sein.
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Ein weiteres Problem bei SCR-Dosiereinheiten ist, dass die Herstellungskosten ein sehr kritischer Faktor sind. Ein Tank für ein Abgasreinigungsadditiv und SCR-Dosiereinheit müssen in einem Kraftfahrzeug zusätzlich zum Tank und zur Fördereinheit für Kraftstoff vorgesehen sein. Daher sind hochintegrierte, kompakte und sehr leistungsfähige SCR-Dosiereinheiten zu geringen Kosten regelmäßig erwünscht.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, die geschilderten technischen Probleme zu lösen oder zumindest zu lindern. Es soll insbesondere eine besonders kostengünstige und leicht herstellbare langzeitstabile und kompakte SCR-Dosiereinheit zur Förderung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasreinigungsadditivs mit einer besonders wirksamen Heizung vorgestellt werden.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung betrifft eine SCR-Dosiereinheit zur Förderung und Bereitstellung eines flüssigen Abgasreinigungsadditivs aufweisend einen mehrteiligen Aluminiumrahmen, wobei mindestens ein PTC-Heizelement einen elektrischen leitfähigen Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil des Aluminiumrahmens bildet, wobei keine weiteren elektrisch leitfähigen Kontakte zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens existieren und der mehrteilige Aluminiumrahmen in ein Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit eingespritzt ist.
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Die SCR-Dosiereinheit oder auch SCR-Fördereinheit kann beispielsweise auch als Pumpenmodul bezeichnet werden. Das beschriebene Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit ist ein Gehäuse, in dem die verschiedenen aktiven Komponenten, die zur Förderung und Bereitstellung von flüssigem Additiv aus einem Tank erforderlich sind, angeordnet sind. Die wichtigste dieser Komponenten ist eine Pumpe, mit der die eigentliche Förderung erfolgt. Zusätzlich können in der SCR-Dosiereinheit Sensoren, Ventile, Schalter, Platinen etc. als Komponenten angeordnet sein. Das Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit ist üblicherweise in einem Tank angeordnet, in welchem das Abgasreinigungsadditiv gelagert wird. Dann können zusätzliche Ansaugleitungen von der SCR-Dosiereinheit zu dem Tank sehr kurz sein oder sogar entfallen. Die PTC-Heizelemente dienen dazu, flüssiges Additiv in der SCR-Dosiereinheit selbst oder in unmittelbar an die SCR-Dosiereinheit angrenzenden Bereichen innerhalb eines Tanks effektiv aufzuheizen. Um die Wärme von den PTC-Heizelementen gut in das Abgasreinigungsadditiv zu übertragen, ist der genannte Aluminiumrahmen vorgesehen. Dieser Aluminiumrahmen ist direkt in das Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit eingespritzt. Mit dem Begriff „eingespritzt“ ist hier gemeint, dass das Kunststoffgehäuse aus Spritzguss gefertigt ist und den Aluminiumrahmen zumindest abschnittsweise umgibt. Ein verwendetes Spritzgussmaterial für das Kunststoffgehäuse kann beispielsweise POM (Polyoxyethylen) oder HDPE (High density polyethylen) sein. Das Spritzgussgehäuse ist vorzugsweise mit einem üblichen Spritzgussverfahren hergestellt, bei welchem das Spritzgussmaterial unter hohem Druck in eine Spritzgussform eingespritzt wird. Der Aluminiumrahmen ist in diese Spritzgussform vorzugsweise eingelegt worden, bevor das Spritzgussmaterial in die Spritzgussform gegeben wird. So wird gewährleistet, dass das Kunststoffmaterial des Kunststoffgehäuses den Aluminiumrahmen vollständig umgibt. Insbesondere wird ein fester Verbund aus dem Aluminiumrahmen und dem Kunststoffgehäuse gebildet. Das Kunststoffgehäuse umgibt den Aluminiumrahmen vorzugsweise beidseitig. Insbesondere umgibt das Material des Kunststoffgehäuses den Aluminiumrahmen auf einer Außenseite des Kunststoffgehäuses. Weiter oben wurde bereits beschrieben, dass die SCR-Dosiereinheit in einem Tank angeordnet sein kann, in welchem das flüssige Abgasreinigungsadditiv gelagert ist. Dadurch, dass das Material des Kunststoffgehäuses den Aluminiumrahmen auf einer Außenseite vollständig umgibt, wird verhindert, dass flüssiges Abgasreinigungsadditiv in dem Tank mit dem Aluminiumrahmen in Kontakt gelangt. Auf einer Innenseite des Kunststoffgehäuses kann der Aluminiumrahmen auch teilweise frei liegen. Hiermit ist gemeint, dass das Aluminiummaterial auf einer Innenseite des Kunststoffgehäuses bereichsweise nicht mit Kunststoffmaterial abgedeckt ist. PTC-Heizelemente können auf der Innenseite des Kunststoffgehäuses mit dem Aluminiumrahmen in Kontakt sein, damit die Wärme der PTC-Heizelemente an den Aluminiumrahmen übertragen werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante existieren mehrere PTC-Heizelemente, die jeweils elektrisch leitfähige Kontakte zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens bilden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante mit zwei, drei oder vier einzelnen PTC-Heizelementen, die entlang einer Umfangsrichtung des Kunststoffgehäuses möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
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Eine Besonderheit des Aluminiumrahmens ist, dass dieser aus voneinander getrennten Teilen besteht, nämlich aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil. Der erste Teil des Aluminiumrahmens und der zweite Teil des Aluminiumrahmens sind elektrisch voneinander isoliert. Es bestehen lediglich elektrisch leitfähige Kontakte zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil durch die PTC-Heizelemente. Die PTC-Heizelemente bilden elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil. Hierdurch wird es möglich, die PTC-Heizelemente über den ersten Teil des Aluminiumrahmens und den zweiten Teils des Aluminiumrahmens mit elektrischem Strom zu versorgen. Der erste Teil des Aluminiumrahmens und der zweite Teil des Aluminiumrahmens bilden somit elektrische Zu- und Ableitungen zu den PTC-Heizelementen. Dies ermöglicht es, eine gleichmäßige Beaufschlagung der PTC-Heizelemente mit elektrischem Strom zu gewährleisten. Der elektrische Strom fließt über die gesamte Kontaktfläche der PTC-Heizelemente mit dem ersten Teil des Aluminiumrahmens in die PTC-Heizelemente hinein und über die gesamte Kontaktefläche der PTC-Heizelemente mit dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens aus den PTC-Heizelementen hinaus und umgekehrt. Weiter oben wurde beschrieben, dass das PTC-Material der PTC-Heizelemente relativ teuer ist. Diese Form der elektrischen Kontaktierung ermöglicht es, das PTC-Material vollständig zu nutzen. Vormals war häufig nur eine einseitige elektrische Kontaktierung von PTC-Heizelementen üblich, wobei die elektrischen Kontakte nebeneinander an einer Oberfläche der PTC-Heizelemente angeordnet waren. Durch eine solche elektrische Kontaktierung ist nur ein Teil des Materials des PTC-Heizelements von elektrischem Strom durchflossen. Die hier beschriebene elektrische Kontaktierung ermöglicht eine vollständige Durchströmung des PTC-Heizelementes mit elektrischem Strom. Dies bietet einen besonderen Synergieeffekt mit dem in das Kunststoffgehäuse eingespritzten Aluminiumrahmen, weil die Position des ersten Teils des Aluminiumrahmens und des zweiten Teils des Aluminiumrahmens durch das Einspritzen in das Kunststoffgehäuse besonders genau vorgegeben werden kann. Es können damit flächige Kontakte für die PTC-Heizelemente an dem ersten Teil des Aluminiumrahmens und an dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens besonders präzise vorgegeben werden, so dass eine dauerhafte und sichere elektrische Anbindung von PTC-Heizelementen ermöglicht wird.
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Der mehrteilige Aluminiumrahmen ist insbesondere ein zweiteiliger Aluminiumrahmen mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil. Das Konzept des zweiteiligen Aluminiumrahmens kann beliebig auf Aluminiumrahmen mit drei oder mehr Teilen übertragen werden. Wichtig ist, dass mindestens zwei Teile existieren, damit die elektrische Kontaktierung von PTC-Heizelementen über den Aluminiumrahmen erfolgen kann. Jedes der beiden Teile kann selbstverständlich in zwei oder mehr weitere Teile unterteilt sein, die ggf. auch elektrisch voneinander isoliert sein können.
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Weiterhin vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit, wenn das Kunststoffgehäuse eine Kunststoffwand bildet, die eine Fläche hat und der Aluminiumrahmen zumindest teilweise innerhalb der Kunststoffwand angeordnet ist und der Aluminiumrahmen die Fläche der Kunststoffwand zu mindestens 60 % abdeckt.
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Mit der Fläche der Kunststoffwand des Kunststoffgehäuses ist hier eine gedachte Fläche gemeint, die die Kunststoffwand bildet. Das Kunststoffgehäuse ist beispielsweise zylindrisch geformt. Dann ist die Fläche der Kunststoffwand des Kunststoffgehäuses eine zylinderförmige Umfangsfläche sowie eine obere Deckelfläche und/oder eine untere Deckelfläche, die in der Kunststoffwand liegt bzw. an der Kunststoffwand ausgerichtet ist. Damit, dass der Aluminiumrahmen die Fläche der Kunststoffwand abdeckt, ist gemeint, dass entlang der genannten Fläche ein Flächenanteil von mindestens 60 % von dem Aluminiumrahmen abgedeckt wird.
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Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Wärme der PTC-Heizelemente großflächig entlang der Kunststoffwand des Kunststoffgehäuses zu verteilen. Insbesondere wenn die SCR-Dosiereinheit mit dem Kunststoffgehäuse in einem Tank für flüssiges Abgasreinigungsadditiv angeordnet ist, ermöglicht dies eine großflächige Abgabe der Wärme von dem Aluminiumrahmen an das Abgasreinigungsadditiv in dem Tank.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Material der Kunststoffwand den Aluminiumrahmen zumindest abschnittsweise beidseitig umgibt. Vorzugsweise existiert ein relativ großer Anteil von beispielsweise mehr als 50 % der genannten Fläche, zu welcher das Kunststoffmaterial den Aluminiumrahmen beidseitig umgibt. Mit beidseitig ist hier gemeint, dass Kunststoffmaterial sowohl auf der zum Tankinnenraum hin gerichteten Außenseite der Kunststoffwand als auch auf der zum Innenraum des Kunststoffgehäuses hin ausgerichteten Innenseite der Kunststoffwand angeordnet ist. Das Material der Kunststoffwand hat eine isolierende Wirkung. Dadurch, dass das Kunststoffmaterial beidseitig angeordnet ist, kann gewährleistet werden, dass die von den PTC-Heizelementen in den Aluminiumrahmen eingebrachte Wärme auch gleichmäßig zu beiden Seiten der Kunststoffwand verteilt abgeben wird und keine überproportionale Wärmeabgabe hin zu der Innenseite erfolgt.
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Weiterhin vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit , wenn das Kunststoffgehäuse eine Oberseite und eine umlaufende Seitenwand hat und der erste Teil des Aluminiumrahmens zumindest teilweise in der Oberseite angeordnet ist, während der zweite Teil des Aluminiumrahmens zumindest teilweise in der umlaufenden Seitenwand angeordnet ist. Der erste Teil des Aluminiumrahmens ist damit größtenteils nach Art einer flachen Fläche ausgebildet. Der zweite Teil des Aluminiumrahmens ist größtenteils nach Art einer zylindrischen Umfangsfläche ausgebildet. Eine derartige Aufteilung in ersten Teil und zweiten Teil des Aluminiumrahmens ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des Aluminiumrahmens, weil der Aluminiumrahmen durch relativ einfache Tiefziehschritte und Biegeschritte hergestellt werden kann. Insbesondere ist keine komplexe Formung des Aluminiumrahmens notwendig, bei der beispielsweise verschiedene Teil des Aluminiumrahmens miteinander verschweißt werden müssen.
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Weiterhin vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit, wenn der erste Teil des Aluminiumrahmens mindestens einen Fortsatz bildet und das mindestens eine PTC-Heizelement in taschenartigen Öffnungen angeordnet ist, die jeweils zwischen einem Fortsatz des ersten Teils des Aluminiumrahmens und dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens angeordnet sind und mindestens einen elektrisch leitfähigen Kontakt bilden.
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Mit einem Fortsatz ist hier eine sich von der flachen Fläche des ersten Teils des Aluminiumrahmens (insbesondere senkrecht) weg erstreckende Teilfläche gemeint. Dieser Fortsatz bildet insbesondere eine zum zweiten Teil des Aluminiumrahmens zumindest abschnittsweise parallel liegende Fläche aus. Eine Anordnung von PTC-Heizelementen zwischen dieser Fläche des Fortsatzes und einer Fläche des zweiten Teils des Aluminiumrahmens ist sehr einfach möglich. Ein Spalt zwischen dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens und dem Fortsatz wird als taschenförmige Öffnung bezeichnet, in welche ein PTC-Heizelement einfach und mit geringem Fertigungsaufwand eingesetzt werden kann. Vorzugsweise sind durch mehrere Fortsätze mehrere taschenförmige Öffnungen für PTC-Heizelemente gebildet. Besonders bevorzugt existieren zwei, drei oder vier Fortsätze und taschenförmige Öffnungen mit darin angeordneten PTC-Heizelementen. Vorzugsweise existieren an dem Aluminiumrahmen bzw. an der SCR-Dosiereinheit mehrere derartige taschenförmige Öffnungen, die umlaufend entlang der umlaufenden Seitenwand verteilt sind. Dies ermöglicht eine besonders gleichmäßige Verteilung von Wärme an der Außenseite des Kunststoffgehäuses der SCR-Dosiereinheit.
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Weiterhin vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit, wenn das Kunststoffgehäuse einen umlaufenden Flansch aufweist, in welchem sich der zweite Teil des Aluminiumrahmens mit einem flanschförmigen Abschnitt erstreckt. Ein solcher umlaufender Flansch kann beispielsweise dazu genutzt werden, um das Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit in einen Tankboden einzufügen. Den Aluminiumrahmen und insbesondere den zweiten Teil des Aluminiumrahmens in diesem Flansch fortzuführen, hat den Vorteil, dass Wärme auch über diesen Flansch an das Abgasreinigungsadditiv in dem Tank abgegeben werden kann.
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Weiterhin vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit, wenn zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens zumindest abschnittsweise elektrisch isolierende Distanzelemente angeordnet sind.
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Elektrisch isolierende Distanzelemente können einerseits von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffgehäuses selbst gebildet sein. Elektrisch isolierende Distanzelemente können aber auch zusätzlich vorhanden sein, beispielsweise können derartige elektrisch isolierende Distanzelemente in der Spritzgussform eingelegt sein, mit welcher das Kunststoffgehäuse hergestellt wird, schon bevor Spritzgußmaterial in die Spritzgussform eingebracht wird. Solche Distanzelemente ermöglichen dann eine genaue Positionierung des ersten Teils und des zweiten Teils in dem Kunststoffgehäuse. Solche Distanzelemente können auch zum Schutz der PTC-Heizelemente dienen und beispielsweise rahmenförmig rund um die PTC-Heizelemente angeordnet sein.
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Auch vorteilhaft ist die SCR-Dosiereinheit mit einer elektrischen Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des mindestens einen PTC-Heizelementes, die dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Aluminiumrahmens zu erzeugen.
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Hier auch beschrieben werden soll ein Kunststofftank für ein flüssiges Abgasreinigungsadditiv aufweisend eine Tankunterseite, in welcher eine beschriebene SCR-Dosiereinheit derart angeordnet ist, dass das Kunststoffgehäuse der SCR-Dosiereinheit abschnittsweise einen Tankboden bildet, wobei das Kunststoffgehäuse sich ausgehend von der Tankunterseite in einen Innenraum des Kunststofftanks erstreckt.
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Die SCR-Dosiereinheit mit dem Kunststoffgehäuse in dem Tankboden anzuordnen bzw. so an dem Tank anzuordnen, dass dieser einen Teil des Tankbodens bildet, ermöglicht ist, unabhängig von dem Füllstand des Abgasreinigungsadditivs in dem Tank und insbesondere auch bei niedrigen Füllständen des Abgasreinigungsadditivs in dem Tank, die Entnahme von Abgasreinigungsadditiv aus dem Tank effektiv gewährleisten zu können. Darüber hinaus ist an der Unterseite des Tanks eine Erreichbarkeit der SCR-Dosiereinheit gewährleistet, so dass beispielsweise auch die Wartung von aktiven Komponenten in der SCR-Dosiereinheit möglich ist. Mit einem Innenraum des Tanks ist hier ein anderer Innenraum gemeint als der Innenraum des Kunststoffgehäuses. Der Innenraum des Tanks umgibt in einer bevorzugten Ausführungsvariante die Außenseite des Kunststoffgehäuses.
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Hier auch beschrieben werden soll ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine, eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine mit einem SCR-Katalysator zur Durchführung des Verfahrens der selektiven katalytischen Reduktion und einer beschriebenen SCR-Dosiereinheit zur Zugabe eines flüssigen Abgasreinigungsadditivs zu der Abgasbehandlungsvorrichtung. Diese SCR-Dosiereinheit kann das Abgasreinigungsadditiv aus einem Kunststofftank entnehmen, in welchen die SCR-Dosiereinheit eingesetzt ist.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und vor allem die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: einen schematischen Kunststofftank mit einer beschriebenen SCR-Dosiereinheit,
- 2: einen Schnitt durch eine beschriebene SCR-Dosiereinheit,
- 3: eine dreidimensionale schematische Darstellung des Aluminiumrahmens,
- 4: einen schematischen Abschnitt des Aluminiumrahmens mit PTC-Heizelement,
- 5: einen zweiten schematischen Abschnitt des Aluminiumrahmens mit PTC-Heizelement, und
- 6: ein Kraftfahrzeug.
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1 zeigt einen Kunststoff tank 19 mit einer Tankunterseite 20, die von einem hier schematisch dargestellten Tankboden 21 gebildet ist und in welchen eine SCR-Dosiereinheit 1 eingesetzt ist, die den hier beschriebenen Aufbau aufweist. Diese SCR-Dosiereinheit 1 hat ein Kunststoffgehäuse 8, in welches ein Aluminiumrahmen 3 eingesetzt ist. Dieser Aluminiumrahmen 3 hat einen ersten Teil 6 und einen zweiten Teil 7. Der erste Teil 6 des Aluminiumrahmens ist in einer Oberseite 11 des Kunststoffgehäuses 8 angeordnet. Der zweite Teil des Aluminiumrahmens ist überwiegend in einer umlaufenden Seitenwand 12 des Kunststoffgehäuses 8 angeordnet. Das Kunststoffgehäuse 8 hat eine Kunststoffwand 9, die eine Fläche 10 hat. Zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens 3 sind PTC-Heizelemente 4 angeordnet, die elektrische leitfähige Kontakte 5 zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens 3 bilden. Der Raum zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7, in welchem die PTC-Heizelemente 4 angeordnet sind, kann auch als taschenförmige Öffnung 14 angesehen werden. Der erste Teil 6 des Aluminiumrahmens bildet zur Ausbildung der taschenförmigen Öffnungen 14 Fortsätze 13, die sich parallel zum zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens erstrecken.
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Das Kunststoffgehäuse 8 der SCR-Dosiereinheit 1 hat einen umlaufenden Flansch 15, mit welchem es in den Tankboden 21 eingesetzt ist. Der umlaufende Flansch 15 bildet gewissermaßen einen Anschlussbereich des Kunststoffgehäuses 8 zu einem Tankboden 21 aus. In dem umlaufenden Flansch 15 befindet sich ein flanschförmiger Abschnitt 16 des zweiten Teils 7 des Aluminiumrahmens 3. Dieser flanschförmige Abschnitt 16 ermöglicht eine Wärmeverteilung über den Flansch 15. Das Kunststoffgehäuse 8 bildet als Ganzes eine Einstülpung in einen Innenraum 22 des Kunststofftanks 19 hinein, die von dem Tankboden 21 ausgeht. An dem Kunststoffgehäuse 8 der SCR-Dosiereinheit ist umlaufend außen auch ein Filter 34 vorgesehen. Der Filter 34 umgibt das Kunststoffgehäuse 8 umfänglich. Flüssiges Abgasreinigungsadditiv in dem Kunststofftank 19 kann durch den Filter 34 zu einer Ansaugstelle 31 gesaugt werden, an welcher das flüssige Abgasreinigungsadditiv aus dem Tank entnommen wird. In dem Kunststoffgehäuse 8 ist eine Pumpe 30 angeordnet, die über eine Saugleitung 32 das flüssige Abgasreinigungsadditiv von der Ansaugstelle 31 ansaugt und zu einem Bereitstellungsanschluss 33 fördert, an welchem das Abgasreinigungsadditiv bereitgestellt wird. Das Kunststoffgehäuse 8 ist auf einer der Oberseite 11 gegenüber angeordneten nach außen zeigenden Gehäuseinnenseite 36, von einem Deckel 35 verschlossen, so dass ein geschlossener Raum 37 für die Komponenten der SCR-Dosiereinheit 1 (insbesondere für eine Pumpe 30) gebildet ist.
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In 2 ist ein Schnitt durch die SCR-Dosiereinheit 1 und das Kunststoffgehäuse 8 gezeigt. Zu erkennen ist, wie die Kunststoffwand 9 des Kunststoffgehäuses 8 eine Umfangsfläche bildet. Der zweite Teil 7 des Aluminiumrahmens 3 ist in dieser umlaufenden Seitenwand 12 des Kunststoffgehäuses angeordnet. Von unten zu sehen ist auch ein hier nicht von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffgehäuses 8 abgedeckter Abschnitt des ersten Teils des Aluminiumrahmens 3 mit Fortsätzen 13, die sich parallel zum zweiten Teil des Aluminiumrahmens erstrecken und taschenartige Öffnungen 14 bilden, in welchen PTC-Heizelemente angeordnet sind und elektrische Kontakte 5 zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens bilden. Ebenfalls zu erkennen sind die ebenfalls in 1 dargestellte Ansaugstelle 31, die Saugleitung 32 und die Pumpe 30. Zu erkennen ist, dass hier entlang der umlaufenden Seitenwand 12 insgesamt drei PTC-Heizelemente 4 in taschenförmigen Öffnungen 14 angeordnet sind. Ebenfalls dargestellt sind Distanzelemente 17, die einen Abstand zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens gewährleisten.
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Zur besseren räumlichen Orientierung des Aluminiumrahmens ist der Aluminiumrahmen 3 ohne weitere Strukturelemente der SCR-Dosiereinheit in 3 noch einmal in einer dreidimensionalen Darstellung schematisch gezeigt. Zu erkennen sind der erste Teil 6 und der zweite Teil 7, wobei der erste Teil 6 Fortsätze 13 und der zweite Teil 7 den flanschförmigen Abschnitt 16 bildet. Das Material des hier nicht dargestellten Kunststoffgehäuses umgibt beide Teile des Aluminiumrahmens.
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In den 4 und 5 ist jeweils ein Abschnitt des Aluminiumrahmens 3 mit dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 und einem dazwischen angeordneten PTC-Heizelement 4 dargestellt, welches den elektrischen Kontakt 5 zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 bildet. Der erste Teil 6 und der zweite Teil 7 sind jeweils über elektrische Kontaktierungen 29 mit einer Spannungsquelle 18 verbunden, um elektrischen Strom auf das PTC-Heizelement 4 zu geben. 4 zeigt zusätzlich Distanzelemente 17, die einen Abstand zwischen dem ersten Teil 6 und dem zweiten Teil 7 des Aluminiumrahmens 3 aufrechterhalten.
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6 zeigt ein Kraftfahrzeug 23 aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine 24, und eine Abgasbehandlungsvorrichtung 25 mit einem SCR-Katalysator 26 zur Reinigung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine 24. Der Abgasbehandlungsvorrichtung 25 ist flüssiges Abgasreinigungsadditiv 2 aus einem Kunststofftank 19 mit einer SCR-Dosiereinheit 1 zuführbar. Dafür ist die SCR-Dosiereinheit 1 über eine Leitung 27 mit einem Injektor 28 an der Abgasbehandlungsvorrichtung 25 verbunden.