DE10218355A1 - Exhaust gas aftertreatment system and method for filling a reductant storage space - Google Patents
Exhaust gas aftertreatment system and method for filling a reductant storage spaceInfo
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Abstract
Es wird eine Abgasnachbehandlungsanlage (1) für die Reinigung von Abgasen, insbesondere zur Reinigung von Abgasen von Fahrzeugen, mit mindestens einem Reduktionsmittelspeicherbehälter (7; 7') für die Speicherung eines Reduktionsmittels vorgeschlagen. Die Abgasnachbehandlungsanlage (1) zeichnet sich dadurch aus, dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (7; 7') als modulare, auswechselbare Baueinheit ausgebildet ist. DOLLAR A Ferner wird ein Verfahren zum Befüllen eines wenigstens einen Reduktionsmittelspeicherbehälter (7; 7') aufweisenden Reduktionsmittelbevorratungsraums (9) einer Abgasnachbehandlungsanlage (1) vorgeschlagen.An exhaust aftertreatment system (1) for purifying exhaust gases, in particular for purifying exhaust gases from vehicles, with at least one reducing agent storage tank (7, 7 ') for storing a reducing agent is proposed. The exhaust aftertreatment system (1) is characterized in that the reducing agent storage container (7, 7 ') is designed as a modular, interchangeable structural unit. DOLLAR A Further, a method for filling a at least one reducing agent storage container (7, 7 ') having reducing agent storage space (9) an exhaust aftertreatment system (1) is proposed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage für die Reinigung von Abgasen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Reduktionsmittelspeichersystem für eine Abgasnachbehandlungsanlage gemäß Anspruch 16 sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Reduktionsmittelbevorratungsraums gemäß Oberbegriff des Anspruchs 17. The invention relates to an exhaust aftertreatment system for the Purification of exhaust gases according to the preamble of claim 1, a Reducing agent storage system for a Exhaust gas treatment system according to claim 16 and a A method of filling a reductant storage space according to the preamble of claim 17.
Abgasnachbehandlungsanlagen der hier angesprochenen Art sind bekannt (DE 197 29 003 C2). Sie werden insbesondere in Fahrzeugen eingesetzt und umfassen einen Katalysator, beispielsweise SCR-DeNOx-Katalysator, zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine. Zum Betrieb des Katalysators wird ein flüssiges Reduktionsmittel, beispielsweise eine Harnstoff- Wasser-Lösung, benötigt, die in einem mitgeführten, im Fahrzeug fest eingebauten Reduktionsmittelspeicherbehälter gespeichert ist. Da sich das Reduktionsmittel im Betrieb der Abgasnachbehandlungsanlage verbraucht, muss der Reduktionsmittelspeicherbehälter mit dem Reduktionsmittel wiederbefüllbar sein. Zu diesem Zweck weist er einen Zugangsstutzen auf, in den zum Befüllen des Reduktionsmittelspeicherbehälters - ähnlich wie bei einem Kraftstofftank - ein Zapfhahn eingesteckt wird. Nachteilig bei dem bekannten Reduktionsmittelspeichersystem ist, dass aufgrund einer fehlender Infrastruktur der Betankungseinrichtungen das Nach- beziehungsweise Auffüllen des Reduktionsmittels problematisch ist und gegebenenfalls einen Werkstattbesuch erforderlich macht. Exhaust after-treatment systems of the type mentioned here are known (DE 197 29 003 C2). They will be especially in Used vehicles and include a catalyst, For example, SCR DeNOx catalyst, to purify the exhaust gas an internal combustion engine. To operate the catalyst is a liquid reducing agent, for example a urea Water solution, needed in a vehicle, in the vehicle permanently installed reducing agent storage tank stored is. Since the reducing agent in the operation of the Exhaust aftertreatment system consumed, the Reducing agent storage container with the reducing agent be refillable. For this purpose he has one Access port on, in the for filling the Reducing agent storage tank - similar to a Fuel tank - a tap is plugged. A disadvantage of the known reducing agent storage system is that due a lack of infrastructure of refueling facilities Refilling or filling of the reducing agent is problematic and possibly a workshop visit required.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abgasnachbehandlungsanlage der eingangs genannten Art und ein Reduktionsmittelspeichersystem zu schaffen, bei denen ein einfaches und vorzugsweise auch schnelles Nach- beziehungsweise Auffüllen des Reduktionsmittels gewährleistet werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der hier angesprochenen Art zu schaffen, das ein ortsungebundenes Auffüllen eines Reduktionsmittelbevorratungsraums ermöglicht. It is an object of the invention to provide an exhaust aftertreatment system of the aforementioned type and a Reductant storage system to provide, in which a simple and preferably also fast Nach- or Filling the reducing agent can be guaranteed. On Another object of the invention is to provide a method of here to create the kind of way that is non-mobile Filling a Reduktionsmittelbevorungsungs space allows.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Abgasnachbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter als modulare, auswechselbare Baueinheit ausgebildet ist. Der Reduktionsmittelspeicherbehälter kann also von der Abgasnachbehandlungsanlage abgetrennt und als Ganzes entnommen und durch einen neuen beziehungsweise neu aufgefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter ausgetauscht werden. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann das Betanken mit dem Reduktionsmittel praktisch an jedem Ort durchgeführt werden. Eine flächendeckes Netz von aufwendigen Betankungseinrichtungen ist also nicht erforderlich. To solve the problem, an exhaust aftertreatment system with the features of claim 1, which are characterized characterized in that the reducing agent storage tank as modular, replaceable unit is formed. Of the Reducing agent storage tank can therefore from the Exhaust gas aftertreatment system separated and removed as a whole and by a new or refilled Reductant storage tank to be replaced. by virtue of this configuration can refueling with the reducing agent be done practically anywhere. A blanket Network of elaborate refueling facilities is not required.
Der Reduktionsmittelspeicherbehälter kann als Einwegbehälter ausgebildet sein, beispielsweise als Tetra-Pack, der ein nur geringes Leergewicht aufweist und im geleerten Zustand auf ein geringes Volumen komprimierbar ist. Unter dem Begriff "Tetra- Pack" wird ein aus Pappe oder Karton hergestellter Behälter verstanden, der üblicherweise zumindest auf seinen mit dem aufzubewahrenden flüssigen oder festen Produkt in Kontakt kommenden Flächen mit einer dünnen, insbesondere Flüssigkeit undurchlässigen Schicht (Folie) versehen ist. Diese Schicht kann beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff bestehen. Derartige Einwegbehälter werden bisher beispielsweise als Milch- oder sonstige Getränkebehälter eingesetzt. Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist der Reduktionsmittelspeicherbehälter als Mehrwegbehälter ausgebildet, der also wiederbefüllbar ist. The reducing agent storage tank can be used as a disposable container be formed, for example as a tetra-pack, the only one has low curb weight and in the emptied state to a low volume is compressible. Under the term "tetra- Pack "becomes a container made of cardboard or cardboard usually understood at least on his with the in contact with the liquid or solid product to be stored coming surfaces with a thin, especially liquid impermeable layer (foil). This layer may for example consist of aluminum or plastic. Such disposable containers are previously, for example, as Milk or other beverage containers used. After a Another variant is the Reducing agent storage container as a reusable container trained, which is so refillable.
Die Abgasnachbehandlungsanlage weist in bevorzugter Ausführungsform eine Aufnahmevorrichtung für den Reduktionsmittelspeicherbehälter auf, in der er gegenüber den einzelnen Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage, beispielsweise einer Reduktionsmitteldosieranlage, einem Abgaskatalysator und dergleichen ortsfest angeordnet ist. Die Aufnahmevorrichtung erleichtert den Wechsel und das Anschließen des Reduktionsmittelspeicherbehälters an die Abgasnachbehandlungsanlage insofern, dass sie dessen Einbauposition vorgibt. The exhaust aftertreatment system has in preferred Embodiment, a receiving device for the Reductant storage container, in which he opposite the individual components of the exhaust aftertreatment system, for example, a Reduktionsmitteldosieranlage, a Catalytic converter and the like is arranged stationary. The Recording device facilitates changing and connecting the reducing agent storage tank to the Aftertreatment system in that they the Installation position pretends.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmevorrichtung ein als Reduktionsmittelbevorratungsraum dienendes Gehäuse zur Aufnahme des mindestens einen Reduktionsmittelspeicherbehälters auf. An dem Gehäuse ist mindestens ein in das Gehäuseinnere hineinragendes, gegenüber dem Gehäuse lagefest fixiertes Entnahmerohr für das Reduktionsmittel zum Anschluss an ein Dosiersystem vorgesehen. Das Entnahmerohr ragt so weit in das Gehäuseinnere hinein, dass beim Einbringen des Reduktionsmittelspeicherbehälters sein freier Endbereich in den Reduktionsmittelspeicherbehälter eingeführt wird, was über eine eigens dafür vorgesehene Zugangsöffnung im Reduktionsmittelspeicherbehälter oder insbesondere bei Einwegbehältern durch Einstechen in eine Wand des Reduktionsmittelspeicherbehälters erfolgen kann. According to a development of the invention, the Receiving device as a reducing agent storage space serving housing for receiving the at least one Reductant storage tank on. On the housing is at least one projecting into the housing interior, opposite the housing fixed fixed sampling tube for the Reducing agent provided for connection to a metering system. The sampling tube protrudes into the housing interior so far that when introducing the reducing agent storage tank free end region in the reducing agent storage tank is introduced, which has its own purpose Access opening in the reducing agent storage tank or especially in disposable containers by piercing into a wall the reducing agent storage container can take place.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Abgasnachbehandlungsanlage ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten Merkmale. Further advantageous embodiments of the Exhaust after-treatment system arise from combinations of in the subclaims mentioned features.
Der Gegenstand der Erfindung betrifft auch ein Reduktionsmittelspeichersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16. The subject of the invention also relates to Reducing agent storage system with the features of the claim 16th
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Befüllen eines wenigstens einen Reduktionsmittelspeicherbehälter aufweisenden Reduktionsmittelbevorratungsraums einer Abgasnachbehandlungsanlage gemäß Anspruch 17 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass in einem ersten Schritt der Reduktionsmittelspeicherbehälter aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum entfernt und in einem zweiten Schritt ein neuer beziehungsweise neu befüllter Reduktionsmittelspeicherbehälter in den Reduktionsmittelbevorratungsraum eingebracht wird. Es wird also anders als bei bekannten Betankungsverfahren der komplette Reduktionsmittelspeicherbehälter ausgetauscht. Es ist daher keine spezielle Betankungseinrichtung erforderlich, so dass der Vorrat an Reduktionsmittel praktisch an jedem Ort erneuerbar ist. To solve the problem is also a method for filling an at least one reducing agent storage tank having a reductant storage space of a Exhaust gas after-treatment plant according to claim 17, proposed characterized by the fact that in a first step the Reducing agent storage from the Reductant storage space removed and in a second Step a new or newly filled Reducing agent storage tank in the Reductant storage space is introduced. So it will be unlike known refueling the complete Replaced reductant storage tank. It is therefore No special refueling equipment required, so the Stock of reducing agent practically everywhere renewable is.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten Merkmale. Further advantageous embodiments of the method result from combinations of those mentioned in the subclaims Characteristics.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described in more detail below with reference to the drawing explained. Show it:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Reduktionsmittelspeichersystems in einer ersten Funktionsstellung; FIG. 1 is a section of a first embodiment of a reducing agent storage system in a first functional position;
Fig. 2 einen Ausschnitt des Reduktionsmittelspeichersystems gemäß Fig. 1 in einer zweiten Funktionsstellung; FIG. 2 shows a section of the reducing agent storage system according to FIG. 1 in a second functional position; FIG.
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines in eine Wandung eines Reduktionsmittelspeicherbehälters eingestochenen Entnahmerohrs und Fig. 3 is a perspective view of a pierced into a wall of a reducing agent storage tank sampling tube and
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Reduktionsmittelspeichersystems. Fig. 4 is a block diagram of a second embodiment of the reducing agent storage system.
Die im Folgenden beschriebene Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist allgemein zum Nachbehandeln beziehungsweise Reinigen von Abgasen einer Brennkraftmaschine einsetzbar. Als besonders vorteilhaft hat sich deren Verwendung in Fahrzeugen mit kleinerer bis mittlerer Größe herausgestellt. Die Abgasnachbehandlungsanlage 1 weist einen in den Figuren nicht dargestellten Katalysator auf, der nach dem "Selectiv- Catalytic-Reduction(SCR)"-Verfahren mit einem Reduktionsmittel, beispielsweise einem in flüssiger Form vorliegenden Harnstoff oder gasförmigen oder in wässriger Lösung vorliegenden Ammoniak betrieben wird. Das Reduktionsmittel wird genau dosiert in den Abgasstrom eingespritzt, bevor die Abgase durch den Katalysator geleitet werden. Aufbau und Funktion der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist allgemein bekannt, zum Beispiel aus der DE 197 29 003 C2 und der DE 199 35 920 A1, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Im Folgenden wird lediglich auf eine der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage 1 näher eingegangen, nämlich auf ein Reduktionsmittelspeichersystem 3. The exhaust aftertreatment system 1 described below can generally be used for the aftertreatment or cleaning of exhaust gases of an internal combustion engine. Particularly advantageous has been their use in vehicles with smaller to medium size has been found. The exhaust aftertreatment system 1 has a catalyst, not shown in the figures, which is operated according to the "selective catalytic reduction (SCR)" method with a reducing agent, for example a urea present in liquid form or gaseous or ammonia present in aqueous solution. The reducing agent is precisely metered injected into the exhaust stream before the exhaust gases are passed through the catalyst. Structure and function of the exhaust aftertreatment system 1 is well known, for example from DE 197 29 003 C2 and DE 199 35 920 A1, so that a detailed description is omitted. In the following, only one of the components of the exhaust aftertreatment system 1 will be described in more detail, namely a reducing agent storage system 3 .
Fig. 1 und 2 zeigen jeweils in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des Reduktionsmittelspeichersystems 3 im Längsschnitt, das eine Aufnahmevorrichtung 5 für einen Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 aufweist. Die Aufnahmevorrichtung 5 umfasst ein als Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 dienendes beziehungsweise den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 umschließendes Gehäuse 11, in dem der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 im eingebauten Zustand vollständig aufgenommen ist. Das schachtförmige Gehäuse 11 weist eine Öffnung 13 auf, über die der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 einbringbar beziehungsweise entnehmbar ist. Die Öffnung 13 ist mittels einer um eine Achse 15 schwenkbaren Klappe 17 verschließbar. Fig. 1 and 2 each show a schematic representation of a first embodiment of the reducing agent storage system 3 in longitudinal section, having a holding device 5 for a reducing agent storage tank 7. The receiving device 5 comprises a reducing agent storage chamber 9 serving respectively the reducing agent storage chamber 9 enclosing housing 11, in which the reducing agent storage tank is fully received in the installed state. 7 The shaft-shaped housing 11 has an opening 13 , via which the reducing agent storage container 7 in the reducing agent storage space 9 can be introduced or removed. The opening 13 can be closed by means of a flap 17 pivotable about an axis 15 .
Am Boden des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 ist eine Zugangsöffnung 18 vorgesehen, die zumindest vor dem erstmaligen Anschließen des vollen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 an ein Dosiersystem mittels eines nicht dargestellten, beispielsweise von einer Membran gebildeten Dichtelements dichtend verschlossen ist. Über die Zugangsöffnung 18 kann das Reduktionsmittel entnommen werden. Sofern der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 als Mehrwegbehälter ausgebildet ist, ist eine Befüllung über die Zugangsöffnung 18 ebenfalls möglich. At the bottom of the reducing agent storage container 7 , an access opening 18 is provided, which is sealed at least before the first connection of the full reducing agent storage container 7 to a metering system by means of a sealing element, not shown, for example, formed by a membrane sealing. Via the access opening 18 , the reducing agent can be removed. If the reducing agent storage container 7 is designed as a reusable container, a filling via the access opening 18 is also possible.
Die Aufnahmevorrichtung 5 umfasst ferner einen in das Gehäuse 11 einschieb- und herausziehbaren, hier als Transport- und Positionierungsmittel dienenden Schlitten 19, auf dem der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 abgestellt ist. Mit Hilfe des Schlittens 19 ist der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in eine außerhalb des Gehäuses 11 befindliche Austauschposition (nicht dargestellt) und in eine im Gehäuse 11 vorgesehene Reduktionsmittelentnahmeposition (Fig. 2) verlagerbar. In Fig. 1 ist der Schlitten 19 in einer Zwischenposition abgebildet. In der Austauschposition kann der darauf abgestellte Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 dem Schlitten 19 entnommen und durch einen neuen beziehungsweise aufgefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter ersetzt werden. The receiving device 5 furthermore comprises a slide 19 which can be pushed into and pulled out of the housing 11 , serving here as a transport and positioning means, on which the reducing agent storage container 7 is placed. With the aid of the carriage 19 , the reducing agent storage container 7 is displaceable in a replacement position (not shown) located outside the housing 11 and in a reducing agent removal position ( FIG. 2) provided in the housing 11 . In Fig. 1, the carriage 19 is shown in an intermediate position. In the replacement position, the reducing agent storage container 7 parked thereon can be removed from the carriage 19 and replaced by a new or filled-up reducing agent storage container.
Die Abgasnachbehandlungsanlage 1 weist ferner ein Entnahmerohr 21 auf, über das das Reduktionsmittel dem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 entnommen und dem nicht dargestellten Dosiersystem zugeführt wird. Das Entnahmerohr 21 ragt mit seinem freien Ende 23 ein Stück weit in das Innere des Gehäuses 11 hinein und ist gegenüber dem Gehäuse 11 lagefest fixiert. Das freie Ende 23 des Entnahmerohrs 21 ist angespitzt und gegebenenfalls auch angeschärft. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ragt das freie Ende 23 des Entnahmerohrs 21 bei in Reduktionsmittelentnahmeposition angeordnetem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in desselben hinein. The exhaust aftertreatment system 1 further comprises a removal pipe 21 , via which the reducing agent is removed from the reducing agent storage tank 7 and fed to the dosing system, not shown. The removal tube 21 protrudes with its free end 23 a little way into the interior of the housing 11 and is fixed in position relative to the housing 11 . The free end 23 of the sampling tube 21 is sharpened and optionally also sharpened. As can be seen from FIG. 2, the free end 23 of the extraction pipe 21 protrudes into the same when the reducing agent storage tank 7 is arranged in the reducing agent removal position.
Um bei Bedarf einen gegebenenfalls leeren Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 durch einen gefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter auszutauschen, muss zunächst die Klappe 17 in ihre in Fig. 1 dargestellte Freigabestellung verschwenkt werden. Dann wird durch Herausziehen des Schlittens 19 aus dem Gehäuse 11 der darauf abgestellte Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in eine Austauschposition verlagert, in der er dem Schlitten 17 entnommen werden kann. Beim Entfernen des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 wird das Entnahmerohr 21 aus dem Reduktionsmittelspeicherbehälter herausgezogen, wodurch dieser vom Dosiersystem abgekoppelt ist. Nachfolgend wird der gefüllte Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 auf dem Schlitten 17 abgestellt und in das Gehäuse 11/den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 eingeschoben. Beim Einschieben des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 durchsticht das Entnahmerohr 21 das bis dahin die Zugangsöffnung 18 verschließende Dichtelement, wodurch der Anschluss an das Dosiersystem hergestellt ist. Der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 wird soweit in das Gehäuse 11 eingeschoben, bis er die Reduktionsmittelentnahmeposition erreicht hat, in der er vollständig im Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 angeordnet ist (Fig. 2). Durch Schwenken der Klappe 17 in ihre in Fig. 2 dargestellte Endstellung wird die Gehäuseöffnung 13 verschlossen. Damit ist gleichzeitig auch der Behälterwechsel abgeschlossen. Der entnommene Reduktionsmittelspeicherbehälter kann nun entweder zur weiteren Verwendung einer Wiederbefüllung zugeführt oder entsorgt werden. In order to replace an optionally empty reducing agent storage container 7 by a filled reducing agent storage container, if necessary, the flap 17 must first be pivoted into its release position shown in FIG . Then, by pulling the carriage 19 out of the housing 11, the reducing agent storage container 7 parked thereon is displaced into an exchange position, in which it can be removed from the carriage 17 . When the reducing agent storage tank 7 is removed from the reducing agent storage space 9 , the extraction pipe 21 is pulled out of the reducing agent storage tank, whereby it is disconnected from the metering system. Subsequently, the filled reducing agent storage container 7 is placed on the carriage 17 and inserted into the housing 11 / the reducing agent storage space 9 . When inserting the reducing agent storage container 7 , the removal tube 21 pierces the sealing element hitherto closing the access opening 18 , whereby the connection to the dosing system is established. The reducing agent storage tank 7 is pushed into the housing 11 until it reaches the reducing agent removal position in which it is located completely in the reducing agent storage space 9 ( FIG. 2). By pivoting the flap 17 in its end position shown in Fig. 2, the housing opening 13 is closed. Thus, the container change is completed at the same time. The withdrawn Reduktionsmittelspeicherbehälter can now either supplied for further use a refill or disposed of.
Es wird ohne weiteres deutlich, dass ein Behälterwechsel und somit ein Befüllen des Reduktionsmittelbevorratungsraums 9 schnell und in einfacher Weise sowie ohne Werkzeug durchgeführt werden kann. Dadurch, dass beim Befüllen des Reduktionsmittelbevorratungsraums 9 - anders als bei bekannten Befüllverfahren - kein Umleeren des Reduktionsmittels erfolgt, kann ein Verschütten des Reduktionsmittels praktisch ausgeschlossen werden. It is readily apparent that a container change and thus a filling of the reducing agent storage space 9 can be carried out quickly and easily and without tools. Due to the fact that, when filling the reducing agent storage space 9 -unlike in the case of known filling methods-there is no emptying of the reducing agent, spilling of the reducing agent can be virtually ruled out.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der vorzugsweise quaderförmige Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in Form und Größe an den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 angepasst und füllt diesen im Wesentlichen vollständig aus. As can be seen from FIG. 2, the preferably parallelepiped-shaped reducing agent storage container 7 is adapted in shape and size to the reducing agent storage space 9 and fills it substantially completely.
Um den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in einfacher Weise vollständig beziehungsweise im Wesentlichen vollständig entleeren zu können, kann die gesamte Einheit, umfassend das Gehäuse 11 und den darin untergebrachten Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, zum Entnahmerohr 21 hin leicht gegenüber einer gedachten Horizontalen geneigt angeordnet werden, so dass das Reduktionsmittel selbstständig zum Entnahmerohr 21 hinläuft. In order to completely or substantially completely empty the reducing agent storage tank 7 in a simple manner, the entire unit, comprising the housing 11 and the reducing agent storage tank 7 housed therein, can easily be inclined towards the discharge pipe 21 with respect to an imaginary horizontal, so that the reducing agent is self-contained to the sampling tube 21 runs.
Um einen zügigen Einstechvorgangs des Entnahmerohrs 21 in das die Zugangsöffnung 18 dichtend verschließende Dichtelement gewährleisten zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Klappe 17 und der Schlitten 19 vorzugsweise mechanisch, insbesondere über eine Hebelvorrichtung mit entsprechender Kinematik so miteinander gekoppelt sind, dass bei einem Verschwenken der Klappe 17 der Schlitten 19 zwangsverlagert wird. Das Einstechen des Entnahmerohrs 21 erfolgt hier also beim Verschließen der Gehäuseöffnung 13. In order to ensure a rapid piercing operation of the removal tube 21 into the sealing opening closing the access opening 18 , is provided in an advantageous embodiment that the flap 17 and the carriage 19 are preferably mechanically, in particular coupled via a lever device with appropriate kinematics so that when a pivoting of the flap 17 of the carriage 19 is forcibly displaced. The piercing of the sampling tube 21 takes place here so when closing the housing opening 13th
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Entnahmerohr 21 an seinem freien Ende nicht umlaufend angeschärft ist, so dass beim Einstechen des Entnahmerohrs 21 in den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 quasi eine Lasche aus dem Dichtelement herausgeschnitten wird. Diese, mit dem übrigen Teil des Dichtelements verbundene Lasche wird in Richtung zum Behälterboden aufgeklappt. In an advantageous embodiment, it is provided that the removal tube 21 is not circumferentially sharpened at its free end, so that when inserting the removal tube 21 into the reducing agent storage container 7 quasi a tab is cut out of the sealing element. This, connected to the remaining part of the sealing element tab is opened in the direction of the container bottom.
Sofern der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 als Mehrwegbehälter ausgebildet ist, muss das durchstochene Dichtelement ausgetauscht werden. Hierzu ist vorgesehen, dass das Dichtelement an einem mit dem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 lösbar verbundenen, beispielsweise aufgeschraubten Deckel angeordnet ist. Nach dem Wiederbefüllen des Behälters wird ein neuer Deckel angebracht, der eine Zugangsöffnung für das Entnahmerohr 21 aufweist, die mit einem intakten Dichtelement verschlossen ist. If the reducing agent storage container 7 is designed as a reusable container, the pierced sealing element must be replaced. For this purpose, it is provided that the sealing element is arranged on a releasably connected to the reducing agent storage container 7 , for example screwed lid. After refilling the container, a new lid is attached having an access opening for the sampling tube 21 , which is closed with an intact sealing element.
Bei einem weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement Teil einer Ventilanordnung, welche durch das Eindringen des Entnahmerohrs 21 die Zugangsöffnung öffnet und beim Herausziehen wieder dicht verschließt. Das Wiederverschließen erfolgt vorzugsweise selbsttätig dadurch, dass das elastische Dichtelement in seine Schließ- /Dichtstellung zurückfedert. Bei dieser Ausführungsvariante kann auf das Anschärfen des Entnahmerohrs 21 verzichtet werden. In a further, particularly preferred embodiment, the sealing element is part of a valve arrangement, which opens the access opening by the penetration of the extraction tube 21 and closes tightly again when pulled out. The re-closing preferably takes place automatically in that the elastic sealing element springs back into its closing / sealing position. In this embodiment can be dispensed with the sharpening of the sampling tube 21 .
Das Entnahmerohr 21 kann gegebenenfalls mit einer federnden Dichtmanschette (nicht dargestellt) versehen sein, um nach dem Durchstechen des Dichtelements den Einstichbereich gegenüber der Umgebung abzudichten. The sampling tube 21 may optionally be provided with a resilient sealing collar (not shown) to seal the puncture area from the environment after piercing the sealing element.
Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines angeschrägten/angespitzten Entnahmerohrs 21, dessen Kante 24 bis auf einen kleinen Bereich angeschärft ist. Das Entnahmerohr 21 ist in eine Wand 25 eines als Einwegbehälter, insbesondere Tetra-Pack ausgebildeten Reduktionsmittelspeicherbehälters 7' eingestochen und hat diese durchdrungen. Dabei wird eine Lasche 26 aus der Behälterwand 25 herausgeschnitten, die in dem Bereich, in dem das Entnahmerohr 21 nicht angeschärft ist, mit der Behälterwand 25 verbunden bleibt. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7' unterscheidet sich insofern von dem anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, dass keine spezielle, abgedichtete Zugangsöffnung am Reduktionsmittelspeicherbehälter vorgesehen ist und das Entnahmerohr 21 direkt durch die Wand des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7' getrieben wird. Ein separates Dichtelement zur Abdichtung der Zugangsöffnung ist hier also nicht erforderlich. Fig. 3 shows a perspective view of a section of a tapered / sharpened sampling tube 21 , the edge 24 is sharpened to a small area. The sampling tube 21 is inserted into a wall 25 of a disposable container, in particular tetra-pack formed reducing agent storage container 7 'and has penetrated. In this case, a flap is cut from the container wall 25 26 which is connected in the region in which the sampling tube is not sharpened 21 with the container wall 25th The embodiment of the reducing agent storage container 7 'shown in FIG. 3 differs from the reducing agent storage container 7 described with reference to FIGS. 1 and 2 in that no special, sealed access opening is provided on the reducing agent storage container and the removal tube 21 is driven directly through the wall of the reducing agent storage container 7 ' becomes. A separate sealing element for sealing the access opening is therefore not required here.
Bei dem anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist zur Erfassung des Füllstands im Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 eine Füllstandserkennung vorgesehen, die einen in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Füllstandserkennungssensor aufweist. Dieser kann beispielsweise am Entnahmerohr 21 angebracht sein und durch eine einfache Leitfähigkeitsprüfung das Vorhandensein von Reduktionsmittel im Entnahmerohr 21 feststellen. Der Füllstandserkennungssensor erzeugt bei Überschreiten eines vorgebbaren Füllstands-Grenzwerts ein Signal, das zur Ansteuerung von zumindest einer Anzeigeeinheit genutzt wird. In the embodiment of the exhaust gas aftertreatment system 1 described with reference to FIGS. 1 and 2, a fill level detection is provided for detecting the level in the reducing agent storage tank 7 , which has a level detection sensor, not shown in FIGS. 1 and 2. This can for example be attached to the sampling tube 21 and determine the presence of reducing agent in the sampling tube 21 by a simple conductivity test. The fill level detection sensor generates a signal that is used to control at least one display unit when a predeterminable fill level limit value is exceeded.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinheit mit einer Freigabevorrichtung für die Klappe 17 gekoppelt, das heißt, die Klappe 17 lässt sich erst dann öffnen, um den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 aus dem Gehäuse 11 zu entnehmen, wenn die Anzeigeeinheit bei Überschreiten des Füllstands-Grenzwerts das vom Füllstandssensor ausgegebene Signal akustisch und/oder visuell meldet. In an advantageous embodiment, the display unit is coupled to a release device for the flap 17 , that is, the flap 17 can only be opened to remove the reducing agent storage container 7 from the housing 11 when the display unit exceeds the level limit of the Level sensor acoustic signal and / or visually reports output signal.
Damit bei tiefen Temperaturen ein Einfrieren des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 verhindert wird, ist eine Heizung 27 vorgesehen, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 und 2 in die untere Gehäusewand 29 integriert ist. Die Heizung 27 kann beispielsweise elektrisch betrieben werden, wie in den Figuren mit einer Heizwendel 31 angedeutet, oder durch ein im Fahrzeug vorhandenes, Energie transportierendes Medium, zum Beispiel Kühlwasser oder aus einem Kraftstoffrücklauf umgeleiteter Kraftstoff. Die Heizung 27 kann hier entweder selbstregulierend oder als von dem Reduktionsmitteldosiersystem gesteuertes System ausgeführt sein. Im letzteren Fall ist noch ein Temperatursensor am Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 erforderlich. So that freezing of the reducing agent in the reducing agent storage space 9 is prevented at low temperatures, a heater 27 is provided, which is integrated in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in the lower housing wall 29 . The heater 27 can be operated electrically, for example, as indicated in the figures with a heating coil 31 , or by an existing in the vehicle, energy transporting medium, for example, cooling water or fuel from a fuel return diverted fuel. The heater 27 can be designed here either self-regulating or as controlled by the Reduktionsmitteldosiersystem system. In the latter case, a temperature sensor is still required at the reducing agent storage space 9 .
Bei einem weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Reduktionsmittelspeichersystem 3 mehrere modulare, einzeln auswechselbare Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, 7' aufweist, die alle im Gehäuse 11 oder gegebenenfalls in jeweils einem eigenen Schacht - entsprechend den vorhandenen Platzverhältnissen - nebeneinander oder übereinander angeordnet sind. Jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter ist eine separate Klappe 17 zugeordnet. Der Anschluss der Reduktionsmittelspeicherbehälter an das Reduktionsmitteldosiersystem 3 wird anhand der Fig. 4 näher erläutert. In a further, particularly advantageous embodiment, it is provided that the reducing agent storage system 3 has a plurality of modular, individually replaceable reducing agent storage container 7 , 7 ', all in the housing 11 or optionally in each case a separate shaft - are arranged side by side or one above the other - according to the available space. Each reducing agent storage tank is assigned a separate flap 17 . The connection of the reducing agent storage tank to the reducing agent metering system 3 will be explained in more detail with reference to FIG .
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Reduktionsmittelspeichersystems 3, bei dem mehrere modulare, einzeln austauschbare Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 vorgesehen sind, die beispielhaft nebeneinander angeordnet sind. Jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 ist ein Entnahmerohr 21 zur Entnahme des Reduktionsmittels und Zufuhr desselben zum Dosiersystem vorgesehen. Die Entnahmerohre 21 sind mittels einer ansteuerbaren Ventileinrichtung 33 einzeln und nacheinander mit der Saugseite einer in einer Mediumverbindung 35 angeordneten Reduktionsmittelpumpe 37 verbindbar, die das Reduktionsmittel zum Dosiersystem fördert. Die Ventileinrichtung 33 kann als Mehrwegventil ausgebildet sein oder mehrere Auf-/Zu-Ventile aufweisen. Die Ventileinrichtung 33 wird von einer Steuereinheit 39 angesteuert. Jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 ist ein Füllstandserkennungssensor 41 zugeordnet, die ebenfalls mit der Steuereinheit 39 gekoppelt sind. FIGS. 4 shows a block diagram of a second embodiment of the reducing agent storage system 3 in which a plurality of modular, individually replaceable reducing agent storage tank 7 is provided, which are arranged by way of example side by side. Each reducing agent storage container 7 is provided with a removal tube 21 for removing the reducing agent and supplying it to the dosing system. The removal tubes 21 are individually and successively connected by means of a controllable valve device 33 with the suction side of a medium connection 35 arranged in a reducing agent pump 37 , which promotes the reducing agent to the dosing. The valve device 33 may be designed as a multi-way valve or have multiple open / close valves. The valve device 33 is controlled by a control unit 39 . Each reducing agent storage tank 7 is associated with a level detection sensor 41 , which are also coupled to the control unit 39 .
Das Reduktionsmittelspeichersystem 3 gemäß Fig. 4 kann in folgender Weise betrieben werden: Erkennt die Steuereinheit 39 (Steuerelektronik) den leeren Zustand eines der Reduktionsmittelspeicherbehälters 7, so wird die Ventileinrichtung 33 auf den nächsten Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 umgeschaltet und der leere Zustand des einen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 über eine Anzeigeeinheit, beispielsweise eine Lampe angezeigt. In bevorzugter Ausführungsform ist die Anzeigeeinheit mit einer Freigabevorrichtung für die Verschlussklappe 17 des jeweiligen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 gekoppelt. The reducing agent storage system 3 according to FIG. 4 can be operated in the following way: If the control unit 39 (control electronics) recognizes the empty state of one of the reducing agent storage tanks 7 , the valve device 33 is switched over to the next reducing agent storage tank 7 and the empty state of the one reducing agent storage tank 7 via a Display unit, such as a lamp displayed. In a preferred embodiment, the display unit is coupled to a release device for the closure flap 17 of the respective reducing agent storage container 7 .
Aus den Ausführungen zu Fig. 4 wird deutlich, dass das Reduktionsmittelspeichersystem 3 beziehungsweise der Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 in Einheiten von der Größe der einzelnen Reduktionsmittelspeicherbehälter aufgeteilt ist, die einzeln auswechselbar sind. Eine Reichweitenermittlung, also wie lange noch mit dem sich im Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 befindlichen Reduktionsmittelmenge eine gewünschte Abgasnachbehandlung durchgeführt werden kann, ist über die Anzahl der noch gefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter und die durch das Dosiersystem in den Abgasstrang eingebrachte Reduktionsmittelmenge durch eine einfache Rechnung durchführbar. From the comments on Fig. 4 it is clear that the reducing agent storage system 3 and the reducing agent storage space 9 is divided into units of the size of the individual reducing agent storage container, which are individually interchangeable. Determining the range, ie how long a desired exhaust gas aftertreatment can be carried out with the amount of reducing agent present in the reducing agent storage space 9 , can be carried out by a simple calculation via the number of still filled reducing agent storage tanks and the amount of reducing agent introduced into the exhaust gas line by the metering system.
Allen Ausführungsformen der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist gemeinsam, dass der in ein oder mehrere auswechselbare Behältermodule aufgeteilte beziehungsweise daraus bestehende Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 in einfacher Weise dadurch befüllt werden kann, indem ein leeres Behältermodul dem Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 entnommen und für dieses ein mit Reduktionsmittel gefülltes Behältermodul eingesetzt wird. All embodiments of the exhaust aftertreatment system 1 have in common that the reducing agent storage space 9 divided into or consisting of one or more interchangeable container modules can be filled in a simple manner by removing an empty container module from the reducing agent storage space 9 and using a container module filled with reducing agent.
Alternativ zu dem anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Schlitten 19 zum Einbringen und Entfernen desselben aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter durch Schwenken in das Gehäuse 11 eingeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, indem auf der Innenseite der Klappe 17 eine entsprechende Halterung vorgesehen wird, in die der Reduktionsmittelspeicherbehälter eingehängt wird. Durch Schwenken der Klappe 17 wird automatisch auch der auszuwechselnde beziehungsweise ausgewechselte Reduktionsmittelspeicherbehälter verlagert. Auf einen vorstehend beschriebenen Schlitten 19 kann hier verzichtet werden, was den Aufbau vereinfacht. Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter direkt, das heißt manuell in den Reduktionsmittelbevorratungsraum eingebracht beziehungsweise aus diesem entnommen wird, also ohne Zuhilfenahme eines Einschubschlittens oder der vorgenannten Klappe 17. As an alternative to the carriage 19 described with reference to FIGS. 1 and 2 for introducing and removing the same from the reducing agent storage space, it is provided in another embodiment that the reducing agent storage container is introduced into the housing 11 by pivoting. This can be achieved, for example, by providing a corresponding holder on the inside of the flap 17 , into which the reducing agent storage container is suspended. By pivoting the flap 17 , the exchangeable or replaced reducing agent storage container is also automatically displaced. On a carriage 19 described above can be omitted here, which simplifies the structure. In a further embodiment, it is provided that the reducing agent storage container is introduced directly, that is to say manually, into or removed from the reducing agent storage space, ie without the aid of a slide-in slide or the aforementioned flap 17 .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |