DE102004024371B4 - Filling device with a filling tube - Google Patents
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Abstract
Fülleinrichtung mit einem Füllrohr (1) mit einer Einfüllöffnung (2) und zumindest einer Auslassöffnung (3), wobei die Einfüllöffnung (2) im Gebrauchszustand geodätisch höher liegt als die Auslassöffnung (3), und mit zumindest einem zwischen Einfüll- und Auslassöffnung (2, 3) angeordneten Funktionsabschnitt (4) des Füllrohrs (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohr (1) in dem Funktionsabschnitt (4) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist, der über die Länge (6) des Funktionsabschnitts (4) zur Erzeugung eines Swirls einer einlaufenden Flüssigkeitsmenge eine vorgegebene Verschränkung hat und für eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge der Swirl einen Druckunterschiede zwischen Einfüllöffnung (2) und Auslassöffnung (3) vermindernden Luftschlauch innerhalb der Flüssigkeitsmenge aufweist.Filling device having a filling tube (1) with a filling opening (2) and at least one outlet opening (3), wherein the filling opening (2) is in use geodetically higher than the outlet opening (3), and with at least one between filling and outlet opening (2 , 3) arranged functional portion (4) of the filling tube (1), characterized in that the filling tube (1) in the functional portion (4) has a non-circular cross-section over the length (6) of the functional portion (4) for generating a swirl of an incoming amount of liquid has a predetermined entanglement and for a given amount of liquid the swirl has a pressure difference between the filling opening (2) and outlet (3) reducing air hose within the amount of liquid.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fülleinrichtung mit einem Füllrohr nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a filling device with a filling tube according to the preamble of the independent claim.
Für das Lagern, Speichern und Bevorraten von Flüssigkeiten verwendete Flüssigkeitsbehälter weisen häufig ein Füllrohr auf, um damit das einfache Befüllen des Flüssigkeitsbehälters mit Flüssigkeit zu ermöglichen. Ein derartiges Füllrohr erstreckt sich typischerweise außerhalb des Flüssigkeitsbehälters von einer geodätisch höher liegenden, einfach zugänglichen Einfüllöffnung, zu einem geodätisch niedriger liegenden druckdichten Anschlusspunkt an der Behälterwand.Liquid containers used for storing, storing and storing liquids often have a filling tube to allow easy filling of the liquid container with liquid. Such a filling tube typically extends outside of the liquid container from a geodetically higher, easily accessible filling opening, to a geodetically lower lying pressure-tight connection point on the container wall.
Bei einem Kraftfahrzeug werden zusätzlich zu der einfachen Verbindungsfunktion zwischen einem Einfüllstutzen und einem Kraftstofftank noch weitere für den Betankungsvorgang wesentliche Anforderungen gestellt. So soll die einlaufende Flüssigkeitsmenge möglichst das Füllrohr mit geringen Turbulenzen durchlaufen. Andernfalls kann sich im Füllrohr ein Rückstau von Flüssigkeit bilden. Dadurch entstehen Probleme mit einer automatischen Abschalteinrichtung einer Zapfpistole, die zum vorzeitigen Abschalten des Kraftstoffzuflusses führen.In a motor vehicle, in addition to the simple connection function between a filler neck and a fuel tank, further requirements essential to the refueling process are made. So should the incoming liquid amount as possible through the fill tube with low turbulence. Otherwise, a backflow of liquid may form in the filling tube. This creates problems with an automatic shutdown of a fuel nozzle, which lead to premature shutdown of the fuel flow.
Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, mit denen turbulente Strömungszustände in Füllrohren verhindert werden sollen.There are already known various devices with which turbulent flow conditions should be prevented in filling tubes.
In der
Aus der
Ferner sind weitere Vorschläge bekannt, zur Strömungsbeeinflussung von einzufüllendem Kraftstoff auf der Innenseite der Füllrohrwände angebrachte spiralförmige Strukturelemente wie Fahnen oder Flügel einzusetzen, um einen spiralförmigen Verlauf der einlaufenden Flüssigkeitsmenge zu erreichen, wie z. B. in der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Fülleinrichtung mit einem Füllrohr, bei der auf einfache und kostengünstige Weise eine einlaufende Flüssigkeitsmenge gezielt mit einem Swirl, d. h. einer spiralförmige Bewegung, versehen werden, der ein besseres Abfließen des Kraftstoffs ermöglicht.Object of the present invention is to provide a filling device with a filling tube, in a simple and cost-effective manner an incoming liquid amount targeted with a Swirl, d. H. a spiral movement, be provided, which allows a better flow of the fuel.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of
Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further developments of the invention can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß weist das Füllrohr der Fülleinrichtung zwischen Einfüll- und Auslassöffnung zumindest einen Funktionsabschnitt mit einem nicht-kreisförmigen Querschnitt auf. Zur Erzeugung eines Swirls einer einlaufenden Flüssigkeitsmenge weist das Füllrohr über die Länge des Funktionsabschnitts eine Verschränkung des Querschnitts mit einem vorgegebenen Wert auf. Eine einlaufende Flüssigkeitsmenge legt sich im Funktionsabschnitt an Bereiche der Innenwand des Füllrohrs an, wobei die Flüssigkeitsteilchen durch die Verschränkung des nicht kreisförmigen Rohrquerschnitts eine gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt erhöhte Drehmomentkomponente senkrecht zu einer lokalen Längsachse des Füllrohrs aufgeprägt bekommen und damit gezielt eine spiralförmige Bewegung der Flüssigkeitsmenge erzeugt wird. Eine derartige spiralförmige Bewegung verbessert das Strömungsverhalten, da turbulente Strömung, die zu einer Verlangsamung des Füllvorgangs führen könnte, vermieden oder minimiert wird. Der durch die erfindungsgemäße Formgebung erzeugte Swirl bewirkt vorteilhaft die Ausbildung eines Luftschlauchs innerhalb der Flüssigkeitsmenge, der Druckunterschiede zwischen dem Tankinnenraum und der Einfüllöffnung des Füllstutzens vermindern kann und für ein optimiertes Abfließen des Kraftstoffs mit geringen Strömungsverlusten sorgen kann.According to the invention, the filling tube of the filling device between the filling and the outlet opening has at least one functional section with a non-circular cross section. In order to produce a swirl of an incoming liquid quantity, the filling tube has an entanglement of the cross section with a predetermined value over the length of the functional section. An incoming amount of liquid settles in the functional section at areas of the inner wall of the filling tube, wherein the liquid particles get impressed by the entanglement of the non-circular tube cross-section relative to a circular cross-section increased torque component perpendicular to a local longitudinal axis of the filling tube and thus selectively generates a spiral movement of the amount of liquid becomes. Such a helical movement improves the flow behavior, since turbulent flow, which could lead to a slowing down of the filling process, is avoided or minimized. The swirl generated by the inventive shaping advantageously causes the formation of an air hose within the amount of liquid that can reduce pressure differences between the tank interior and the filling opening of the filler neck and can ensure optimized flow of the fuel with low flow losses.
Erfindungsgemäß wird ein Swirl durch die Formgebung des Füllrohrs in dem Funktionsabschnitt erzeugt, so dass keine zusätzlichen Fertigungsteile erforderlich sind. Vielmehr kann zumindest in dem Funktionsabschnitt das Füllrohr auf einfache Weise als diskreter Körper hergestellt werden.According to the invention, a swirl is generated by the shaping of the filling tube in the functional section, so that no additional production parts are required. Rather, at least in the functional section, the filling tube can be produced in a simple manner as a discrete body.
Erfindungsgemäß kann ein Swirl in einem Füllrohr durch einen Funktionsabschnitt mit einer Vielzahl von unterschiedlichen nicht-kreisförmigen Querschnitten erzeugt werden. So eignen sich verschiedene von einem kreisförmigen Querschnitt abgeleitete Formen wie ovale, ellipsenartige oder ellipsenförmige dazu, die Flüssigkeit in die gewünschte Bewegung zu versetzen. Hierbei gibt es einen großen Spielraum der Parameter, mit denen der nicht-kreisrunde Rohrquerschnitt ausgestaltet sein kann. Bei einem ellipsenförmigen Rohrquerschnitt reicht die bevorzugte Bandbreite des Verhältnisses von Hauptachse zu Nebenachse der Ellipse von Werten > 1.1 über Werte von > 1.2, 1.5, 1.8, 2.0 bis zu 3.0. Damit ist es besonders einfach möglich, die von den Einbauverhältnissen abhängige Führung des Füllrohrs mit einem entsprechend optimierten Funktionsabschnitt zu kombinieren. According to the invention, a swirl can be generated in a filling tube by a functional section having a multiplicity of different non-circular cross sections. Thus, various shapes derived from a circular cross-section, such as oval, ellipsoidal or elliptical, are useful in providing the fluid with the desired motion. Here, there is a large margin of the parameters with which the non-circular tube cross-section can be configured. For an elliptical tube cross section, the preferred range of the ratio of major axis to minor axis of the ellipse ranges from values> 1.1 over values of> 1.2, 1.5, 1.8, 2.0 up to 3.0. This makes it particularly easy to combine the dependent of the installation conditions leadership of the filling tube with a correspondingly optimized functional section.
Zusätzlich zu den bereits erwähnten nicht-kreisförmigen Querschnitten können auch weitere Rohrquerschnitte erfindungsgemäß Verwendung finden. So sind auch Polygone oder rechteckartige, besonders bevorzugt rechteckförmige Querschnitte geeignet.In addition to the non-circular cross sections already mentioned, other tube cross sections can also be used according to the invention. Thus, polygons or rectangular, particularly preferably rectangular cross-sections are suitable.
Erfindungsgemäß wird ferner in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Einbausituation ein Verschränkungsgrad von 90, vorzugsweise 120, 150, 180, 240 oder 360 Grad zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung gewählt.According to the invention, a degree of interlocking of 90, preferably 120, 150, 180, 240 or 360 degrees is selected between the inlet opening and the outlet opening, depending on a given installation situation.
Wenn das Füllrohr zumindest in Teilbereichen seiner Länge sich konisch erweiternd oder verjüngend ausgebildet ist, steht damit ein zusätzlicher Parameter zur Beeinflussung der einlaufenden Flüssigkeitsmenge zur Verfügung.If the filling tube is designed to widen or taper conically, at least in partial regions of its length, an additional parameter is available for influencing the incoming liquid quantity.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Innenwand des Füllrohrs zumindest in einem Teilbereich des Funktionsabschnitts eine glatte Kontur auf. Diese glatte Kontur wirkt sich positiv auf den Rohrleitungswiderstand des Füllrohrs und damit auf das Strömungsverhalten der einlaufenden Flüssigkeit aus.According to one aspect of the invention, the inner wall of the filling tube has a smooth contour at least in a partial region of the functional section. This smooth contour has a positive effect on the pipe resistance of the filling pipe and thus on the flow behavior of the incoming liquid.
Wenn das Füllrohr, zusätzlich zu der Verschränkung des nicht-kreisförmigen Rohrabschnitts weitere vorzugsweise spiralförmige Führungselemente wie zum Beispiel Fahnen, Flügel, Sicken oder Rillen usw. aufweist, so lässt sich der Swirl durch diese zusätzlichen Führungselemente in additiver Weise beeinflussen.If the filling tube, in addition to the entanglement of the non-circular tube section further preferably helical guide elements such as flags, wings, beads or grooves, etc., so the swirl can be influenced by these additional guide elements in an additive manner.
Um den gewünschten Effekt der Swirl-Erzeugung zu erzielen, kann sich der Funktionsabschnitt über verschiedene Bereiche des Füllrohrs erstrecken. Der Funktionsabschnitt kann auf einen Bereich in der Nähe der Einfüllöffnung beschränkt sein. Ferner kann er sich bis in den Bereich der Auslassöffnung ausdehnen. Die gewählte Ausführung kann somit einfach den vorgegebenen Einbauverhältnissen optimal angepasst werden.In order to achieve the desired effect of swirl generation, the functional section may extend over different areas of the filling tube. The functional section may be restricted to an area in the vicinity of the filling opening. Furthermore, it can expand into the region of the outlet opening. The selected design can thus easily be optimally adapted to the given installation conditions.
In einer bevorzugten Ausführungsform endet das Füllrohr mit dem Bereich seiner Einfüllöffnung in einem an sich bekannten Kraftstoff-Einfüllstutzen eines Kraftfahrzeuges. Damit ergibt sich eine besonders einfache Verwendung des erfindungsgemäßen Füllrohrs in den typischen vorgegebenen Einbauzusammenhängen eines Kraftfahrzeugs.In a preferred embodiment, the filling tube ends with the region of its filling opening in a known fuel filler neck of a motor vehicle. This results in a particularly simple use of the filling tube according to the invention in the typical predetermined installation relationships of a motor vehicle.
Wenn die Einfüllöffnung des Füllrohrs einem zugeordneten vorgegebenen Zapfventil angepasst ist, ermöglicht dies eine besonders effektive Erzeugung des gewünschten Swirl.If the filling opening of the filling tube is adapted to an assigned predetermined dispensing valve, this allows a particularly effective generation of the desired Swirl.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das erfindungsgemäße Füllrohr auch als strömungsoptimierte Verbindungsleitung zwischen kommunizierend miteinander verbundenen oder verbindbaren Flüssigkeitsreservoirs vorgesehen.According to a further aspect of the invention, the filling tube according to the invention is also provided as a flow-optimized connecting line between communicatively connected or connectable liquid reservoirs.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Füllrohr eine feste oder lösbare Verbindung mit einem Tankbehälter auf und kann dadurch einfach an den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs Anschluss finden.In a further embodiment, the filling tube has a fixed or detachable connection with a tank container and can thereby easily be connected to the fuel tank of a motor vehicle connection.
Vorteilhaft bei der Verwendung des Füllrohrs für Kraftstofftanks ist eine Anpassung zumindest der Parameter:
- • Geometrische Form des Querschnitts
- • Fläche des Querschnitts
- • Verschränkung des Querschnitts über die Länge des Funktionsabschnitts
- • Geometric shape of the cross section
- • Area of the cross section
- • Entanglement of the cross-section over the length of the functional section
Wenn das Füllrohr aus einem metallischen Werkstoff besteht, lässt es sich einfach auf üblichen Rohrbiegemaschinen herstellen. Besteht das Füllrohr aus einem Kunststoff-Werkstoff, so ist besonders die Herstellung im Spritzgussverfahren oder Extrusionsblasformverfahren wirtschaftlich.If the filler tube is made of a metallic material, it can be easily manufactured on conventional tube bending machines. If the filling tube is made of a plastic material, especially the production by injection molding or extrusion blow molding process is economical.
Die Herstellung eines Swirl erzeugenden Füllrohrs aus nur einem diskreten Körper ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Füllrohrs, da Herstellung und Montage von zusätzlichen strömungsbeeinflussenden Bauelementen entfallen.The production of a swirl-generating filling tube from only a discrete body allows cost-effective production of the filling tube, since production and assembly of additional flow-influencing components omitted.
Weitere Merkmale, Ausbildungsformen und Vorteile der Erfindung gehen auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen ohne Begrenzung der Allgemeinheit aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung hervor.Other features, forms of embodiment and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, regardless of their summary in claims without limitation of generality.
Es zeigtIt shows
In
Zur Beschreibung der räumlichen Orientierung des Füllrohrs
Entlang der Länge
Im Funktionsabschnitt
Besonders günstig wirkt sich der strömungsoptimierte Flüssigkeitsverlauf auf Betankungsvorgänge von Kraftfahrzeugen aus, da insbesondere ein vorzeitiges Abschalten des Kraftstoffzuflusses durch eine automatische Abschaltvorrichtung einer Zapfpistole infolge rückgestauten Kraftstoffs im Füllrohr
Erfindungsgemäß kann der Querschnitt des Füllrohrs
Das Maß der Verschränkung im Verlauf des Funktionsabschnitts
Der Funktionsabschnitt
Zusätzlich zu den genannten Ausbildungsformen kann das Füllrohr
Bei glatter Rohrkontur im Inneren von zumindest einem Teilbereich des Füllrohrs
Ein Füllrohr
Bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug wird das Füllrohr
Wird das Füllrohr
- • Geometrische Form des Querschnitts
- • Fläche des Querschnitts
- • Verschränkung des Querschnitts über die Länge des Funktionsabschnitts
- • Geometric shape of the cross section
- • Area of the cross section
- • Entanglement of the cross-section over the length of the functional section
In einer weiteren Ausführungsform ist ein erfindungsgemäßes Füllrohr
Erfindungsgemäß kann das Füllrohr
Ein erfindungsgemäßes Füllrohr
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Füllrohrfilling pipe
- 22
- Einfüllöffnungfill opening
- 33
- Auslassöffnungoutlet
- 44
- Funktionsabschnittfunction section
- 55
- Querschnitt EinlassöffnungCross section inlet opening
- 66
- Längelength
- 77
- Querschnitt AuslassöffnungCross section outlet opening
- 88th
- Beginn FunktionsabschnittBeginning function section
- 8'8th'
- Ende FunktionsabschnittEnd of the functional section
- X, Y, ZX, Y, Z
- Achsenaxes
Claims (19)
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DE102004024371.9A DE102004024371B4 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Filling device with a filling tube |
Applications Claiming Priority (1)
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-
2004
- 2004-05-17 DE DE102004024371.9A patent/DE102004024371B4/en not_active Expired - Fee Related
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