DE102010030427A1 - Tank for liquids - Google Patents
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- B60K15/03519—Valve arrangements in the vent line
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Tank (1) für Flüssigkeiten, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, mit einer ein Tankvolumen begrenzenden Tankwand, mit einem in den Tank (1) hineinragenden Befüllrohr (6) und/oder Befüllentlüftungsrohr (6) sowie mit einer wenigstens ein Filterelement (8) umfassenden Entlüftung (7). Dabei ist vorgesehen, dass die Entlüftung (7) und das Befüllrohr und/oder das Befüllentlüftungsrohr (6) in einem eine Tanköffnung (4) an der Oberseite (3) des Tanks (1) verschließenden Tankdeckel integriert als Entlüftungseinheit (10) ausgebildet sind.The invention relates to a tank (1) for liquids, in particular for use in motor vehicles, with a tank wall delimiting a tank volume, with a filling pipe (6) and / or filling ventilation pipe (6) protruding into the tank (1) and with at least one filter element (8) comprehensive ventilation (7). It is provided that the vent (7) and the filling pipe and / or the filling vent pipe (6) are integrated as a vent unit (10) in a tank lid that closes a tank opening (4) on the top (3) of the tank (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Tank für Flüssigkeiten, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, mit einer ein Tankvolumen begrenzenden Tankwand, mit einem in den Tank hineinragenden Befüllrohr und/oder Befüllentlüftungsrohr sowie mit einer wenigstens ein Filterelement umfassenden Entlüftung.The invention relates to a tank for liquids, in particular for use in motor vehicles, with a tank volume limiting tank wall, with a projecting into the tank filling tube and / or Befüllentlüftungsrohr and with a comprehensive at least one filter element vent.
Stand der TechnikState of the art
Bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, werden Tanks zum Bereitstellen von zum Fahrzeugbetrieb notwendigen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Kraftstoff oder Abgasnachbehandlungsmittel, eingesetzt. Damit die Flüssigkeitsentnahme, Flüssigkeitsaufbewahrung und Formstabilität/Dauerhaltbarkeit des Tanks unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet werden kann, ist es notwendig, einen Druckausgleich zwischen dem Tankinneren und der Umgebungsatmosphäre zu gewährleisten. Druckschwankungen beziehungsweise Druckdifferenzen können dabei durch Temperaturänderungen, Hoch- oder Niederdruckgebiete, Höhenlagen und durch Flüssigkeitsentnahme aus dem Tank im Betrieb entstehen. Daher ist es bekannt, Tanks mit einer Entlüftung zu versehen, die einen Druckausgleich ermöglicht. Damit durch die Entlüftung keine Flüssigkeit aus dem Tankinneren in die Umwelt gerät oder Fremdkörper aus der Umwelt in das Tankinnere gelangen, ist die Entlüftung meist mit zumindest einem Filterelement versehen.In vehicles, in particular motor vehicles, tanks are used for providing fluids necessary for vehicle operation, such as, for example, fuel or exhaust aftertreatment agent. In order to guarantee the liquid extraction, liquid storage and dimensional stability / durability of the tank under all operating conditions, it is necessary to ensure a pressure equalization between the tank interior and the ambient atmosphere. Pressure fluctuations or pressure differences can arise from temperature changes, high or low pressure areas, high altitude and liquid removal from the tank during operation. Therefore, it is known to provide tanks with a vent that allows pressure equalization. In order for the venting no liquid from the tank interior into the environment or get foreign body from the environment into the tank interior, the vent is usually provided with at least one filter element.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Tank hat den Vorteil, dass er auf einfache Art und Weise montierbar ist, und dass die Herstellungskosten sowie der Herstellungsaufwand trotz hoher Variabilität gering gehalten werden. Die Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 aus. Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Entlüftung und das Befüllrohr und/oder das Befüllentlüftungsrohr in einem eine Tanköffnung des Tanks verschließenden Tankdeckel integriert als Entlüftungseinheit ausgebildet sind. Somit können das Befüllrohr und/oder das Befüllentlüftungsrohr sowie die Entlüftung auf einfache Art und Weise in den Tankdeckel integriert gestaltet und an dem Tank angebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass unterschiedliche Entlüftungseinheiten vorgesehen werden können, die je nach Bedarf an ein und demselben Tank anbringbar sind. Somit lässt sich der Tank auf einfache Art und Weise an unterschiedliche Randbedingungen und Anforderungen anpassen. Dabei erfolgt die Anpassung auf einfache Art und Weise durch das Anbringen des entsprechenden Tankdeckels beziehungsweise der entsprechenden Entlüftungseinheit. Die Entlüftung erfolgt hierbei durch das entsprechend ausgelegte Filterelement. Durch Verwendung von geeignetem Filtermaterial mit Flüssigkeitsrückhaltefunktion wird ein kompaktes Filterelement mit zum Druckausgleich benötigter Gas-Durchflussrate geboten. Bevorzugt ist dem Filterelement ein Schwapp-Schutz zugeordnet, der das Filterelement vor der in dem Tank befindlichen Flüssigkeit schützt. Durch die Ausbildung als Entlüftungseinheit verbleibt nur eine abzudichtende Schnittstelle zwischen dem Tank und der Entlüftungseinheit, wodurch der Tank insgesamt robust und kostengünstig ausfällt. Das Befüllrohr und das Befüllentlüftungsrohr unterscheiden sich vorzugsweise lediglich in ihrem Durchströmungsdurchmesser voneinander, wobei das Befüllrohr einen größeren Durchströmungsdurchmesser aufweist als das Befüllentlüftungsrohr ohne integrierte Befülltfunktion, vorzugsweise derart, dass eine Entlüftungsfunktion mit integriert ist. Das heißt, dass entweder eine Befüllentlüftungsfunktion oder bei Vergrößerung des Durchströmungsquerschnitts zusätzlich noch eine Befüllfunktion in das gleiche Rohr integriert ist. Wird der Durchmesser des Befüllentlüftungsrohrs, welches nur eine Befüllentlüftungsfunktion hat, noch weiter vergrößtert als zur Entlüftung notwendig, so wird aus der reinen Befüllentlüftung ein Befüllrohr mit Entlüftungsfunktion. Damit ist ein zusätzliches Befüllentlüftungsrohr nur dann erforderlich, wenn das Befüllrohr sich nicht über dem Flüssigkeitsschwerpunkt beziehungsweise in dessen Nähe befinden kann oder soll. Vorzugsweise ist ein zusätzliches Befüllentlüftungsrohr spätestens kurz vor dem Tankbefüllstutzen mit dem Befüllrohr verbunden. Besonders bevorzugt ist das Filterelement aus einem porösen Material, insbesondere aus gesintertem PE-UHD-Werkstoff gefertigt, so dass es gleichzeitig eine Filterungs- sowie eine Ventilfunktion erfüllt.The tank according to the invention has the advantage that it can be mounted in a simple manner, and that the manufacturing costs and the production costs are kept low despite high variability. The invention is characterized by the features of
Bevorzugt weist die Entlüftung ein Druckhalteventil auf. Dieses verhindert zusammen mit dem Befüllentlüftungsrohr beziehungsweise mit dem Befüllrohr, dass es bei einem Betanken des Tanks, sei es automatisch oder manuell, zu einer Tanküberfüllung kommt. Die Überfüllung könnte sonst zum Austritt des flüssigen Mediums aus dem Tank und/oder zu Beschädigungen des Tanks beziehungsweise zu einem Gesamtausfall des Systems führen. Durch das Vorsehen des Druckhalteventils als Bestandteil der Entlüftungseinheit lässt sich eine robuste, platzsparende und kostengünstige Möglichkeit für einen Tank mit Druckausgleich nutzen. Eine so gestaltete Entlüftungseinheit lässt sich auf besonders kleinem Bauraum in optimaler Einbaulage montagefreundlich und robust realisieren. Ein Abschalten einer automatischen Betankvorrichtung wird bevorzugt durch den Anstieg der Flüssigkeit in dem Befüllrohr (nach oben) erreicht, wobei das Druckhalteventil so ausgelegt ist, dass es durch den durch die steigende Flüssigkeit verursachten Druck nicht geöffnet wird. Nach dem gleichen Prinzip kann der Übertankschutz auch bei einer manuellen Betankung realisiert werden. Wie tief das Befüllentlüftungsrohr oder das Befüllrohr mit Entlüftungsfunktion in das Tankinnere hineinragt, wird bevorzugt in Abhängigkeit von dessen Lage beziehungsweise Entfernung zum Flüssigkeitsschwerpunkt, der maximalen zulässigen Tankbefüllhöhe, einer zulässigen Schräglage des Tanks und/oder in Abhängigkeit der Flüssigkeitshöhe und -menge im Befüllrohr und/oder Befüllentlüftungsrohr und dem daraus resultierenden maximal zulässigen Füllstand bestimmt.Preferably, the vent on a pressure-holding valve. This prevents together with the Befüllentlüftungsrohr or with the filling tube, that it comes when refueling of the tank, whether automatically or manually, a tank overfilling. Otherwise, the overfilling could lead to leakage of the liquid medium out of the tank and / or to damage to the tank or to overall failure of the system. By providing the pressure-maintaining valve as part of the venting unit, it is possible to use a robust, space-saving and cost-effective option for a tank with pressure equalization. A venting unit designed in this way can be installed in an extremely small installation space in an optimal installation position, easy to install and robust. Switching off an automatic refueling device is preferably achieved by the rise of the liquid in the filling tube (upward), wherein the pressure-maintaining valve is designed so that it is not opened by the pressure caused by the rising liquid pressure. According to the same principle, the Überertankschutz can also be realized with a manual refueling become. How deep the Befüllentlüftungsrohr or the filling tube with venting function protrudes into the tank interior, is preferred depending on its location or distance to the liquid center, the maximum tank fill level, an allowable tilt of the tank and / or depending on the liquid level and amount in the filling tube and / or Befüllentlüftungsrohr and the resulting maximum allowable level determined.
Vorzugsweise ist das Druckhalteventil von dem Tank aus gesehen vor dem Filterelement in der Entlüftung angeordnet. Das Druckhalteventil ist somit durch das Filterelement vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Verschmutzungen, geschätzt.Preferably, the pressure-holding valve is seen from the tank in front of the filter element in the vent. The pressure holding valve is thus estimated by the filter element from external influences, such as soiling.
Alternativ ist das Druckhalteventil bevorzugt von dem Tank aus gesehen hinter dem Filterelement angeordnet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Funktion des Druckhalteventils nach Kontakt mit der im Tank befindlichen Flüssigkeit dauerhaft oder über einen längeren Zeitraum negativ beeinträchtigt werden würde. In diesem Fall wird dann das Druckhalteventil innen gegen die Flüssigkeit durch das Filterelement geschützt.Alternatively, the pressure-retaining valve is preferably arranged behind the filter element as viewed from the tank. This is particularly advantageous if the function of the pressure holding valve after contact with the liquid in the tank would be adversely affected permanently or over a longer period of time. In this case, then the pressure-maintaining valve is internally protected against the liquid by the filter element.
Besonders bevorzugt ist in diesem Fall das Druckhalteventil zwischen dem Filterelement und einem zusätzlichen Schutzfilter angeordnet. Dieser Schutzfilter schützt dann das innenliegende Druckhalteventil gegen mögliche Verschmutzungen von außen, insbesondere vor Partikeln, welche die Funktion des Druckhalteventils beeinträchtigen beziehungsweise zum Ausfall führen könnten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass ein modifiziertes Druckhalteventil verwendet wird, welches zusätzlich noch flüssiges Medium in zumindest eine Durchflussrichtung zurückhält, aber Gase in beide Richtungen passieren lässt. In dem Fall weist die Entlüftung bevorzugt allein das Druckhalteventil auf, wobei auch in diesem Fall das Druckhalteventil mit einem Filterelement oder einem Schutzfilter zusätzlich geschützt werden kann.In this case, the pressure-maintaining valve is particularly preferably arranged between the filter element and an additional protective filter. This protective filter then protects the internal pressure-retaining valve against possible contamination from the outside, in particular from particles which impair the function of the pressure-holding valve or could lead to failure. According to a preferred embodiment, it may also be provided that a modified pressure-holding valve is used, which additionally additionally retains liquid medium in at least one direction of flow, but allows gases to pass in both directions. In the case, the vent preferably has only the pressure-holding valve, in which case the pressure-maintaining valve can be additionally protected with a filter element or a protective filter.
Vorzugsweise weist die Entlüftung eine topfförmige Kappe auf, die an ihrer Mantelfläche einen Entlüftungsanschluss aufweist. Die topfförmige Kappe ist auf dem Tankdeckel über einer entsprechenden Entlüftungsöffnung angeordnet und vorzugsweise einstückig mit dem Tankdeckel ausgebildet. An den Entlüftungsanschluss kann beispielsweise ein Entlüftungsschlauch angebracht werden, über den das ausweichende Gas abgeführt wird. Alternativ kann die Kappe auch als Entlüftungsstutzen ausgebildet sein, der bevorzugt mittels einer Rastverbindung in und/oder an der Entlüftung gehalten ist.Preferably, the vent on a cup-shaped cap, which has a vent port on its outer surface. The pot-shaped cap is arranged on the tank lid over a corresponding vent opening and preferably formed integrally with the tank lid. For example, a vent hose can be attached to the vent connection, via which the evasive gas is discharged. Alternatively, the cap may also be formed as a vent pipe, which is preferably held by means of a latching connection in and / or on the vent.
Besonders bevorzugt ist das Filterelement topfförmig ausgebildet und im Wesentlichen in die Kappe eingepasst angeordnet. Somit liegt das Filterelement topfförmig in der topfförmigen Kappe ein, wobei Kappe und Filterelement derart ausgerichtet sind, dass ihre offenen Enden in die gleiche Richtung weisen. Das Filterelement weist dabei bevorzugt an seiner Mantelfläche und/oder Stirnfläche für Gas durchlässiges Filtermaterial auf. Vorzugsweise ist der Entlüftungsanschluss derart an der Kappe angeordnet, dass er zumindest im Wesentlichen unterhalb der Bereiche mit Filtermaterial des Filterelements liegt, sodass mögliches Kondenswasser und/oder Schmutz aus einem zwischen der Kappe und dem Filterelement gebildeten Filterzwischenraum abgeleitet werden kann.Particularly preferably, the filter element is cup-shaped and arranged substantially fitted into the cap. Thus, the filter element is cup-shaped in the cup-shaped cap, wherein cap and filter element are aligned so that their open ends point in the same direction. The filter element has preferably on its lateral surface and / or end face for gas-permeable filter material. The venting connection is preferably arranged on the cap such that it lies at least substantially below the regions with filter material of the filter element, so that possible condensation water and / or dirt can be discharged from a filter intermediate space formed between the cap and the filter element.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Filterelement bevorzugt zylinderförmig mit wenigstens einer geschlossenen Stirnwand ausgebildet und zumindest im Wesentlichen in dem vorzugsweise rohrförmigen Entlüftungsanschluss angeordnet. Im Unterschied zu der topfförmigen Ausbildung zeichnet sich die zylinderförmige Ausbildung des Filterelements dadurch aus, dass seine Längserstreckung wesentlich größer als sein Radius ausfällt. Auch bei dem zylinderförmigen Filterelement sind bevorzugt die Mantelwand und/oder die Stirnfläche zumindest bereichsweise mit entsprechendem Filtermaterial versehen. Durch die Anordnung des zylinderförmigen Filterelements vollständig in dem Entlüftungsanschluss ist das Filterelement bereits vor der Flüssigkeit ausreichend geschützt, sodass kein zusätzlicher Schwapp-Schutz benötigt wird.According to an alternative embodiment, the filter element is preferably cylindrical in shape with at least one closed end wall and arranged at least substantially in the preferably tubular vent connection. In contrast to the cup-shaped design, the cylindrical configuration of the filter element is characterized in that its longitudinal extent substantially larger than its radius fails. Also in the case of the cylindrical filter element, preferably the jacket wall and / or the end face are at least partially provided with corresponding filter material. The arrangement of the cylindrical filter element completely in the vent port, the filter element is already sufficiently protected from the liquid, so no additional slosh protection is needed.
Alternativ ragt das zylinderförmige Filterelement bevorzugt zumindest bereichsweise in die Kappe hinein, wodurch beispielsweise ein höherer Gasdurchsatz ermöglicht wird.Alternatively, the cylindrical filter element preferably protrudes at least partially into the cap, whereby, for example, a higher gas throughput is made possible.
Vorzugsweise weist die Entlüftungseinheit weiterhin einen Füllstandssensor auf. Besonders bevorzugt ist der Füllstandssensor als berührungslos arbeitender Füllstandssensor ausgebildet. Der Füllstandssensor ist somit ebenfalls in den Tankdeckel integriert angeordnet beziehungsweise ausgebildet und weist an seiner frei zugänglichen Seite zweckmäßigerweise wenigstens einen Steckanschluss zum elektrischen Kontaktieren auf. Vorzugsweise sind der Füllstandssensor und/oder die Entlüftungseinheit über dem Flüssigkeitsschwerpunkts angeordnet.Preferably, the venting unit further comprises a level sensor. Particularly preferably, the level sensor is designed as a non-contact level sensor. The level sensor is thus also arranged integrated in the tank lid or formed and has on its freely accessible side expediently at least one plug-in connection for electrical contacting. Preferably, the level sensor and / or the venting unit are arranged above the liquid center of gravity.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show this
Der Tankdeckel
Durch das Befüllentlüftungsrohr
Die Aufgabe der Entlüftungseinheit
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung als Entlüftungseinheit
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Tanks
Bevorzugt wird das Druckhalteventil
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in
Bevorzugt ist die Entlüftungseinheit
Wird kein Druckhalteventil benötigt, erfolgt die Entlüftung, wie in
Durch die Einragtiefe des Befüllentlüftungsrohrs
An das Filtermaterial des in der Entlüftung
Vorzugsweise weist der jeweilige Filter in dem kleinen zur Verfügung stehenden Bauraum eine ausreichend große Filteroberfläche auf. Dies kann bevorzugt durch Falten des Filtermaterials realisiert werden und/oder durch eine spezielle dreidimensionale poröse Struktur des Filtermaterials. Durch Kenntnis des Gesamtsystems, wie beispielsweise die Einsatzumgebung und -bedingungen, und damit einhergehende mögliche maximale Druckdifferenzen, Temperaturdifferenzen und/oder andere äußere Einflüsse kann die benötigte Gas-Durchflussrate bestimmt werden. Zusätzlich werden bevorzugt auch Parameter wie Tankvolumen, Formstabilität, maximale Flüssgkeits-Entnahmemenge pro Zeiteinheit, Pumpenleistung und weitere Faktoren berücksichtigt. Durch Kenntnis dieser Werte kann eine benötigte Gas-Durchflussrate der Entlüftung
Die
Gemäß einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann der Entlüftung
Bei Bedarf weist der Tank bevorzugt zusätzlich ein Befüllrohr auf, durch welches Flüssigkeit in den Tank
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