DE102013211237A1 - Adjustable magnetic circuit for pressure indication - Google Patents

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DE102013211237A1
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Godehard Nentwig
Mathias Schwarz
Tobias Hoeffken
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Entnahmeeinrichtung (4) für eine Tankvorrichtung (1) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die in einem Flüssigkeit bereitstellenden Tank (2) der Tankvorrichtung (1) anordenbare Entnahmeeinrichtung (4) wenigstens eine Entnahmeöffnung (6), durch welche die Flüssigkeit aus dem Tank (2) entnehmbar ist, und wenigstens eine Heizeinrichtung (7, 12) aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Entnahmeeinrichtung eine Fluidleitung (8) aufweist, die einen geschlossenen Kreislauf bildet, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (9) der Fluidleitung (8) als Steigrohr mit einem oberen und einem unteren Ende ausgebildet ist, und wobei das untere Ende der Heizeinrichtung (7) zugeordnet ist.The invention relates to a removal device (4) for a tank device (1) of a vehicle, in particular a motor vehicle, the removal device (4), which can be arranged in a liquid supplying tank (2) of the tank device (1), through which at least one removal opening (6) the liquid can be removed from the tank (2) and has at least one heating device (7, 12). It is provided that the removal device has a fluid line (8) which forms a closed circuit, at least a first section (9) of the fluid line (8) being designed as a riser pipe with an upper and a lower end, and the lower end is assigned to the heating device (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Entnahmeeinrichtung für eine Tankvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die in einem Flüssigkeit bereitstellenden Tank der Tankvorrichtung anordenbare Entnahmeeinrichtung wenigstens eine Entnahmeöffnung, durch welche die Flüssigkeit aus dem Tank entnehmbar ist, und wenigstens eine Heizeinrichtung aufweist. The invention relates to a removal device for a tank device of a vehicle, in particular of a motor vehicle, wherein the supply of liquid in a tank of the tank device can be arranged removal device at least one removal opening, through which the liquid can be removed from the tank, and at least one heating device.

Ferner betrifft die Erfindung eine Tankvorrichtung mit einer entsprechenden Entnahmeeinrichtung.Furthermore, the invention relates to a tank device with a corresponding removal device.

Stand der TechnikState of the art

Moderne Kraftfahrzeuge nutzen zur Abgasnachbehandlung häufig ein flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel, in Form einer wässrigen Harnstofflösung, die im Kraftfahrzeug in einem Tank mitgeführt wird. Der Gefrierpunkt des Abgasnachbehandlungsmittels liegt regelmäßig bei etwa –11°C. Bei kälteren Umgebungsbedingungen friert die Flüssigkeit im Tank ein und muss, bevor es durch die Entnahmeöffnung des Tanks herausgefördert werden kann, im Tank aufgetaut werden. Dazu wird regelmäßig eine Heizeinrichtung vorgesehen, die üblicherweise als Festkörperheizung ausgebildet ist und beispielsweise zwei in einen umspritzten Aluminiumblock eingepresste, sogenannte PTCs verwendet. Die Heizleistung hängt dabei direkt vom temperaturabhängigen Widerstand der PTCs (PTC = Positive Temperature Coeffizient = positiver Temperaturkoeffizient) ab. Die Heizeinrichtung befindet sich im Tank und steht in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit. Sobald ein gewissen Volumen der Flüssigkeit aufgetaut ist, entsteht durch natürliche Konvektion eine Kühlströmung innerhalb des Tanks. Modern motor vehicles often use a liquid exhaust aftertreatment agent for exhaust aftertreatment, in the form of an aqueous urea solution, which is carried in a motor vehicle in a tank. The freezing point of the exhaust aftertreatment agent is regularly at about -11 ° C. In colder ambient conditions, the liquid in the tank freezes and must be thawed in the tank before it can be pumped out through the tank's discharge opening. For this purpose, a heating device is provided on a regular basis, which is usually designed as a solid-state heating and, for example, uses two so-called PTCs pressed into an overmolded aluminum block. The heating power depends directly on the temperature-dependent resistance of the PTCs (PTC = Positive Temperature Coefficient = positive temperature coefficient). The heater is in the tank and in direct contact with the liquid. Once a certain volume of the liquid has thawed, natural convection creates a cooling flow within the tank.

Wärmeverluste an den Kontaktstellen zwischen PTC, Aluminiumblock und Umspritzung führen zu einer schlechten Wärmeabgabe der Heizeinrichtung zu der Flüssigkeit und somit zu hohen PTC-Temperaturen. Da der Widerstand der PTCs bereits bei Temperaturen von etwa 60°C stark ansteigt, fällt die Heizleistung signifikant ab. Bei niedrigem Tankfüllstand oder Schwappen liegen Teile der Heizeinrichtung beziehungsweise der Heizelemente frei und werden nicht mehr gekühlt, was einen zusätzlichen starken Abfall der Heizleistung zur Folge haben kann. Beim Auftauen muss der Wärmestrom von der Heizeinrichtung durch die bereits aufgetaute Flüssigkeit bis zur Schmelzfront transportiert werden. Maßgebliche Effekte sind Wärmeleitung und natürliche Konvektion. Diese sind schwach, weshalb sich die Schmelzfront nicht weit von der Heizeinrichtung wegbewegen kann. Eine entsprechende Entnahmeeinrichtung ist beispielsweise aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2011 088 684 bekannt.Heat losses at the contact points between the PTC, aluminum block and encapsulation lead to poor heat emission of the heater to the liquid and thus to high PTC temperatures. Since the resistance of the PTCs rises sharply even at temperatures of about 60 ° C, the heating power drops significantly. At low tank level or sloshing parts of the heater or the heating elements are exposed and are no longer cooled, which can result in an additional large drop in heating power. When thawing, the heat flow from the heater through the already thawed liquid must be transported to the melt front. Decisive effects are heat conduction and natural convection. These are weak, which is why the melt front can not move far away from the heater. A corresponding removal device is for example from the not yet published DE 10 2011 088 684 known.

Während des Auftauens nimmt der Füllstand des Tanks in der durch das Heizen entstandenen Kavität ab. Zwischen der Flüssigkeit und dem noch gefrorenen Eis entsteht eine Luftblase. Diese Luftblase isoliert das darüber und daneben befindliche Eis und verhindert ein weiteres Auftauen in diese Richtung. In der Abkühlphase gefriert die vorhandene Flüssigkeit wieder, wobei die Luftblase erhalten bleibt. Dieser Vorgang wiederholt sich mit der nächsten Heizphase, wobei die Luftblase bei jedem Vorgang größer wird und das durch Erwärmen und natürliche Konvektion erreichte Eisvolumen schrumpft.During thawing, the level of the tank in the cavity resulting from the heating decreases. Between the liquid and the still frozen ice an air bubble is created. This air bubble isolates the ice above and next to it and prevents further thawing in that direction. In the cooling phase, the existing liquid freezes again, the air bubble is retained. This process is repeated with the next heating phase, with the air bubble increasing in each process, shrinking the volume of ice achieved by heating and natural convection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Entnahmeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Tankvolumen des Tanks auf einfache Art und Weise sicher großflächig auch beabstandet zur Entnahmeöffnung aufgetaut wird, so dass auch bei sinkendem Füllstand das Eisvolumen vorteilhaft aufgetaut wird. Die erfindungsgemäße Entnahmeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fluidleitung vorgesehen ist, die einen geschlossenen Kreislauf bildet, wobei wenigstens ein erster Abschnitt der Fluidleitung als Steigrohr mit einem oberen und einem unteren Ende ausgebildet ist, und wobei das untere Ende der Heizeinrichtung zugeordnet ist. Die Erfindung sieht somit eine Fluidheizung vor, bei welcher ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium durch die Fluidleitung gefördert wird. Dabei wird das Fördern des Fluids dadurch erreicht, dass ein Steigrohr an seinem unteren Ende beheizt wird, so dass das aufgrund der Erwärmung sich insbesondere in seiner Dichte verändernde Fluid in dem Steigrohr aufsteigt und dadurch den Kreislauf in Bewegung bringt. So ist es beispielsweise möglich, mittels einer bereits vorhandenen beziehungsweise bekannten Heizeinrichtung zusätzlich die Fluidheizung zu betreiben. Durch das Steigrohr wird darüber hinaus gewährleistet, dass Wärme auch weiter oberhalb, insbesondere beabstandet zu der Entnahmeöffnung an das gefrorene Volumen angegeben wird. Insbesondere bei einem ersten Auftauvorgang wird dadurch erreicht, dass eine möglichst große Kavität oder eine nach oben hin offene Kavität in dem Eisvolumen gebildet wird, um die Gasblase im Bereich der Entnahmeöffnung möglichst klein zu halten. Dadurch werden die zuvor genannten Nachteile auf einfache Art und Weise sicher vermieden.The removal device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the tank volume of the tank is easily thawed over a large area also spaced to the removal opening, so that even with decreasing level, the ice volume is thawed advantageous. The removal device according to the invention is characterized in that a fluid line is provided which forms a closed circuit, wherein at least a first portion of the fluid conduit is formed as a riser having an upper and a lower end, and wherein the lower end of the heating device is associated. The invention thus provides a fluid heating, in which a liquid and / or gaseous medium is conveyed through the fluid line. In this case, the conveying of the fluid is achieved in that a riser is heated at its lower end, so that the due to the heating in particular in its density changing fluid rises in the riser and thereby brings the circulation in motion. It is thus possible, for example, to additionally operate the fluid heating by means of an already existing or known heating device. In addition, it is ensured by the riser that heat is also indicated further above, in particular at a distance from the removal opening, to the frozen volume. In particular, in the case of a first thawing operation, the result is that the largest possible cavity or an upwardly open cavity is formed in the ice volume in order to keep the gas bubble as small as possible in the region of the removal opening. As a result, the aforementioned disadvantages are easily avoided in a simple manner.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidleitung wenigstens abschnittsweise verformbar, insbesondere elastisch verformbar ausgebildet ist. Die verformbare Ausbildung der Fluidleitung ermöglicht ein einfaches Einbringen der Fluidleitung in den Tank, beispielsweise durch eine Öffnung im Boden des Tanks. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Fluidleitung in einem Bereich anzuordnen, der die Fläche der Öffnung des Tanks überragt, indem die Fluidleitung vor dem Einführen in den Tank zusammengefaltet beziehungsweise verformt wird, um durch die Öffnung zu gelangen. Anschließend entfaltet sich die Fluidleitung wieder in die gewünschte Ausrichtung/Position innerhalb des Tanks, beispielsweise aufgrund ihrer Eigenelastizität und/oder aufgrund des in der Fluidleitung erzeugten Fluiddrucks. Bevorzugt ist das Steigrohr steif beziehungsweise nicht verformbar ausgebildet, um seine Position und Ausrichtung innerhalb des Tanks stets zu gewährleisten, auch wenn Eisdruck das Steigrohr beaufschlagt. Besonders bevorzugt ist das Steigrohr derart ausgerichtet, dass es senkrecht in die Höhe ragt, wobei der Tank der Tankvorrichtung in diesem Fall seine Öffnung für die Entnahmeeinrichtung bevorzugt im Tankboden aufweist.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the fluid line is formed at least partially deformable, in particular elastically deformable. The deformable formation of the fluid line allows for easy introduction of the fluid line into the tank, for example through an opening in the bottom of the tank. In particular, this makes it possible to arrange the fluid line in an area that covers the area of the Projected over the opening of the tank by the fluid line is folded or deformed prior to insertion into the tank to pass through the opening. Subsequently, the fluid line unfolds again in the desired orientation / position within the tank, for example due to their inherent elasticity and / or due to the fluid pressure generated in the fluid line. Preferably, the riser is stiff or not deformable formed to ensure its position and orientation within the tank always, even if ice pressure applied to the riser. Particularly preferably, the riser is oriented so that it protrudes vertically in the height, wherein the tank of the tank device in this case preferably has its opening for the removal device in the tank bottom.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein sich an das obere Ende des Steigrohrs anschließender zweiter Abschnitt der Fluidleitung zumindest bereichsweise als Sinkrohr ausgebildet ist. Das Sinkrohr zeichnet sich dadurch aus, dass es das durch das Steigrohr nach oben geförderter Fluid wieder nach unten führt, wobei das Sinkrohr bevorzugt von dem Steigrohr in einem Winkel weggeführt ist, so dass die Flüssigkeit nicht wieder senkrecht nach unten geführt, sondern insbesondere seitlich nach außen beziehungsweise in Richtung zu einer seitlichen Tankwand des Tanks hingeführt wird, also von der Heizeinrichtung weg, so dass die Wärme des geförderten Fluids auch außenliegende Bereiche des Tanks erreicht und dort zu einem Auftauen gefrorener Flüssigkeit führt. Dadurch wird insbesondere bei einer wiederholten oder längeren Auftauphase gewährleistet, dass der Tank großflächig erwärmt beziehungsweise aufgetaut wird. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass das Fluid in dem Steigrohr nicht durch die Heizeinrichtung erwärmt wird, wodurch eine Gegenströmung in dem Sinkrohr vermieden wird.According to an advantageous development of the invention, it is provided that a second section of the fluid line adjoining the upper end of the riser pipe is at least partially formed as a sinker. The sinker is characterized by the fact that it leads back downwards through the riser pipe conveyed fluid, wherein the sinker is preferably led away from the riser at an angle, so that the liquid is not again guided vertically downwards, but in particular laterally outside or towards a side tank wall of the tank is guided, ie away from the heater, so that the heat of the pumped fluid reaches outside areas of the tank and there leads to thawing of frozen liquid. This ensures, in particular in the case of a repeated or prolonged thawing phase, that the tank is heated or thawed over a large area. At the same time it is ensured that the fluid in the riser is not heated by the heater, whereby a counterflow in the sink pipe is avoided.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Sinkrohr auf Höhe des unteren Ende des Steigrohrs endet. Dadurch wird das Fluid wieder auf das Ausgangsniveau zurückgeführt, so dass es auch für das Ausgangsniveau, insbesondere nahe zu dem Boden des Tanks weiträumig gegebenenfalls gefrorenes Fluid auftaut.It is preferably provided that the sinker ends at the level of the lower end of the riser. As a result, the fluid is returned to the initial level, so that it thaws even at the initial level, especially near the bottom of the tank, if necessary, frozen fluid.

Bevorzugt erstreckt sich vom Sinkrohr ausgehend ein dritter Abschnitt der Fluidleitung in einer Ebene, insbesondere parallel zum Tankboden, flächig, insbesondere großflächig, und führt zu dem unteren Ende des Steigrohrs zurück. In dem dritten Abschnitt ist die Fluidleitung insbesondere derart gestaltet, dass sie sich in der Ebene auffächert beziehungsweise ringförmig, kreisringförmig, serpentinenförmig, wellenförmig oder blütenförmig in der Ebene verläuft. Dadurch werde viele Bereiche des Tanks erreicht und ein entsprechend großes Volumen aufgetaut.Starting from the sink pipe, a third section of the fluid line preferably extends in a plane, in particular parallel to the tank bottom, over a large area, in particular over a large area, and leads back to the lower end of the riser. In the third section, the fluid line is designed, in particular, such that it fans out in the plane or extends in the plane in the form of an annular, annular, serpentine, wavy or flower-shaped. This will reach many areas of the tank and thaw a correspondingly large volume.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung außerhalb der Fluidleitung angeordnet ist. In diesem Fall wird beispielsweise das untere Ende des Steigrohrs – wie bereits erwähnt – der bereits vorhandenen Heizeinrichtung zugeordnet, wobei die von ihr ausgehende Wärme das untere Ende des Steigrohrs und damit das darin befindliche Fluid mit der zuvor beschriebenen Wirkung erwärmt. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the heating device is arranged outside the fluid line. In this case, for example, the lower end of the riser - as already mentioned - associated with the already existing heater, the heat emanating from her heated the lower end of the riser and thus the fluid therein with the effect described above.

Alternativ oder zusätzlich hierzu ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung innerhalb der Fluidleitung angeordnet ist, um das in der Fluidleitung befindliche Fluid direkt zu erwärmen. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heizeinrichtung als Glühstiftkerze ausgebildet und in der Fluidleitung angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Glühstiftkerze an der Stelle am unteren Ende des Steigrohrs angeordnet, an welcher der dritte Abschnitt der Fluidleitung in das Steigrohr mündet, um eine besonders effiziente Energieausbeute zu gewährleisten. Alternatively or additionally, it is provided that the heating device is arranged within the fluid line in order to heat the fluid located in the fluid line directly. For this purpose, it is preferably provided that the heating device is designed as a glow plug and arranged in the fluid line. Particularly preferably, the glow plug is arranged at the point at the lower end of the riser, at which the third portion of the fluid line opens into the riser, to ensure a particularly efficient energy yield.

Bevorzugt weist die Fluidleitung an ihrer höchsten Stelle, also nahe zu dem oberen Ende des Steigrohrs, einen Luftfänger auf. Der Luftfänger zeichnet sich dadurch aus, dass er einen Hohl-Raum zur Verfügung stellt, in welchen durch die Fluidleitung geförderte Luft entweichen kann. Hierzu ist der Luftfänger beispielsweise als becherförmige Abzweigung am oberen Ende des Steigrohrs vorgesehen. Besonders bevorzugt ist der Luftfänger in einem Teil der Fluidleitung zwischen dem oberen Ende des Steigrohrs und dem Sinkrohr vorgesehen, der im Wesentlichen waagerecht verläuft.Preferably, the fluid line at its highest point, that is close to the upper end of the riser, an air trap. The air catcher is characterized in that it provides a hollow space in which air conveyed by the fluid line can escape. For this purpose, the air catcher is provided for example as a cup-shaped branch at the upper end of the riser. Particularly preferably, the air catcher is provided in a part of the fluid line between the upper end of the riser and the sinker, which extends substantially horizontally.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heizeinrichtung der Entnahmeöffnung und/oder wenigstens eine weitere Heizeinrichtung der Entnahmeöffnung zugeordnet ist. Je nachdem, ob die Heizeinrichtung außerhalb oder innerhalb der Fluidleitung angeordnet ist, wird der Entnahmeöffnung bevorzugt eine weitere Heizeinrichtung zugeordnet, um diese in dem Bereich um die Entnahmeöffnung schnell und direkt aufzutauen, so dass in kürzester Zeit flüssiges Abgasnachbehandlungsmittel beziehungsweise aufgetaute Flüssigkeit zur Verfügung steht. Furthermore, it is preferably provided that the heating device is assigned to the removal opening and / or at least one further heating device is assigned to the removal opening. Depending on whether the heating device is arranged outside or inside the fluid line, the removal opening is preferably associated with a further heating device in order to thaw it quickly and directly in the area around the removal opening, so that liquid exhaust gas treatment agent or thawed liquid is available in a very short time.

Die erfindungsgemäße Tankvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Entnahmeeinrichtung aus. Vorzugsweise weist der Tank der Tankvorrichtung in seinem Boden eine Öffnung auf, in welche die Entnahmeeinrichtung dichtend eingesetzt beziehungsweise einsetzbar ist. The tank device according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the removal device according to the invention. Preferably, the tank of the tank device in its bottom on an opening into which the removal device is sealingly inserted or used.

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

1 eine vorteilhafte Tankvorrichtung mit einer Entnahmeeinrichtung in einer Schnittdarstellung, 1 an advantageous tank device with a removal device in a sectional view,

2 eine Draufsicht auf die Entnahmeeinrichtung und 2 a plan view of the removal device and

3 eine perspektivische Darstellung der Entnahmeeinrichtung. 3 a perspective view of the removal device.

1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine Tankvorrichtung 1, die einen Tank 2 zur Bereitstellung eines flüssigen Abgasnachbehandlungsmittels sowie eine in einer Öffnung 3 im Boden des Tanks angeordnete Entnahmeeinrichtung 4 aufweist. Die Entnahmeeinrichtung 4 ist die Öffnung 3 dicht verschließend an dem Tank 2 angeordnet. Die Entnahmeeinrichtung 4 weist eine Fördereinrichtung 5 auf, die einer Entnahmeöffnung 6 zugeordnet ist, durch welche die im Tank 2 befindliche Flüssigkeit mittels der Fördereinrichtung 5 entnommen werden kann. 1 shows in a simplified sectional view of a tank device 1 holding a tank 2 for providing a liquid exhaust aftertreatment agent and one in an opening 3 arranged in the bottom of the tank removal device 4 having. The removal device 4 is the opening 3 tightly closing on the tank 2 arranged. The removal device 4 has a conveyor 5 on, the one removal opening 6 is assigned by which in the tank 2 located liquid by means of the conveyor 5 can be removed.

Die Entnahmeeinrichtung 5 weist weiterhin eine Heizeinrichtung 7 auf, die vorliegend eine Fluidheizeinrichtung bildet. Dazu weist die Entnahmeeinrichtung 4 eine Fluidleitung 8 auf, die einen geschlossenen Kreislauf bildet, der im Folgenden mit Bezug auf 1 bis 3 näher erläutert werden soll.The removal device 5 also has a heating device 7 which forms a fluid heating device in the present case. For this purpose, the removal device 4 a fluid line 8th which forms a closed circuit, hereinafter referred to 1 to 3 will be explained in more detail.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Entnahmeeinrichtung 4, während 3 die Entnahmeeinrichtung 4 in einer perspektivischen Darstellung zeigt. 2 shows a plan view of the removal device 4 , while 3 the withdrawal facility 4 in a perspective view shows.

Die Fluidleitung 8 weist einen ersten Abschnitt 9 auf, der als Steigrohr ausgebildet ist. Dazu ist der Abschnitt 9 im Wesentlichen steif ausgebildet und geradlinig ausgerichtet, wobei der erste Abschnitt 9 senkrecht nach oben zeigt beziehungsweise vertikal ausgerichtet ist. Das untere Ende des Steigrohrs beziehungsweise des Abschnitts 9 ist der Heizeinrichtung 7 zugeordnet, so dass in diesem Bereich ein in der Fluidleitung 8 befindliches Fluid erhitzt beziehungsweise erwärmt werden kann. An das obere Ende des Abschnitts 9 schließt sich ein zweiter Abschnitt 10 an. In dem Abschnitt 10 verläuft ausgehend von dem oberem Ende des Steigrohrs die Fluidleitung zunächst waagerecht beziehungsweise horizontal von dem Steigrohr weg, um dann nach unten in Richtung des Bodens des Tanks 2 und weiter von dem Abschnitt 9 weg zu führen. Der nach unten führende Teil des Abschnitts 10 bildet dabei ein Sinkrohr. Das Sinkrohr ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Winkel von etwa 45° bezüglich des Steigrohrs ausgerichtet. An seinem Ende geht das Sinkrohr in einen dritten Abschnitt der Fluidleitung über, der am besten in 2 zu erkennen ist. In dem dritten Abschnitt 11 wird die Fluidleitung 8 knapp oberhalb des Bodens des Tanks 2 großflächig umher geführt. Vorliegend wird die Fluidleitung 8 in dem Abschnitt 11 in etwa blütenförmig beziehungsweise entsprechend der Kontur einer Blüte durch den Innenraum des Tanks 2 geführt. Der dritte Abschnitt 11 endet am unteren Ende des ersten Abschnitts 9 beziehungsweise des Steigrohrs und mündet dort in dieses.The fluid line 8th has a first section 9 on, which is designed as a riser. This is the section 9 formed substantially rigid and rectilinear, wherein the first section 9 pointing vertically upwards or vertically aligned. The lower end of the riser or the section 9 is the heater 7 assigned so that in this area one in the fluid line 8th befindliches fluid can be heated or heated. At the top of the section 9 closes a second section 10 at. In the section 10 extends from the upper end of the riser, the fluid line initially horizontally or horizontally away from the riser, then down toward the bottom of the tank 2 and further from the section 9 to lead away. The downward leading part of the section 10 forms a sink pipe. The sinker is oriented in the present embodiment at an angle of about 45 ° with respect to the riser. At its end, the sinker merges into a third section of the fluid line, which is best in 2 can be seen. In the third section 11 becomes the fluid line 8th just above the bottom of the tank 2 over a large area led around. In the present case, the fluid line 8th in the section 11 approximately flower-shaped or corresponding to the contour of a flower through the interior of the tank 2 guided. The third section 11 ends at the bottom of the first section 9 or of the riser and ends there in this.

Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit, die eine geringe Viskosität, eine starke Temperaturabhängigkeit der Dichte und eine niedrige Schmelztemperatur, insbesondere von < 40°C aufweist. Hierzu kann beispielsweise eine Wasser-Glykol-Mischung in einem Mischverhältnis von 40:60 verwendet werden. Die Fluidleitung 8 selbst sollte für Temperaturen von mindestens –50°C bis 120°C ausgelegt sein. The fluid is preferably a liquid which has a low viscosity, a strong temperature dependence of the density and a low melting temperature, in particular of <40 ° C. For this purpose, for example, a water-glycol mixture in a mixing ratio of 40:60 can be used. The fluid line 8th itself should be designed for temperatures of at least -50 ° C to 120 ° C.

Mittels der Heizeinrichtung 7 wird das Fluid in der Fluidleitung 8 an seinem tiefsten Punkt, am unteren Ende des Abschnitts 9 erhitzt. Die Erwärmung des Fluids führt zu einer Dichteabnahme, wodurch das Fluid senkrecht in dem Abschnitt 9 beziehungsweise in dem Steigrohr aufsteigt und dadurch die das Steigrohr umgebende Flüssigkeit beheizt und gegebenenfalls auftaut. Das Fluid wird dabei derart weit aufgeheizt, dass der Differenzdruck des Fluids in der Fluidleitung 8 aufgrund des Dichteunterschieds größer ist als der Druckverlust in der Fluidleitung 8, der durch Reibung und Krümmungen der Fluidleitung 8 entstehen kann. Der Durchmesser des Steigrohrs wird vorzugsweise möglichst oder verhältnismäßig gering gewählt, um hohe Strömungsgeschwindigkeiten zu erreichen und um Rückströmungen zu verhindern. Vorzugsweise werden die übrigen Abschnitte 10 und 11 der Fluidleitung 8 mit einem größeren Durchmesser ausgebildet, um geringere Reibverluste zu erhalten.By means of the heater 7 the fluid is in the fluid line 8th at its lowest point, at the bottom of the section 9 heated. The heating of the fluid results in a decrease in density, whereby the fluid is perpendicular in the section 9 or rises in the riser and thereby heats the liquid surrounding the riser and possibly thawed. The fluid is heated so far that the differential pressure of the fluid in the fluid line 8th due to the density difference is greater than the pressure loss in the fluid line 8th caused by friction and curvatures of the fluid line 8th can arise. The diameter of the riser is preferably chosen as small as possible or relatively low in order to achieve high flow velocities and to prevent backflow. Preferably, the remaining sections 10 and 11 the fluid line 8th formed with a larger diameter to obtain lower friction losses.

Das durch das Steigrohr aufgestiegene Fluid gelangt anschließend in den Abschnitt 10 und wird in Richtung des Bodens des Tanks 2 geführt, wie durch Pfeile angedeutet. Dadurch, dass das Sinkrohr beabstandet zu dem Steigrohr angeordnet ist, wird vermieden, dass das Fluid in dem Sinkrohr ebenfalls erhitzt wird, was zu einer Gegenströmung führen könnte. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass sowohl das Steigrohr als auch der waagerecht verlaufende Teil der Fluidleitung 8 im Wesentlichen steif ausgebildet sind. Der dritte Abschnitt 11 ist vorzugsweise flexibel ausgebildet, um ein verformtes Einbringen der Fluidleitung 8 durch die Öffnung 3 in den Tank 2 zu ermöglichen.The ascended through the riser fluid then passes into the section 10 and gets towards the bottom of the tank 2 guided, as indicated by arrows. The fact that the sink pipe is arranged at a distance from the riser prevents the fluid in the sink pipe from also being heated, which could lead to a counterflow. It is preferably provided that both the riser and the horizontally extending part of the fluid line 8th are formed substantially rigid. The third section 11 is preferably designed to be flexible, a deformed introduction of the fluid conduit 8th through the opening 3 in the tank 2 to enable.

Das sich abkühlende Fluid sinkt entlang des Sinkrohrs zurück auf das Ausgangsniveau und wird aufgrund der Druckdifferenzen durch den Abschnitt 11 gefördert, bis es zurück zur Heizeinrichtung 7 gelangt. Es wird somit ein geschlossener Kreislauf gebildet. Durch die vorteilhafte Führung der Fluidleitung 8 wird erreicht, dass das in dem Tank 2 befindliche Fluid großflächig aufgeheizt beziehungsweise erwärmt und aufgetaut wird. The cooling fluid sinks along the sinker back to the initial level and becomes due to the pressure differences across the section 11 promoted until it returns to the heater 7 arrives. It is thus formed a closed circuit. Due to the advantageous leadership of the fluid line 8th that is achieved in the tank 2 located fluid is heated or heated over a large area or thawed.

Die Heizeinrichtung 7 kann außerhalb der Fluidleitung 8 oder innerhalb der Fluidleitung 8 angeordnet sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Einmündung des Abschnitts 11 in den Abschnitt 9 die Heizeinrichtung 7 in der Fluidleitung 8 als Glühstiftkerze angeordnet, wodurch das in der Fluidleitung 8 befindliche Fluid direkt erhitzt wird. Wie in 1 gezeigt, wird dazu beispielsweise das Steigrohr nach unten verlängert, so dass es durch die Entnahmeeinrichtung hindurch nach außen geführt wird. Von da aus kann beispielsweise die Glühstiftkerze bis zu der gewünschten Stelle eingeführt und die Fluidleitung 8 nach außen abgedichtet werden.The heater 7 can be outside the fluid line 8th or within the fluid line 8th be arranged. In the present embodiment is in the junction of the section 11 in the section 9 the heater 7 in the fluid line 8th arranged as a glow plug, which in the fluid line 8th befindliches fluid is heated directly. As in 1 shown, for example, the riser is extended downwards so that it is passed through the extraction device through to the outside. From there, for example, the glow plug can be inserted to the desired location and the fluid line 8th be sealed to the outside.

Die so gebildete Fluidheizung kann den Tank 2 entweder alleine beheizen, wobei dann vorteihafterweise ein Abschnitt der Fluidleitung 8 strömungstechnisch nach der Heizeinrichtung an der Entnahmeöffnung 6 und einem der Entnahmeöffnung 6 gegebenenfalls zugeordneten Filter entlang geführt wird, oder, um eine bessere zusätzliche Nachaltigkeitsheizung darzustellen, sie kann zusätzlich zu einer herkömmlichen Heizeinrichtung 12 vorgesehen sein, die als Heizelement beispielsweise ein PTC-Heizelement aufweist, wie in den Figuren gezeigt. Die weitere Heizeinrichtung 12 ist dabei zweckmäßigerweise der Entnahmeöffnung 6 und dem gegebenenfalls vorgesehenen Filter zugeordnet. Die verfügbare Heizleistung wird bevorzugt derart aufgeteilt, dass die kritischen Komponenten, also die Entnahmeöffnung 6 sowie der gegebenenfalls vorhandene Filter, innerhalb einer vorgegebenen Zeit auftauen und anschließend der restliche Tank 2 nachhaltig beheizt wird. So ist beispielsweise vorgesehen, dass zunächst die weitere Heizeinrichtung 12 in den ersten zwanzig Minuten nach Inbetriebnahme der Tankvorrichtung 1 mit 80 Watt betrieben wird, während die Heizeinrichtung 7 der Fluidheizung nur mit 40 Watt betrieben wird. Sobald die kritischen Komponenten aufgetaut sind, wird die Tankentnahmeeinrichtung 4 derart angesteuert, dass die Heizeinrichtung 12 nur noch mit 20 oder 30 Watt betrieben wird, die Fluidheizung 7 hingegen mit 100 oder 90 Watt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Entnahmeöffnung 6 und der gegebenenfalls vorgesehen Filter aufgetaut sind und auch aufgetaut bleiben und gleichzeitig die restliche Flüssigkeit in dem Tank 2 beheizt wird.The fluid heating thus formed can the tank 2 either heat alone, then vorteihafterweise a portion of the fluid line 8th fluidically after the heater at the removal opening 6 and one of the removal opening 6 optionally associated filter along, or, to represent a better additional Nachaltigkeitsheizung, it may in addition to a conventional heater 12 be provided, which has as a heating element, for example, a PTC heating element, as shown in the figures. The further heating device 12 is expediently the removal opening 6 and the filter provided if necessary. The available heating power is preferably divided in such a way that the critical components, ie the removal opening 6 and the optional filter, defrost within a specified time and then the rest of the tank 2 is heated sustainably. For example, it is provided that initially the further heating device 12 in the first twenty minutes after putting the tank device into operation 1 is operated at 80 watts while the heater 7 the fluid heater is operated only with 40 watts. Once the critical components have thawed, the tank removal device 4 controlled such that the heater 12 only with 20 or 30 watts is operated, the fluid heating 7 however, with 100 or 90 watts. In this way it is ensured that the removal opening 6 and the optionally provided filters are thawed and remain thawed and at the same time the remaining liquid in the tank 2 is heated.

Vorteilhafterweise ist zusätzlich an dem waagerechten Teil des Abschnitts 10 ein Luftfänger 13 ausgebildet. Dieser wird von einem becherförmigen Vorsprung geformt, der von der Fluidleitung 8 ausgehend nach oben weist und im vorliegenden Ausführungsbeispiel geneigt ausgerichtet ist. Dabei ist die Neigung vorliegend derart gewählt, dass der Luftfänger 13 auf die Fluidleitung 8 in Strömungsrichtung des Fluids zeigt. Das an dem Luftfänger 13 vorbei fließende Fluid kann dann, falls Luft in das System geraten ist, diese Luft in den Luftfänger 13 abgeben beziehungsweise die Luft steigt automatisch in den Luftfänger 13 auf, so dass der Wirkungsgrad der Fluidheizung insgesamt verbessert wird. Advantageously, in addition to the horizontal part of the section 10 an air catcher 13 educated. This is formed by a cup-shaped projection of the fluid line 8th starting upwards and is inclined in the present embodiment. The inclination in the present case is chosen such that the air catcher 13 on the fluid line 8th in the flow direction of the fluid shows. The one on the air catcher 13 If there is any air entering the system, the fluid that flows past may then introduce this air into the air trap 13 give off or the air automatically rises in the air catcher 13 so that the overall efficiency of the fluid heating is improved.

Beim erstmaligen Einschalten der Heizeinrichtung 7, wenn sich noch keine Strömung in der Fluidleitung 8 eingestellt hat, kann es erwünscht dazu kommen, dass das Fluid in der Nähe der Heizeinrichtung 7, insbesondere in der Fluidleitung 8, verdampft. Die dadurch entstehenden Dampfblasen steigen in dem Steigrohr beziehungsweise in dem Abschnitt 9 auf und induzieren die gewünschte Strömung in der Fluidleitung 8. Durch den Luftfänger 13 wird verhindert, dass sich die Dampfblasen ansammeln und eine Barriere für die Strömung des Fluids in der Fluidleitung 8 bilden und diese unterbrechen.When first switching on the heater 7 if there is still no flow in the fluid line 8th has set, it may be desirable to have the fluid near the heater 7 , in particular in the fluid line 8th , evaporated. The resulting vapor bubbles rise in the riser or in the section 9 and induce the desired flow in the fluid line 8th , Through the air catcher 13 prevents the vapor bubbles from accumulating and a barrier to the flow of fluid in the fluid conduit 8th form and interrupt them.

Gemäß einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist mindestens eine weitere Fluidheizung, wie sie oben stehend beschrieben wurde, vorgesehen, deren dritter Abschnitt sich beispielsweise auf einer Ebene zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Steigrohrs beziehungsweise des Abschnitts 9 verläuft.According to a further, not shown embodiment, at least one further fluid heating, as described above, is provided, the third section, for example, on a plane between the upper and the lower end of the riser or the section 9 runs.

Durch die vorteilhafte Tankvorrichtung 1 wird vermieden, dass sich Kavitäten in dem Eis bilden, die ein weiteres Aufschmelzen gefrorenen Fluids verhindern könnten. Darüber hinaus wird gewährleistet, dass nachschmelzendes Fluid bereitgestellt wird, das der Entnahmeöffnung 6 zugeführt werden kann, wenn aufgetautes Fluid aus dem Bereich der Entnahmeöffnung 6 bereits entnommen wurde. Due to the advantageous tank device 1 it is avoided that cavities form in the ice which could prevent further melting of frozen fluid. In addition, it is ensured that the remelting fluid is provided, that of the removal opening 6 can be supplied when thawed fluid from the region of the removal opening 6 has already been taken.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011088684 [0004] DE 102011088684 [0004]

Claims (10)

Entnahmeeinrichtung (4) für eine Tankvorrichtung (1) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die in einem Flüssigkeit bereitstellenden Tank (2) der Tankvorrichtung (1) anordenbare Entnahmeeinrichtung (4) wenigstens eine Entnahmeöffnung (6), durch welche die Flüssigkeit aus dem Tank (2) entnehmbar ist, und wenigstens eine Heizeinrichtung (7,12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung eine Fluidleitung (8) aufweist, die einen geschlossenen Kreislauf bildet, wobei wenigstens ein erster Abschnitt (9) der Fluidleitung (8) als Steigrohr mit einem oberen und einem unteren Ende ausgebildet ist, und wobei das untere Ende der Heizeinrichtung (7) zugeordnet ist.Withdrawal device ( 4 ) for a refueling device ( 1 ) of a vehicle, in particular of a motor vehicle, wherein the tank ( 2 ) of the tank device ( 1 ) disposable removal device ( 4 ) at least one removal opening ( 6 ), through which the liquid from the tank ( 2 ) and at least one heating device ( 7 , 12), characterized in that the removal device a fluid line ( 8th ), which forms a closed circuit, wherein at least a first section ( 9 ) of the fluid line ( 8th ) is formed as a riser having an upper and a lower end, and wherein the lower end of the heating device ( 7 ) assigned. Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (8) wenigstens abschnittsweise verformbar, insbesondere elastisch verformbar, ausgebildet ist. Removal device according to claim 1, characterized in that the fluid line ( 8th ) at least partially deformable, in particular elastically deformable, is formed. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich an das obere Ende des Steigrohrs anschließender zweiter Abschnitt (10) zumindest bereichsweise als Sinkrohr ausgebildet ist. Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that a subsequent to the upper end of the riser second section ( 10 ) is at least partially formed as a sinker. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinkrohr auf Höhe des unteren Ende des Steigrohrs endet.Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that the sinker ends at the level of the lower end of the riser. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom Sinkrohr ausgehend ein dritter Abschnitt (11) der Fluidleitung (8) in einer Ebene, insbesondere parallel zu einem Tankboden des Tanks (2), flächig, insbesondere großflächig, erstreckt und zu dem unteren Ende des Steigrohrs zurückführt. Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that starting from the sinker a third section ( 11 ) of the fluid line ( 8th ) in a plane, in particular parallel to a tank bottom of the tank ( 2 ), flat, in particular large area, extends and leads back to the lower end of the riser. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) außerhalb der Fluidleitung (8) angeordnet ist.Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 7 ) outside the fluid line ( 8th ) is arranged. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) innerhalb der Fluidleitung (8), insbesondere als Glühstiftkerze ausgebildet, angeordnet ist.Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 7 ) within the fluid line ( 8th ), in particular designed as a glow plug, is arranged. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (8) an ihrer höchsten Stelle einen Luftfänger (13) aufweist.Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid line ( 8th ) at its highest point an air catcher ( 13 ) having. Entnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung der Entnahmeöffnung (6) und/oder wenigstens eine weitere Heizeinrichtung (12) der Entnahmeöffnung (6) zugeordnet ist.Removal device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device of the removal opening ( 6 ) and / or at least one further heating device ( 12 ) of the removal opening ( 6 ) assigned. Tankvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine Entnahmeeinrichtung (4) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche. Tank device ( 1 ) for a vehicle, in particular for an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle, characterized by a removal device ( 4 ) according to one or more of the preceding claims.
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