DE102015217354B4 - Motor vehicle operating fluid container with vorgespastetem in the forward direction float valve - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälter (10), insbesondere Harnstofflösungsbehälter, umfassend:- als ein Behälterbauteil einen ein Aufnahmevolumen (12a) umschließenden Tank (12),- als ein weiteres Behälterbauteil eine sich längs einer Einfüllbahn (B) erstreckende Einfüllleitung (14; 114, 114', 114"; 214), welche einen außerhalb des Tanks (12) mit Abstand von diesem gelegenen Einleitungsort (14c) mit dem Aufnahmevolumen (12a) strömungsmechanisch verbindet, wobei eine Einfüllrichtung (E) längs der Einfüllbahn (B) von dem Einleitungsort (14c) zu dem Tank (12) hin verläuft, und- ein Rückschlagventil (26; 126; 226), welches den Durchlass von in den Tank (12) betriebsgemäß einzufüllender Betriebsflüssigkeit in Einfüllrichtung (E) ermöglicht und den Durchlass von Betriebsflüssigkeit entgegen der Einfüllrichtung (E) im Wesentlichen verhindert, wobei das Rückschlagventil (26; 126; 226) einen Ventilkörper (140; 240) umfasst, welcher verlagerbar ist zwischen zwei Betriebsstellungen, nämlich- einer Schließstellung, in welcher der Ventilkörper (140; 240) an einem Ventilsitz (142; 242) des Rückschlagventils (26; 126; 226) anliegt und somit die Einfüllleitung (14; 114, 114', 114"; 214) verschließt, und- einer Durchlassstellung, in welcher der Ventilkörper (140; 240) mit Abstand vom Ventilsitz (142; 242) angeordnet ist und somit eine Durchströmung der Einfüllleitung (14; 114, 114', 114"; 214) in Einfüllrichtung (E) ermöglicht, wobei der Ventilkörper (140; 240) von entgegen der Einfüllrichtung (E) strömender Betriebsflüssigkeit in die Schließstellung verlagerbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (140; 240) in die Durchlassstellung vorbelastet ist.Motor vehicle operating fluid container (10), in particular urea solution container, comprising: - as a container component a tank (12) enclosing a receiving volume (12a), - as a further container component a filling line (14; 114, 114 ') extending along a filling path (B) , 114 "; 214) which fluidically connects a point of introduction (14c) remote from the tank (12) with the receiving volume (12a), a filling direction (E) along the filling path (B) from the point of introduction (14c A non-return valve (26; 126; 226) which permits the passage of operating fluid to be filled into the tank (12) in the filling direction (E) and the passage of operating fluid counter to the filling direction (FIG. E), wherein the check valve (26; 126; 226) comprises a valve body (140; 240) which is displaceable between two beds riebsstellungen, namely a closed position in which the valve body (140; 240) bears against a valve seat (142; 242) of the check valve (26; 126; 226) and thus closes the filling line (14; 114, 114 ', 114 "; 214), and a passage position in which the valve body (140 240) is arranged at a distance from the valve seat (142, 242) and thus allows a flow through the filling line (14, 114, 114 ', 114 ", 214") in the filling direction (E), wherein the valve body (140, 240) of opposite the filling direction (E) operating fluid flowing into the closed position is displaced, characterized in that the valve body (140; 240) is biased in the passage position.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälter, insbesondere Harnstofflösungsbehälter, umfassend als ein Behälterbauteil einen ein Aufnahmevolumen umschließenden Tank, und als ein weiteres Behälterbauteil eine sich längs einer Einfüllbahn erstreckende Einfüllleitung, welche einen außerhalb des Tanks mit Abstand von diesem gelegenen Einleitungsort mit dem Aufnahmevolumen strömungsmechanisch verbindet, wobei eine Einfüllrichtung längs der Einfüllbahn von dem Einleitungsort zu dem Tank hin verläuft, sowie ein Rückschlagventil, welches den Durchlass von in den Tank betriebsgemäß einzufüllender Betriebsflüssigkeit in Einfüllrichtung ermöglicht und den Durchlass von Betriebsflüssigkeit entgegen der Einfüllrichtung im Wesentlichen verhindert, wobei das Rückschlagventil einen Ventilkörper umfasst, welcher verlagerbar ist zwischen zwei Betriebsstellungen, nämlich einer Schließstellung, in welcher der Ventilkörper an einem Ventilsitz des Rückschlagventils anliegt und somit die Einfüllleitung verschließt, und einer Durchlassstellung, in welcher der Ventilkörper mit Abstand vom Ventilsitz angeordnet ist und somit eine Durchströmung der Einfüllleitung in Einfüllrichtung ermöglicht, wobei der Ventilkörper von entgegen der Einfüllrichtung strömender Betriebsflüssigkeit in die Schließstellung verlagerbar ist.The present invention relates to a motor vehicle operating fluid container, in particular urea solution container, comprising as a container component a tank enclosing a receiving volume, and as another container component a filling line extending along a filling line, which fluidically outside the tank located at a distance from this point of introduction with the receiving volume connects, wherein a filling direction along the filling path from the point of introduction to the tank extends, and a check valve, which allows the passage of operationally einzufüllender in the tank operating liquid in the filling direction and substantially prevents the passage of operating fluid against the filling direction, wherein the check valve a Valve body comprises, which is displaceable between two operating positions, namely a closed position in which the valve body to a valve seat of the check valve is applied and thus closes the filling line, and a passage position in which the valve body is arranged at a distance from the valve seat and thus allows a flow through the filling in the filling direction, wherein the valve body is displaceable from opposite the filling direction of operating liquid flowing into the closed position.
Derartige Betriebsflüssigkeitsbehälter werden üblicherweise von außen über die Einfüllleitung befüllt, wobei hierzu am Einleitungsort ein Zapfhahn oder eine Kruse-Flasche oder dergleichen in die Einfüllleitung eingeführt und zur Durchleitung von Betriebsflüssigkeit betätigt wird.Such operating fluid containers are usually filled from the outside via the filling line, for which purpose a tap or a Kruse bottle or the like is inserted into the filling line and actuated for the passage of operating fluid at the point of introduction.
Grundsätzlich kann ein solcher Betriebsflüssigkeitsbehälter ein Kraftstofftank sein. Vorrangig ist jedoch bei den vorliegend diskutierten Betriebsflüssigkeitsbehältern an Harnstofflösungsbehälter eines Kraftfahrzeugs gedacht, wie sie für eine selektive katalytische Reaktion (SCR = „Selective Catalytic Reduction“) im Abgasstrang benötigt werden. Die hierfür in der Regel verwendete wässrige Harnstofflösung ist in Fachkreisen auch mit ihrem Vertriebsnamen „AdBlue“® bezeichnet. Die wässrige Harnstofflösung, die zur Erzeugung der selektiven katalytischen Reaktion im Abgasstrang verbraucht wird, ist von Zeit zu Zeit am Fahrzeug nachzufüllen.In principle, such an operating fluid container may be a fuel tank. However, primarily in the presently discussed operating fluid containers urea solution container of a motor vehicle is thought as they are needed for a selective catalytic reaction (SCR = "Selective Catalytic Reduction") in the exhaust system. The aqueous urea solution usually used for this purpose is also designated in professional circles by its sales name "AdBlue" ®. The aqueous urea solution, which is consumed to produce the selective catalytic reaction in the exhaust line, is to be refilled from time to time on the vehicle.
Bei der Befüllung der eingangs genannten Betriebsflüssigkeitsbehälter mit Betriebsflüssigkeit kann es bei zunehmendem Füllungsgrad des Betriebsflüssigkeitsbehälters zu einem als „Spit-back“ („Zurückspucken“) bezeichneten Effekt kommen, bei welchem ein unerwünschtes spontanes und unvermitteltes Ausschwappen von bereits in den Betriebsflüssigkeitsbehälter eingefüllter Betriebsflüssigkeit aus diesem heraus auftritt.When filling the above-mentioned operating fluid container with operating fluid, it may come to an effect called "spit-back" with increasing degree of filling of the operating fluid container, in which an undesirable spontaneous and sudden Ausschwappen already filled in the operating fluid reservoir operating fluid from this out occurs.
Beispielsweise dann, wenn während des Befüllvorgangs im Tank des Betriebsflüssigkeitsbehälters Gas, insbesondere Luft, eingeschlossen wird und der Befüllvorgang fortgesetzt wird, kann es mit Zunahme der Betriebsflüssigkeitsmenge im Tank zu einem Druckanstieg im Betriebsflüssigkeitsbehälter kommen. Zum Abbau des Überdrucks im Tank weist der Betriebsflüssigkeitsbehälter des Stands der Technik üblicherweise eine gesonderte Entlüftungsleitung auf, die sich jedoch beim Befüllen des Betriebsflüssigkeitsbehälters mit Betriebsflüssigkeit ebenfalls mit Betriebsflüssigkeit füllen kann. Dann kann die Entlüftungsleitung bis zu ihrer Entleerung ihre Entlüftungsfunktion nicht erfüllen und der sich durch die Zunahme der Betriebsflüssigkeitsmenge im Tank ausbildende Druckanstieg kann sich spontan durch Ausstoßen von schon in den Betriebsflüssigkeitsbehälter eingefüllter Betriebsflüssigkeit aus diesem heraus entladen.For example, if during the filling process in the tank of the operating fluid container gas, especially air, is included and the filling process is continued, there may be an increase in the operating fluid amount in the tank to a pressure increase in the operating fluid reservoir. To reduce the overpressure in the tank, the operating fluid container of the prior art usually has a separate vent line, which, however, can also fill with operating fluid when filling the operating fluid container with operating fluid. Then the vent line can not fulfill its venting function until it is emptied and the increase in the amount of working fluid in the tank forming pressure increase can spontaneously discharged by ejecting already filled in the operating fluid reservoir operating fluid out of this.
Um derartige Effekte zu vermeiden, weisen Betriebsflüssigkeitsbehälter der gattungsgemäßen Art in der Einfüllleitung ein Rückschlagventil auf.In order to avoid such effects, operating fluid containers of the generic type have a check valve in the filling line.
Ein Betriebsflüssigkeitsbehälter der gattungsgemäßen Art ist aus der
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass vom Ventilkörper gesondert ausgebildete Federelemente leicht verrutschen können, was die Funktionalität des Rückschlagventils beeinträchtigen kann. Zudem kann sich ein Gefrieren der Betriebsflüssigkeit negativ auf die Funktionalität der Rückschlagventile des Stands der Technik auswirken.It has been shown in practice that the valve body separately formed spring elements can easily slip, which may affect the functionality of the check valve. In addition, freezing of the working fluid may adversely affect the functionality of the prior art check valves.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die zuvor genannten Nachteile vermindert oder gar beseitigt werden.It is therefore an object of the present invention, a motor vehicle operating fluid container of the type mentioned in such a way that the aforementioned disadvantages are reduced or even eliminated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen gattungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälter, bei welchem der Ventilkörper des Rückschlagventils in die Durchlassstellung vorbelastet ist.This object is achieved by a generic motor vehicle operating fluid container, wherein the valve body of the check valve is biased into the passage position.
Der Ventilkörper befindet sich also insbesondere in der Durchlassstellung, wenn keine Betriebsflüssigkeit durch die Einfüllleitung strömt. Dadurch, dass der Ventilkörper nicht wie beim Stand der Technik in die Schließstellung, sondern in die Durchlassstellung vorbelastet ist, wird verhindert, dass der Ventilkörper bei tiefen Temperaturen am Ventilsitz festfrieren kann, wodurch er in der Schließstellung verharren und die Einfüllleitung auch für in Einfüllrichtung strömende Betriebsflüssigkeit verschließen würde. Da der Ventilkörper von entgegen der Einfüllleitung strömender Betriebsflüssigkeit in die Schließstellung verlagerbar ist, befindet sich der Ventilkörper in der Durchlassstellung in Einfüllrichtung stets hinter dem Ventilsitz.The valve body is thus in particular in the passage position when no operating fluid flows through the filling line. Thereby, that the valve body is not preloaded into the closed position as in the prior art, but in the passage position, prevents the valve body can freeze at low temperatures on the valve seat, whereby he remains in the closed position and close the filling line for operating fluid flowing in the filling direction would. Since the valve body is displaceable into the closed position by operating fluid flowing counter to the filling line, the valve body is always behind the valve seat in the passage position in the filling direction.
Unter der Einfüllbahn soll die Trajektorie des Betriebsflüssigkeitsstroms durch die Einfüllleitung in Einfüllrichtung und gegebenenfalls über deren tankseitiges Längsende hinaus verstanden werden. Im Zweifel soll die Einfüllbahn als zentrisch im Inneren entlang der Einfüllleitung verlaufend angenommen werden.Under the filling path, the trajectory of the operating fluid flow through the filling line in the direction of filling and possibly on the tank side longitudinal end to be understood. In case of doubt, the filling path should be assumed to run centrally in the interior along the filling line.
Bevorzugt weist der Ventilkörper eine spezifische Dichte auf, die geringer ist als die spezifische Dichte der in den Betriebsflüssigkeitsbehälter betriebsgemäß einzufüllenden Betriebsflüssigkeit, so dass der Ventilkörper von entgegen der Einfüllrichtung strömender Betriebsflüssigkeit, also von in der Einfüllleitung aufsteigender Betriebsflüssigkeit, sowohl von den fluiddynamischen Kräften als auch von Auftriebskräften in die Schließstellung verlagerbar ist. Im Vergleich zu einem Ventilkörper mit einer spezifischen Dichte, die höher ist als jene der Betriebsflüssigkeit, kann der Ventilkörper die Schließstellung aufgrund der zusätzlich auf ihn wirkenden Auftriebskräfte schneller erreichen. Außerdem kann der Ventilkörper, wenn sich Betriebsflüssigkeit entgegen der Einfüllrichtung bis zur Höhe des Rückschlagventils in der Einfüllleitung staut, allein aufgrund der wirkenden Auftriebskräfte in die Schließstellung verlagert und dort erforderlichenfalls auch gehalten werden.The valve body preferably has a specific density which is less than the specific density of the operating fluid to be filled into the operating fluid container, so that the valve body is operated by operating fluid flowing counter to the filling direction, ie by operating fluid rising in the filling conduit, as well as by the fluid dynamic forces of buoyancy forces in the closed position is displaced. Compared to a valve body having a specific gravity higher than that of the working fluid, the valve body can reach the closed position more quickly due to the additional buoyancy forces acting on it. In addition, the valve body, if operating fluid accumulates against the filling direction up to the height of the check valve in the filling line, moved solely due to the buoyancy forces acting in the closed position and where necessary also be maintained.
Um den Montageaufwand des Ventilkörpers gering zu halten, kann der Ventilkörper rotationssymmetrisch sein. Es kommt dann auf eine Orientierung um die Rotationssymmetrieachse nicht an. Bevorzugt ist der Ventilkörper kugelförmig, so dass es - etwa trotz einer der Verlagerungsbewegung überlagerten Rotationsbewegung - weder in der Durchlass- noch in der Schließstellung auf eine Orientierung des Ventilkörpers ankommt.In order to keep the assembly costs of the valve body low, the valve body can be rotationally symmetrical. It then does not depend on an orientation about the axis of rotational symmetry. Preferably, the valve body is spherical, so that it arrives - in spite of one of the displacement movement superimposed rotary motion - neither in the passage or in the closed position on an orientation of the valve body.
Vorteilhaft ist der Ventilkörper allein aufgrund der Schwerkraftwirkung in die Durchlassstellung vorbelastet, wobei das Rückschlagventil ein Ventilgehäuse umfasst, in welchem eine eine körperliche Barriere für den Ventilkörper bildende Haltestruktur zur Halterung des Ventilkörpers in der Durchlassstellung angeordnet ist. Auf diese Weise kann auf ein gesondertes und den Ventilkörper in die Durchlassstellung vorspannendes Federbauteil verzichtet werden, was das Rückschlagventil insbesondere bei Temperaturen unterhalb der Gefriertemperatur der betriebsgemäß einzufüllenden Betriebsflüssigkeit weniger störanfällig macht als aus dem Stand der Technik bekannte Rückschlagventile mit einem gesondert vom Ventilkörper ausgebildeten Federbauteil. Die zur Verlagerung in die Schließstellung erforderliche Kraft hängt dann alleine vom Gewicht des Ventilkörpers ab, das aufgrund der angegebenen Dichte stets von der entgegen der Einfüllrichtung strömenden Betriebsflüssigkeit überwunden werden kann.Advantageously, the valve body is preloaded into the passage position solely on account of the force of gravity, wherein the check valve comprises a valve housing in which a holding structure forming a physical barrier for the valve body for holding the valve body in the passage position is arranged. In this way, can be dispensed with a separate and biasing the valve body in the passage position spring component, which makes the check valve less prone to failure especially at temperatures below the freezing temperature of the operationally filled operating fluid as known from the prior art check valves with a separately formed from the valve body spring member. The force required for displacement into the closed position then depends solely on the weight of the valve body, which due to the specified density can always be overcome by the operating fluid flowing counter to the filling direction.
Das Ventilgehäuse kann wenigstens abschnittsweise, bevorzugt vollständig, von einem Abschnitt der Einfüllleitung gebildet sein, so dass auf ein gesondert von der Einfüllleitung anzufertigendes Ventilgehäuse für das Rückschlagventil verzichtet werden kann. Es ist auch möglich, das Ventilgehäuse gesondert von der Einfüllleitung zu fertigen, und zwar derart, dass es mit der Einfüllleitung strömungsmechanisch verbindbar ist. Auf diese Weise kann die Einfüllleitung besonders einfach gefertigt und anschließend mit dem Rückschlagventil gekoppelt werden.The valve housing may be at least partially, preferably completely, formed by a portion of the filling line, so that it is possible to dispense with a separate from the filling line to be made valve housing for the check valve. It is also possible to manufacture the valve housing separately from the filling line, in such a way that it is fluidically connectable to the filling line. In this way, the filling line can be made particularly simple and then coupled to the check valve.
Die Einfüllbahn erstreckt sich gemäß der obigen Definition funktionsbedingt stets auch durch das Ventilgehäuse des Rückschlagventils.The filling path always extends according to the above definition due to the function of the valve housing of the check valve.
Bevorzugt ist die Haltestruktur relativ zum Ventilgehäuse ortsfest am Ventilgehäuse vorgesehen, so dass der Ventilkörper die Schließstellung bzw. den Ventilsitz stets aus der gleichen Position zur Einfüllbahn heraus erreichen kann.Preferably, the holding structure is provided relative to the valve housing fixed to the valve housing, so that the valve body can always reach the closed position or the valve seat from the same position to the filling path out.
Es ist weiter bevorzugt, dass in dem Ventilgehäuse eine von der Wandung des Ventilgehäuses verschiedene Führungsstruktur zur Führung einer Verlagerungsbewegung des Ventilkörpers von der Durchlassstellung in die Schließstellung und umgekehrt angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer Führungsstruktur kann der Ventilkörper entlang einer vorbestimmten Bahn verlagerbar sein. Im Vergleich zu einem Ventilgehäuse ohne eine zusätzliche Führungsstruktur kann die Schließstellung schneller und zuverlässiger erreicht werden. Zudem kann eine Geräuschbildung verringert oder sogar beseitigt werden.It is further preferred that in the valve housing a different from the wall of the valve housing guide structure for guiding a displacement movement of the valve body from the passage position to the closed position and vice versa is arranged. By providing a guide structure, the valve body can be displaceable along a predetermined path. Compared to a valve housing without an additional guide structure, the closed position can be achieved faster and more reliable. In addition, noise can be reduced or even eliminated.
Um die Anzahl an benötigten Bauteilen möglichst gering zu halten, kann die Führungsstruktur wenigstens einen Abschnitt der Haltestruktur bilden.In order to keep the number of required components as small as possible, the guide structure may form at least a portion of the support structure.
Selbstverständlich kann die Haltestruktur oder/und die Führungsstruktur integral mit oder gesondert von dem Ventilgehäuse gefertigt sein.Of course, the support structure and / or the guide structure may be made integral with or separate from the valve housing.
Eine einfach aufgebaute Führungsstruktur kann wenigstens eine Führungsschiene umfassen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper bei seiner Verlagerungsbewegung an der Führungsschiene und der Wandung des Ventilgehäuses abgestützt und somit zwangsgeführt ist. Alternativ kann der Ventilkörper bei seiner Verlagerungsbewegung nur von wenigstens einer Führungsschiene in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt sein. Es ist auch möglich, dass die Führungsschiene den Ventilkörper durchsetzt und eine Zwangsführung für den Ventilkörper bildet.A simply constructed guide structure may comprise at least one guide rail. It can be provided that the valve body during its displacement movement at the Guide rail and the wall of the valve housing is supported and thus positively guided. Alternatively, the valve body may be limited in its displacement movement only by at least one guide rail in its freedom of movement. It is also possible that the guide rail passes through the valve body and forms a positive guide for the valve body.
Umfasst die Führungsstruktur zwei Führungsschienen, kann der Ventilkörper wenigstens teilweise zwischen den Führungsschienen aufgenommen sein, wodurch der Ventilkörper, ggf. auch unter wenigstens vorübergehender Abstützung an der Wandung des Ventilgehäuses, eine stabile Verlagerungsbewegung ausführen kann, ohne etwa bei Durchströmung der Einfüllleitung außer Führungseingriff mit den beiden Führungsschienen zu gelangen. Dadurch kann auch eine Geräuschbildung vermieden werden.If the guide structure comprises two guide rails, the valve body can be accommodated at least partially between the guide rails, whereby the valve body, possibly also under at least temporary support on the wall of the valve housing, can perform a stable displacement movement, without about during flow through the filling line out of guiding engagement with the to get to both guide rails. This also noise can be avoided.
Die wenigstens eine Führungsschiene kann geradlinig verlaufen. Eine geradlinig verlaufende Führungsschiene bietet stets die kürzestmöglichen Verlagerungswege für den Ventilkörper zwischen der Durchlassstellung und der Schließstellung.The at least one guide rail can run in a straight line. A rectilinear guide rail always offers the shortest possible displacement paths for the valve body between the passage position and the closed position.
Die wenigstens eine Führungsschiene kann allerdings auch gekrümmt verlaufen, etwa dann, wenn der Ventilköper in der Durchlassstellung seitlich versetzt zur Einfüllbahn verstaut sein soll.However, the at least one guide rail can also run in a curved manner, for example when the valve body is to be stowed laterally offset from the filling path in the passage position.
Dann, wenn wenigstens zwei Führungsschienen vorgesehen sind, sind diese vorzugsweise parallel zueinander, um möglichst über den gesamten Verlagerungsweg des Ventilkörpers eine stabile Führung desselben zu ermöglichen.Then, if at least two guide rails are provided, they are preferably parallel to each other in order to allow the same as possible over the entire displacement path of the valve body a stable guide.
Um gerade unter den fluiddynamischen Kräften, die bei einer Durchströmung der Einfüllleitung in Einfüllrichtung auf in der Einfüllleitung angeordnete Bauteile wirken können, eine möglichst formstabile Führungsschiene bereitstellen zu können, ist die wenigstens eine Führungsschiene bevorzugt als Rand eines flächigen Bauteils ausgebildet, welches in zwei zueinander orthogonalen, eine Haupterstreckungsfläche aufspannenden Haupterstreckungsrichtungen eine wesentlich größere, etwa wenigstens um das Zehnfache größere Abmessung aufweist als in einer zu den Haupterstreckungsrichtungen orthogonalen Dickenrichtung. Ein besonders niedriger Strömungswiderstand des Rückschlagventils ergibt sich dann, wenn die Haupterstreckungsfläche parallel zur Einfüllbahn im Bereich des Ventilkörpers verläuft. To be able to provide as rigid as possible guide rail just under the fluid dynamic forces that can act on a flow through the filling line in the filling arranged on the filling components, the at least one guide rail is preferably formed as an edge of a planar component, which in two mutually orthogonal , a main extension surface spanning main directions of extension has a substantially larger, at least about ten times larger dimension than in a direction orthogonal to the main directions of extension thickness direction. A particularly low flow resistance of the check valve results when the main extension surface is parallel to the filling path in the region of the valve body.
Eine möglichst schnelle Verlagerung des Ventilkörpers zwischen Durchlassstellung und Schließstellung wird bei geradlinigem Verlagerungsweg des Ventilkörpers erreicht. Dabei kann der Ventilkörper jedoch abhängig von der Lage des geradlinigen Verlagerungswegs zwischen den genannten Betriebsstellungen unterschiedlich schnell verlagert werden. Die schnellstmögliche Verlagerung ist dann gegeben, wenn der Verlagerungsweg des Ventilkörpers mit der Einfüllbahn zwischen Durchlassstellung und Schließstellung des Ventilkörpers übereinstimmt.The fastest possible displacement of the valve body between the passage position and the closed position is achieved with a straight displacement path of the valve body. In this case, however, the valve body can be displaced at different speeds depending on the position of the straight-line displacement path between said operating positions. The fastest possible displacement is given when the displacement of the valve body coincides with the filling path between the passage position and the closed position of the valve body.
Das Ventilgehäuse weist in diesem Fall wenigstens im Bereich der Durchlassstellung des Ventilkörpers einen Durchlassquerschnitt auf, der größer ist als der Querschnitt des Ventilkörpers, um eine Durchströmung des Ventilgehäuses in Einfüllrichtung zu ermöglichen. Das Ventilgehäuse kann dabei besonders einfach, etwa zylinderförmig, gefertigt sein.In this case, the valve housing, at least in the region of the passage position of the valve body, has a passage cross section which is greater than the cross section of the valve body, in order to allow flow through the valve housing in the direction of filling. The valve housing can be particularly simple, approximately cylindrical, made.
Bevorzugt durchsetzt die Einfüllbahn den Ventilkörper in der Durchlassstellung in seinem Schwerpunkt, um bei einer Durchströmung der Einfüllleitung in Einfüllrichtung mit Betriebsflüssigkeit eine möglichst gleichmäßige Umströmung des Ventilkörpers zu erreichen, was den Strömungswiderstand gering hält. Außerdem kann so eine auf den Ventilkörper in einer Richtung orthogonal zur Einfüllbahn wirkende Kraftkomponente aus der Umströmung und folglich etwa ein Herausspringen des Ventilkörpers aus einer Haltestruktur vermieden werden.Preferably, the filling path passes through the valve body in the passage position in its center of gravity in order to achieve a uniform flow around the valve body when flowing through the filling in the direction of filling with operating fluid, which keeps the flow resistance low. In addition, a force component acting on the valve body in a direction orthogonal to the filling path can thus be avoided from the flow around and thus, for example, a jumping out of the valve body from a holding structure.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist in dem Ventilgehäuse eine in Einfüllrichtung hinter dem Ventilsitz gelegene und relativ zur Einfüllbahn nach radial außen vorstehende Ausbeulung für den Ventilkörper vorgesehen, wobei der Ventilkörper in der Durchlassstellung wenigstens teilweise in der Ausbeulung angeordnet ist.According to an alternative embodiment, in the valve housing located in the filling behind the valve seat and relative to the filling path radially outwardly projecting bulge for the valve body is provided, wherein the valve body is arranged in the passage position at least partially in the bulge.
Bei wenigstens teilweiser Aufnahme des Ventilkörpers in der Ausbeulung in dessen Durchlassstellung kann der Effekt ausgenutzt werden, dass bei Durchströmung des Rückschlagventils in Einfüllrichtung eine fluiddynamische Kraft auf den Ventilkörper wirkt, die diesen in die Ausbeulung hinein belastet, was die Durchlassstellung in diesem Betriebszustand in gewünschter Weise sichert.At least partially receiving the valve body in the bulge in its passage position, the effect can be exploited that when flowing through the check valve in the filling direction, a fluid dynamic force acts on the valve body, which loads it into the bulge, what the passage position in this operating condition in the desired manner guaranteed.
Der Strömungswiderstand des Rückschlagventils bei Durchströmung in Einfüllrichtung ist besonders niedrig, wenn der Ventilkörper vollständig in der Ausbeulung aufgenommen ist. Dann kann die Betriebsflüssigkeit in Einfüllrichtung im Wesentlichen ohne nennenswerte Behinderung durch den Ventilkörper entlang der Einfüllleitung in Einfüllrichtung strömen.The flow resistance of the check valve when flowing in the filling direction is particularly low when the valve body is completely absorbed in the bulge. Then, the operating liquid can flow in the filling direction substantially without appreciable obstruction by the valve body along the filling line in the filling direction.
Um die Anzahl an benötigten Bauteilen möglichst gering zu halten, kann die Ausbeulung wenigstens einen Abschnitt der Haltestruktur bilden.In order to minimize the number of components required, the bulge may form at least a portion of the support structure.
Vorteilhaft weist der Ventilkörper oder/und die Haltestruktur oder/und die Führungsstruktur an der Außenfläche ein hydrophobes Material auf. Beispielsweise kann der Ventilkörper oder/und die Haltestruktur oder/und die Führungsstruktur aus einem hydrophoben Material gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Ventilkörper oder/und die Haltestruktur oder/und die Führungsstruktur mit einem hydrophoben Material beschichtet sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Betriebsflüssigkeit oder/und Wasser an dem Ventilkörper oder/und der Haltestruktur oder/und der Führungsstruktur haften bleibt. Dadurch kann verhindert werden, dass der Ventilkörper an der Haltestruktur oder/und der Führungsstruktur festfriert.Advantageously, the valve body and / or the support structure and / or the guide structure on the outer surface of a hydrophobic material. For example, the valve body and / or the support structure and / or the guide structure may be formed of a hydrophobic material. Alternatively or additionally, the valve body and / or the support structure and / or the guide structure may be coated with a hydrophobic material. In this way it can be prevented that operating fluid and / or water adheres to the valve body and / or the support structure and / or the guide structure. This can prevent the valve body from freezing to the support structure and / or the guide structure.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Rückschlagventil im Wesentlichen resistent ist gegen die bestimmungsgemäß einzufüllende Betriebsflüssigkeit, insbesondere wässrige Harnstofflösungen. Hierbei soll „resistent“ bedeuten, dass das Rückschlagventil im Wesentlichen chemisch beständig gegen die bestimmungsgemäß einzufüllende Betriebsflüssigkeit ist. Insbesondere wenn es sich bei der Betriebsflüssigkeit um wässrige Harnstofflösung handelt, sind Verunreinigungen der wässrigen Harnstofflösung zu vermeiden, da SCR-Systeme sehr empfindlich gegenüber geringsten chemischen Verunreinigungen in der verwendeten wässrigen Harnstofflösung sind.Further, it is advantageous if the check valve is substantially resistant to the intended operation to be filled operating fluid, in particular aqueous urea solutions. In this case, "resistant" should mean that the check valve is essentially chemically resistant to the operating liquid to be filled in as intended. In particular, when the operating fluid is aqueous urea solution, contamination of the aqueous urea solution should be avoided since SCR systems are very sensitive to the slightest chemical contaminants in the aqueous urea solution used.
Bevorzugt ist das Rückschlagventil innerhalb der Längserstreckung der Einfüllleitung oder/und an einem Längsende der Einfüllleitung, insbesondere am tankseitigen Längsende der Einfüllleitung, angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, das Rückschlagventil am Tank anzuordnen, und zwar derart, dass es den Durchlassquerschnitt der Einfüllleitung gemäß der obigen Definition der Einfüllbahn in seiner Schließstellung verschließt.The check valve is preferably arranged within the longitudinal extent of the filling line and / or at a longitudinal end of the filling line, in particular at the tank-side longitudinal end of the filling line. However, it is also possible to arrange the check valve on the tank, in such a way that it closes the passage cross section of the filling line according to the above definition of the filling path in its closed position.
Zur Sicherstellung einer Entlüftung des Betriebsflüssigkeitsbehälters beim Befüllen mit Betriebsflüssigkeit kann vorgesehen sein, dass dieser eine gesondert von der Einfüllleitung ausgebildete Belüftungsleitung umfasst, welche das Aufnahmevolumen mit einem außerhalb des Tanks gelegenen Entweichungsort verbindet. Der Entweichungsort ist dabei ein dem Einleitungsort näher als dem Tank gelegener Ort, an welchem aus dem Aufnahmevolumen verdrängtes Gas aus der Entlüftungsleitung (in der Regel in die Umgebung) entweicht.To ensure a venting of the operating fluid container when filling with operating fluid can be provided that this comprises a separately formed from the filling line ventilation duct, which connects the receiving volume with a location located outside the tank escape point. The escape point is a location closer to the point of introduction than the tank, at which gas displaced from the receiving volume escapes from the vent line (as a rule into the environment).
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters in einer grob-schematischen Darstellung, -
2a einen Abschnitt einer Einfüllleitung, in dem das Rückschlagventil angeordnet ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters in einer grob-schematischen Längsschnittansicht in der Schnittebene IIa-IIa in2b , -
2b den Abschnitt der Einfüllleitung von2a in einer grob-schematischen Längsschnittansicht in der Schnittebene IIb-IIb in2a , -
3a einen Abschnitt einer Einfüllleitung, in dem das Rückschlagventil angeordnet ist, gemäß einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters in einer grob-schematischen Längsschnittansicht in der Schnittebene IIIa-IIIa von3b , und -
3b den Abschnitt der Einfüllleitung von3a in einer grob-schematischen Längsschnittsansicht in der Schnittebene IIIb-IIIb von3a .
-
1 a first embodiment of a motor vehicle operating fluid container according to the invention in a rough-schematic representation, -
2a a section of a filling line, in which the check valve is arranged, according to a second embodiment of a motor vehicle operating fluid container according to the invention in a rough-schematic longitudinal sectional view in the sectional plane IIa-IIa in2 B . -
2 B the section of the filling line of2a in a rough-schematic longitudinal sectional view in the sectional plane IIb-IIb in2a . -
3a a section of a filling line, in which the check valve is arranged, according to a third embodiment of a motor vehicle operating fluid container according to the invention in a rough-schematic longitudinal sectional view in the sectional plane IIIa-IIIa of3b , and -
3b the section of the filling line of3a in a rough-schematic longitudinal sectional view in the sectional plane IIIb-IIIb of3a ,
In
Der Tank
Die Einfüllleitung
Wie in
Ähnlich wie die Einfüllleitung
Über die Belüftungsleitung
Die während eines Befüllvorgangs in die Einfüllleitung
In
Wird nun weitere Betriebsflüssigkeit durch die Einfüllleitung
Bei einer abrupten Änderung der Druckverhältnisse in dem Betriebsflüssigkeitsbehälter
Das in
Das Rückschlagventil
Es ist möglich, ein weiteres Rückschlagventil
In
Gleiche und funktionsgleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte wie in
Die zweite Ausführungsform in
In
Im Verbindungsbereich
In
Strömt keine Betriebsflüssigkeit durch die Einfüllleitung
Die zur Kugel
Selbstverständlich kann die Haltestruktur
Die Verlagerungsbahn als geometrischer Ort des Masseschwerpunkts der Kugel
Strömt Betriebsflüssigkeit in Einfüllrichtung E durch die Einfüllleitung
Strömt hingegen Betriebsflüssigkeit entgegen der Einfüllrichtung E durch die Einfüllleitung
Das Ventilgehäuse
Die Kugel
In
Gleiche oder funktionsgleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte wie in der zweiten Ausführungsform sind in der dritten Ausführungsform mit gleichen Bezugszahlen wie in der zweiten Ausführungsform versehen, jedoch erhöht um die Zahl
In
Wie insbesondere in
Wie in
Befindet sich die Kugel
Strömt Betriebsflüssigkeit entgegen der Einfüllrichtung E durch die Einfüllleitung
Anstelle einer unmittelbaren Führung der Kugel
Die vorstehenden Ausführungen zu einem in einer Einfüllleitung eines Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters angeordneten Rückschlagventil können entsprechend auf ein in einer Entlüftungsleitung eines Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters angeordneten oder anzuordnenden Rückschlagventil übertragen werden.The above statements on a non-return valve arranged in a filling line of a motor vehicle operating fluid container can be correspondingly transmitted to a non-return valve arranged or to be arranged in a vent line of a motor vehicle operating fluid container.
Mit den in der vorliegenden Anmeldung vorgestellten Lösungen kann an einem Kraftfahrzeug-Betriebsflüssigkeitsbehälters bei einem vereinfachten und weniger störanfälligen Aufbau des Rückschlagventils ein unerwünschtes Ausschwappen von bereits in den Betriebsflüssigkeitsbehälter eingefüllter Betriebsflüssigkeit am Ende eines Befüllvorgangs in vorteilhafter Weise im Wesentlichen verhindert werden.With the solutions presented in the present application, an undesirable spattering of operating fluid already filled into the operating fluid container at the end of a filling process can advantageously be substantially prevented on a motor vehicle operating fluid container with a simplified and less failure-prone structure of the non-return valve.
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