DE102018208316A1

DE102018208316A1 - Ansaugkammer für eine Betriebsmittelpumpe, Betriebsmittelpumpe sowie Betriebsmittelbehälter

Info

Publication number: DE102018208316A1
Application number: DE102018208316.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Kostorz; Raul Ramos Alonso; Benjamin Schimpf; Christian Treml
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-11-28

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Ansaugkammer für eine Betriebsmittelpumpe zum Ansaugen von in einem Betriebsmittelbehälter eines Kraftfahrzeuges gespeicherten Betriebsmittel. Die Ansaugkammer ist eingerichtet, einen durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter verursachten Unterdruck in der Ansaugkammer zumindest zu reduzieren. Gleichsam umfasst die hier offenbarte Technologie eine Betriebsmittelpumpe sowie einen Betriebsmittelbehälter.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Ansaugkammer für eine Betriebsmittelpumpe sowie eine Betriebsmittelpumpe. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie einen Betriebsmittelbehälter. Betriebsmittelpumpen werden zum Ansaugen von in einem Betriebsmittelbehälter eines Kraftfahrzeuges gespeicherten Betriebsmittel verwendet. Insbesondere werden Saugstrahlpumpen eingesetzt, um Betriebsmittel in den Schwalltopf des Betriebsmittelbehälters zu fördern. Saugstrahlpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Druckschrift DE 10 2008 033057 A1 offenbart eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Der dort offenbarte Kraftstofffilter dient dazu, Kraftstoffaus dem Kraftstoffbehälter in den Schwalltopf zu fördern. Ein solcher Kraftstofffilter weist einen gewissen Strömungswiderstand auf. Abhängig vom Strömungswiderstand des Betriebsmittelfilters muss eine größere Betriebsmittelpumpe vorgesehen sein, die das Betriebsmittel (i.d.R. Kraftstoff) in den Schwalltopf befördert. Eine solche Betriebsmittelpumpe kann mehr elektrische Leistung benötigen. Ferner kann eine größere Betriebsmittelpumpe mehr Bauraum im Bauraumkritischen Schwalltopf benötigen. Ferner kann die Wärmeabgabe steigen, wodurch die Betriebsmittelverdampfung zunehmen kann.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, möglichst wartungsarm, energieeffizient, bauraum- und/oder kostenneutral das Betriebsmittel insbesondere innerhalb des Betriebsmittelbehälters zu transportieren. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Die Aufgabe wird gelöst von der hier offenbarten Ansaugkammer für eine Betriebsmittelpumpe zum Ansaugen von in einem Betriebsmittelbehälter eines Kraftfahrzeuges gespeicherten Betriebsmittel. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch die hier offenbarte Betriebsmittelpumpe mit mindestens einer hier offenbarten Ansaugkammer. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch den hier offenbarten Betriebsmittelbehälter mit mindestens einer hier offenbarten Betriebsmittelpumpe und/oder mit mindestens einer hier offenbarten Ansaugkammer.
Bevorzugt ist die Betriebsmittelpumpe eine passive Pumpe, insbesondere eine Saugstrahlpumpe. Saugstrahlpumpen als solche sind bekannt. Eine Saugstrahlpumpe umfasst i.d.R. ein Mischrohr mit einem in Strömungsrichtung divergierenden Konus. In dieses Mischrohr strömt ein Treibmedium ein und saugt dabei das Betriebsmittel i.d.R. aus der Saugleitung mit ein. Eine solche Saugstrahlpumpe ist vergleichsweise günstig, ausfallsicher und benötigt vergleichsweise wenig Platz.
Zweckmäßig kann die Ansaugkammer mit einer Saugleitung der Betriebsmittelpumpe verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann in der Ansaugkammer mindestens eine Treibleitung vorgesehen sein, die das Treibmedium (i.d.R. das Betriebsmittel) in das Mischrohr fördert. Mithin kann also die Ansaugkammer selbst die Saugstrahlpumpe ausbilden.
Die Ansaugkammer ist die in der Einbaulage im Betriebsmittelbehälter vorgesehene Kammer, aus der das Betriebsmittel zum weiteren Transport gefördert wird. Die Ansaugkammer ist eine separate Kammer im Betriebsmittelbehälter und bildet ein separates Betriebsmittelvolumen aus. Insbesondere ist die Ansaugkammer eingerichtet, zumindest zeitweise schwappendes Betriebsmittel aufzunehmen und dessen erneutes Austreten zumindest zu verzögern, insbesondere während anhaltender Beschleunigungsphasen (beispielsweise durch Abbremsen, Anfahren, Kurvenfahrten, etc.).
Bevorzugt bildet die Ansaugkammer eine Umlenkkammer aus. Die Umlenkkammer ist derart ausgebildet, dass durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels in die Umlenkkammer eintretendes Betriebsmittel aufgrund von mindestens einer Umlenkung des Betriebsmittels zumindest länger in der Umlenkkammer verweilt, so dass sich bevorzugt ein durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter verursachter Unterdruck in und/oder an der Umlenkkammer zumindest reduziert.
Bevorzugt bildet die Ansaugkammer eine Wirbelkammer aus. Die Wirbelkammer kann eingerichtet sein, die Strömung von anzusaugendem Betriebsmittel derart zu beeinflussen, dass in der Wirbelkammer mindestens ein im Wesentlichen ortsfesten Wirbel und bevorzugt zwei ortsfeste Wirbel entsteht/entstehen. Der/die Wirbel kann/können eingerichtet bzw. derart ausbildbar sein, einen durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter verursachten Unterdruck in bzw. an der Wirbelkammer relativ zu umliegenden Außenbereichen des Betriebsmittelbehälters zumindest zu reduzieren. Die umliegenden Außenbereiche sind dabei Bereiche, die außerhalb der Ansaugkammer liegen und direkt an die Ansaugkammer angrenzen. Insbesondere ist der Wirbel eingerichtet, dynamische Druckvariationen in der Ansaugkammer zu reduzieren.
Die Schwappbewegungen des Betriebsmittels sind dabei Bewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter, die durch etwaige auf das Kraftfahrzeug wirkende Beschleunigungen verursacht werden, beispielsweise durch Abbremsen, Anfahren, Kurvenfahrten, etc.
Der hier offenbarten Technologie liegt der Gedanke zugrunde, dass bei vorbekannten Lösungen, wie beispielsweise der Lösung gemäß der eingangs erwähnten DE 10 2008 033057 A1 , dass das die Ansaugstelle aufgrund von Schappbewegungen umströmende Betriebsmittel zumindest zeitweise an der Ansaugstelle einen Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck reduziert die Druckdifferenz zwischen der Ansaugstelle und der Saugseite der Pumpe. Mithin muss die Pumpe aufgrund des Unterdrucks also mehr Energie aufbringen, was mit den zuvor genannten Nachteilen verbunden ist.
Gemäß der hier offenbarten Technologie wird nun in der Ansaugkammer eine Umlenkung der Betriebsmittelströmung bzw. ein Wirbel erzeugt, die/der so gestaltet sein kann, dass der durch die Schwappbewegung des Betriebsmittels verursachte Unterdruck sich verringert.
Eine Umlenkung des Betriebsmittels bzw. der Betriebsmittelströmung umfasst dabei eine Umlenkung von mindestens 50% oder mindestens 80% oder mindestens 90% oder 100% des in die Ansaugkammer einströmenden Betriebsmittels um einen Winkel von mindestens 90° oder mindestens 180°.
Ein Wirbel ist dabei eine Strömung von Betriebsmittelelementen, die sich gemeinsam im Wesentlichen kreis- oder spiralförmig um ein im Wesentlichen ortsfestes Wirbelzentrum drehen. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass etwaige Abweichungen i) von der ideal kreis- oder spiralförmigen Bahn bzw. ii) vom Ort des Wirbelzentrums aufgrund von Reibung, etc. vernachlässigbar sind, solange der gewünschte Effekt weiterhin erzielt wird. Insbesondere kann der Wirbel derart ausgebildet sein, dass sich während einer Schwappbewegung in einer Richtung ein stabiler bzw. quasistationärer Wirbel einstellt. Nicht als Wirbel im Rahmen der hier offenbarten Technologie anzusehen sind etwaige Turbulenzen einer Strömung, die sich insbesondere nicht auf den Unterdruck auswirken.
Die Ansaugkammer umfasst zweckmäßig mindestens einen Einlass, durch den in der Einbaulage Betriebsmittel aus den umliegenden Außenbereichen des Betriebsmittelbehälters in die Ansaugkammer einströmen kann. Zumindest zeitweise kann durch den mindestens einen Einlass des Betriebsmittelbehälters auch Betriebsmittel ausströmen in Bereiche, die unmittelbar benachbart zur Ansaugkammer angeordnet sind. Bevorzugt ist der mindestens eine Einlass trichterförmig ausgebildet. Die Öffnung vom mindestens einen Einlass können quer und/oder senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Bevorzugt ist ein erster Einlass in der Einbaulage näher am Betriebsmittelbehälterboden angeordnet als ein zweiter Einlass. Vorteilhaft kann somit das Betriebsmittel auch bei niedrigen Füllständen einfach in die Ansaugkammer einströmen. Vorteilhaft bildet der Betriebsmittelbehälterboden den ersten Einlass mit aus.
Vorteilhaft kann schwappendes Betriebsmittel, das von oben auf den zweiten Einlass trifft, gezielt durch den zweiten Einlass in die Ansaugkammer gebracht werden. Insbesondere gelangt so von einer Seitenwand des Betriebsmittelbehälters abprallendes Betriebsmittel in die Ansaugkammer. Somit kann besonders gut der Druck in der Ansaugkammer auch zu verschiedenen Zeitpunkten einer Schwappbewegung positiv beeinflusst werden.
Am Einlass kann mindestens ein Strömungsteiler vorgesehen sein. Der Strömungsteiler kann eingerichtet sein, dass einströmende Betriebsmittel in zwei in die Ansaugkammer strömende Teilströme aufzuteilen. Zweckmäßig ist der Strömungsteiler mittig im Einlass vorgesehen. Der Strömungsteiler verbreitet sich bevorzugt in Strömungsrichtung zunehmend.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Strömungsteiler eingerichtet, zwei im Wesentlichen ortsfeste Wirbel in der Ansaugkammer mit auszubilden.
Die Ansaugkammer kann eine Rückwand und eine Vorderwand aufweisen. Der mindestens eine Einlass kann an der Vorderwand ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Einlass im Übergang zum Betriebsmittelbehälterboden ausgebildet. Die Rückwand ist stromab vom Einlass bzw. von der Vorderwand ausgebildet. Zweckmäßig kann die Rückwand parallel zur Vorderwand ausgebildet sein. In einer Ausgestaltung verläuft die Rückwand im Wesentlichen senkrecht zum Betriebsmittelbehälterboden.
Die Ansaugkammer kann mindestens eine Abdeckung umfassen. Die Abdeckung ist beabstandet vom Betriebsmittelbehälterboden ausgebildet und grenzt die Ansaugkammer gegenüber den restlichen Innenbereich des Betriebsmittelbehälters nach oben hin ab. Zweckmäßig kann in der Abdeckung der mindestens eine zweite Einlass vorgesehen sein. Die Abdeckung bewirkt insbesondere, dass in der Ansaugkammer angesammeltes Betriebsmittel nicht während etwaiger Beschleunigungsphasen über den äußeren Rand der Ansaugkammerwände verschüttet bzw. ausgespült wird. Der zweite Einlass ermöglicht das Zuströmen von Betriebsmittel von oben, insbesondere von an einer Seitenwand des Betriebsmittelbehälters abprallendes Betriebsmittel. Zweckmäßig kann hierzu die Querschnittsfläche der Öffnung vom Einlass mindestens um den Faktor 2, 5, 8 oder 10 kleiner sein als die Oberfläche der Abdeckung. In einer Ausgestaltung kann der Einlass als Längsschlitz ausgebildet sein, der bevorzugt parallel und/oder benachbart zur Vorderwand angeordnet ist.
Die Ansaugkammer kann mindestens zwei Seitenwände umfassen. Die Seitenwände erstrecken sich zweckmäßig von der Vorderwand zur Rückwand. In einer bevorzugten Ausgestaltung können die Seitenwände von der Vorderwand zur Rückwand hin sich verjüngend aufeinander zu laufen.
In einer Ausgestaltung kann die Ansaugkammer derart gestaltet sein, dass von der Vorderwand zur Rückwand hin die Querschnittsfläche der Ansaugkammer senkrecht zur Längsachse abnimmt. In einer alternativen Ausgestaltung nimmt die Querschnittsfläche von der Vorderwand zur Rückwand allmählich zu.
Mindestens eine Kammerwand der Ansaugkammer, insbesondere eine oder beide der Seitenwände, die Vorderwand, die Abdeckung und/oder die Rückwand, können als Strömungsleitwand ausgebildet sein, wobei die Strömungsleitwand eingerichtet ist, i) das schwappende Betriebsmittel in die Ansaugkammer zu leiten; und/oder ii) zumindest teilweise die Umlenkung bzw. den Wirbel mit auszubilden.
Im Inneren der Ansaugkammer können weitere Strömungsleitelemente zur Erzeugung des Wirbels und/oder der Umlenkung vorgesehen sein. Insbesondere können die Strömungsleitelemente derart gestaltet sein, dass die Strömungsleitelemente zur Vergleichmäßigung der Strömungsrichtung vom Betriebsmittel innerhalb der Ansaugkammer beitragen. Beispielsweise können die Strömungsleitelemente Strömungsleitplatten sein, die in Längsrichtung der Ansaugkammer orientiert sind. Besonders bevorzugt sind die Strömungsleitelemente am ersten und/oder zweiten Einlass vorgesehen.
Die Ansaugkammer umfasst bevorzugt mindestens eine Transportöffnung zum Transport von Betriebsmittel aus der Ansaugkammer. Bevorzugt wird das Betriebsmittel in bzw. zu einem Schwalltopf und/oder zu einer elektrischen Betriebsmittelpumpe transportiert. Die Transportöffnung ist fluidverbunden mit der Ansaugkammer. Zweckmäßig ist die Transportöffnung näher zum Zentrum der Umlenkung bzw. des Wirbels angeordnet als zum mindestens einen Einlass. Besonders bevorzugt kann die Transportöffnung im im Wesentlichen ortsfesten Zentrum des Wirbels angeordnet sein.
Die Ansaugkammer kann einen Rohrabschnitt aufweisen, über den das zu transportierende Betriebsmittel aus der Ansaugkammer abgeführt wird. Der Rohrabschnitt verläuft zweckmäßig in der Einbaulage im Wesentlichen waagerecht. Vorteilhaft kann somit auch bei geringen Betriebsmittelmengen bereits ohne weiteres Zutun Betriebsmittel in den Rohrabschnitt einströmen.
Der Rohrabschnitt kann durch die/eine Vorderwand, Rückwand und/oder Abdeckung hindurchgeführt sein. Der Rohrabschnitt kann durch jede beliebige Anschlusstechnik an weitere Leitungen angeschlossen sein.
Bevorzugt kann am mindestens einen Einlass der Ansaugkammer eine Siebstruktur vorgesehen sein. Zweckmäßig ist die Struktur eingerichtet, im Betriebsmittel enthaltene Festkörper zumindest teilweise am Eindringen in die Ansaugkammer zu behindern.
Zweckmäßig kann eine Wand des Betriebsmittelbehälters eine Wand der Ansaugkammer zumindest bereichsweise ausbilden. Vorteilhaft lässt sich somit die Ansaugkammer einfacher fertigen, beispielsweise durch urformende Verfahren wie Spritzgießen.
In der Einbaulage der Ansaugkammer im Betriebsmittelbehälter kann die Längsachse der Ansaugkammer im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, bevorzugt parallel zur Fahrtrichtung bzw. zur Fahrzeuglängsachse. Dabei muss die Längsachse nicht waagerecht verlaufen, obwohl eine waagerechte Anordnung vorteilhaft ist. Der Einlass kann so ausgebildet und angeordnet sein, dass entgegen der Fahrtrichtung strömendes bzw. schwappendes Betriebsmittel durch den Einlass in die Ansaugkammer gelangt.
Der hier offenbarte Betriebsmittelbehälter kann mindestens zwei miteinander fluidverbundene Kammern aufweisen. In einer Hauptkammer kann ein Betriebsmittelfördermodul bzw. Schwalltopf vorgesehen sein. In einer Nebenkammer kann die mindestens eine Betriebsmittelpumpe und/oder die mindestens eine Ansaugkammer vorgesehen sein. Die mindestens eine Betriebsmittelpumpe und/oder die mindestens eine Ansaugkammer sind eingerichtet, Betriebsmittel aus der Nebenkammer in die Hauptkammer zu fördern.
In der Einbauposition ist der Einlass so angeordnet, dass entgegen der Fahrrichtung strömendes Betriebsmittel (z.B. beim Anfahren) durch die Vorderwand aufgefangen wird und durch den Einlass in die Ansaugkammer einströmt. In der Ansaugkammer kann eine wellenbrechendes Element vorgesehen sein, beispielsweise eine Platte, die sich in der Einbaulage vom Betriebsmittelbehälterboden entgegen der Fahrtrichtung (also zur Rückwand hin) leicht erhebt. Durch das eindringende Betriebsmittel steigt in der Ansaugkammer (insbesondere im Bereich der Rückwand) der hydrostatische Druck und das Betriebsmittel wird in den Rohrabschnitt gedrückt.
Gemäß der hier offenbarten Technologie ist es möglich, auch bei starken Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, also in Phasen mit einem hohen Kraftstoffverbrauch, genügend Kraftstoff zu transportieren. Vorbekannte passive Ansaugstellen sind hierzu nicht in der Lage.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Ansaugkammer 100;
2 eine schematische Ansicht der Ansaugkammer 100 der 1 von unten;
3 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Längsachse A-A der 2;
4 eine schematische Frontansicht der Ansaugkammer 100 der 1 ;
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ansaugkammer 100;
6 eine schematische Ansicht der Ansaugkammer 100 der 5 von unten;
7 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Längsachse A-A der 6 und
8 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Längsachse A-A der 2 einer weiteren Ausgestaltung.

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der hier offenbarten Ansaugkammer 100. An der Vorderwand 190 ist an der Unterseite am Übergang zum Betriebsmittelbehälterboden der Einlass 120 vorgesehen. In der Mitte vom Einlass 120 ist der Strömungsteiler 122 vorgesehen. Das Betriebsmittel, welches in die Ansaugkammer 100 einströmt, wird durch den Strömungsteiler 122 in zwei Teilströme aufgeteilt. Die Teilströme werden durch die Strömungsleitelemente 124 ausgerichtet. Die Strömungsleitelemente 124 werden hiervon flächigen Platten ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse A-A (vgl. 2) der Ansaugkammer 100 orientiert sind. Die Platten 124 sind hier in so geringen Abständen angeordnet, dass die Vielzahl an Platten 124 gleichzeitig die Siebstruktur ausbilden. Die Siebstruktur verhindert, dass Fremdkörper in die Ansaugkammer 100 gelangen. Die Vorderwand 190 ist hier gewölbt ausgebildet. Die Vorderwand 190 ist hier derart gewölbt ausgebildet, dass in Richtung der Längsachse A-A auf die Vorderwand 190 zuströmendes Betriebsmittel zum Einlass 120 hin abgelenkt wird. Gegenüber der Vorderwand 190 ist eine hier nicht gezeigt Rückwand 180 angeordnet. In der Rückwand 180 ist hier der Rohrabschnitt 170 vorgesehen. Der Rohrabschnitt 170 ist fluidverbindbar mit einer Leitung zum Abtransport des Betriebsmittels. Die Abdeckung 160 verbindet hier die Vorderwand 190 mit der Rückwand 180. Ferner verbindet die Abdeckung 160 hier die beiden Seitenwände 140, 150. In der Abdeckung 160 ist hier der zweite Einlass 130 vorgesehen, durch den das Betriebsmittel zumindest teilweise aus der Ansaugkammer 100 einströmen kann. Der zweite Einlass 130 grenzt hier unmittelbar an die Vorderwand 190 an.
Die 2 zeigt eine schematische Ansicht der Ansaugkammer 100 der 1 von unten. Strichpunktiert gezeigt ist hier die Längsachse A-A der Ansaugkammer 100. Die Ansaugkammer 100 ist hier achsensymmetrisch zur Längsachse A-A aufgebaut. Die Vorderwand 190 weist eine konkav gewölbte Außenoberfläche auf. Die Vorderwand 190 ebenso wie die Rückwand 180 und die Seitenwände 140,150 erstrecken sich im Wesentlichen von dem Betriebsmittelbehälterboden B (vgl. 3) weg. In der hier dargestellten Ausführung verlaufen zumindest die Seitenwände 140, 150 sowie die Rückwand 180 im Wesentlichen senkrecht zum Betriebsmittelbehälterboden B. Wie bereits erwähnt, vergleichmäßigen die Strömungsleitelemente 124 die beiden in die Ansaugkammer 100 einströmenden Teilströme. Als gestrichelte Linie sind hier die beiden Wirbel W gezeigt, die sich hier aufgrund der Umlenkung der jeweiligen Teilströmung ergeben. Die Wirbel W weisen ein im Wesentlichen ortsfestes Zentrum Z auf, um welches sich die Betriebsmittelelemente des Wirbels W drehen. Ein Teil dieser Teilströme gelangt durch die Transportöffnung 112 in den Rohrabschnitt 170 und wird von dort aus weiter transportiert. Ein anderer Teil der Teilströme strömt idealisiert gezeigt spiralförmig vom Behälterboden weg in Richtung der Fahrzeughohachse und wird dabei langsamer (vgl. 3).
Die 3 zeigt einen Querschnitt von der hier offenbarte Ansaugkammer 100 entlang der Längsachse A-A. Die Ansaugkammer 100 liegt hier auf dem Betriebsmittelbehälterboden B auf. Mithin bildet also der Betriebsmittelbehälterboden B eine Kammerwand der Ansaugkammer 100 aus. Nicht gezeigt in den 1 bis 4 ist das Befestigungsmittel zur Befestigung der Ansaugkammer 100 am Betriebsmittelbehälterboden B. Hierzu können unterschiedlichste Konstruktionen vorgesehen sein, um die Ansaugkammer 100 stoffschlüssig, kraftschlüssig oder formschlüssig an den Betriebsmittelbehälterboden B zu befestigen. In einer Ausgestaltung wird die Ansaugkammer 100 über ein Anpressmittel gegen den Betriebsmittelbehälterboden B gepresst. Gleiches gilt für die Befestigung der Ansaugkammer 100 gemäß den 5 bis 7.
Der 3 ist gut zu entnehmen, dass der Rohrabschnitt 170 im Wesentlichen parallel zum Betriebsmittelbehälterboden B angeordnet ist. Bevorzugt ist dieser Rohrabschnitt 170 in der Einbauposition waagerecht ausgerichtet, so dass (insbesondere bei niedrigen Füllständen) das Betriebsmittel direkt in den Rohrabschnitt 170 einströmen kann. Vorteilhaft ist der Rohrabschnitt 170 so tief wie möglich angeordnet. Auch ist in der Seitenansicht gut zu erkennen, dass die Vorderwand 190 derart gewölbt ist, dass auf die Vorderwand 190 auftreffendes Betriebsmittel zum Einlass 120 (also zum Betriebsmittelbehälterboden B hin) geleitet wird. Als gestrichelte Linie ist hier ebenfalls ein Teilstrom der sich ausbildenden Teilströme eingezeichnet. Wie hier zu erkennen ist, bildet sich in der hier dargestellten Ausführungsform einen Wirbel W aus, der gleichzeitig eine Geschwindigkeitskomponente umfasst, die vom Betriebsmittelbehälterboden B weg orientiert ist. Mithin wird also das Betriebsmittel nicht nur auf eine Kreisbahn gelenkt, sondern gleichzeitig auch nach oben befördert. Somit stellt sich hier also ein nach oben abgeleiteter Strudel ein. Der Strudel verliert nach oben hin an Energie. Der von der Abdeckung hier nach unten weisende Steg bewirkt, dass nur ein kleiner Teilstrom vom Wirbel W über den zweiten Einlass 130 ausströmt. Ferner bewirkt der Steg, dass zu anderen Zeiten (hier nicht gezeigt) durch den zweiten Einlass 130 Betriebsmittel durch den vom Steg mit ausgebildeten unteren Schlitz Betriebsmittel in die Umlenkkammer gelangt und die Wirbel W mit ausbildet. Ein solcher Schlitz muss aber nicht vorgesehen sein. Ebenso kann über die nach oben offenen Strömungsleitelemente 124 das Betriebsmittel vom zweiten Einlass 130 her einströmen.
Die Abdeckung 160 beginnt an der Vorderwand 190 und fällt zur Rückwand 180 hin ab. Dies muss aber nicht so sein. Gleichsam kann die Abdeckung 160 auch im Wesentlichen parallel zum Betriebsmittelbehälterboden ausgebildet sein. Die Abdeckung kann mit der Vorderwand 190 bündig abschließen oder vorstehend ausgebildet sein. In der Rückwand 180 ist hier ein zurückversetzter Raum 182 angeordnet, der in den Rohrabschnitt 170 übergeht.
In der 4 ist eine Frontansicht der Ansaugkammer 100 gemäß der 1 gezeigt. Es ist gut zu sehen, dass Bereiche vom Einlass 120, die näher an den Seitenwänden 140, 150 ausgebildet sind, größere Einströmöffnungen aufweisen als Bereiche, die weiter entfernt sind. Mit anderen Worten ist der Einlass so gestaltet, dass von den Seitenwänden 140, 150 zu dem Mittelbereich hin der Einströmquerschnitt abnimmt. Eine solche Einströmgeometrie wirkt sich vorteilhaft auf die Ausbildung des Wirbels W aus.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier offenbarten Technologie. Die Vorderwand 190 verläuft hier nicht im Wesentlichen senkrecht zum Betriebsmittelbehälterboden B, sondern in einem Winkel von ca. 45 °. Am vorderen Ende der Vorderwand 190 ist der Einlass 120 vorgesehen, der hier wiederum an den Betriebsmittelbehälterboden B angrenzt. Das hintere Ende der Vorderwand 190 grenzt hier an den zweiten Einlass 130. Der zweite Einlass 130 wird ebenfalls von der Abdeckung 160 begrenzt. Zwischen der abgeschrägten Vorderwand 190 und der Abdeckung 160 ist hier also der zweite Einlass 130 ausgebildet. Der zweite Einlass 130 umfasst hier Strömungsleitelemente 134 die Seitenwände 140,150 und die Rückwand 180 sind hier im Wesentlichen senkrecht zum Betriebsmittelbehälterboden B ausgebildet.
Die 6 zeigt eine Sicht auf die Ansaugkammer 100 von unten. Die Ansaugkammer 100 ist achsensymmetrisch zur Längsachse A-A ausgebildet. Die Strömungsleitelemente 124, 134 verlaufen hier parallel zur Längsachse A-A-. Die Außenoberfläche der Vorderwand 190 ist konkav ausgebildet. Die einzelnen Strömungsleitelemente 124,134 sind derart eng beabstandet zueinander angeordnet, dass sie eine Siebstruktur ausbilden.
Die 7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Längsachse A-A der 6. Der Rohrabschnitt 170 ist im Wesentlichen so ausgebildet, wie es im Zusammenhang mit der 3 erläutert wurde. Das Betriebsmittel strömt durch den Einlass 120 in die Ansaugkammer 100. In der Ansaugkammer 100 bildet sich der Wirbel W aus, der um das im Wesentlichen ortsfeste Wirbelzentrum Z rotiert. Im Vergleich zu den beiden in der 2 gezeigten Wirbeln W rotiert hier der Wirbel W um eine Achse, die im Wesentlichen parallel zum Betriebsmittelbehälterboden B und senkrecht zur Längsachse A-A verläuft. Ein Teil des Betriebsmittels gelangt in die Transportöffnung 112 des Rohrabschnitts 170. Ein weiterer Teil des Betriebsmittels strömt durch den zweite Einlass 130 ein (hier nicht gezeigt).
Die 8 zeigt eine weitere Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie. Der Rohrabschnitt 170 ist hier nicht durch die Rückwand 180 hindurchgeführt, sondern durch die Abdeckung 160 bzw. Vorderwand 190. Die Transportöffnung 112 kann bündig an der Abdeckung 160 bzw. Vorderwand 190 vorgesehen sein. Hier ist die Transportöffnung 112 weiter im Inneren der Ansaugkammer vorgesehen. Ferner ist hier eine weitere laterale Siebstruktur vorgesehen, die hier mittig vorgesehen ist. Durch den Rohrabschnitt 170 kann das Betriebsmittel zur weiteren Verwendung gefördert/angesaugt werden. Vorteilhaft kann somit die Leitungslänge der Saugleitung bzw. Treibleitung verringert werden, was sich positiv auf Strömungsverluste, Kosten, Gewicht bzw. Bauraum auswirken kann. Eine solche Anordnung vom Rohrabschnitt 170 ist ebenso bei den Ausgestaltungen gemäß den anderen Figuren vorstellbar.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Das bevorzugte Betriebsmittel ist Kraftstoff. Gleichsam ist vorstellbar, dass die hier offenbarte Technologie zum Transport von anderen Flüssigkeiten (z.B. Wasser oder einer wässrigen Lösung) eingesetzt wird. Auch wenn hier die Rede ist von einer Betriebsmittelpumpe und einen Betriebsmittelbehälter, so sollen gleichsam die Begriffe Kraftstoffpumpe und Kraftstoffbehälter mit offenbart sein. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der zweite Einlass 130 jeweils weiter von Betriebsmittelbehälterboden B beabstandet als der erste Einlass 120.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008033057 A1 [0001, 0010]

Claims

Ansaugkammer (100) für eine Betriebsmittelpumpe zum Ansaugen von in einem Betriebsmittelbehälter eines Kraftfahrzeuges gespeicherten Betriebsmittels, wobei die Ansaugkammer (100) als Umlenkkammer ausgebildet ist, wobei die Umlenkkammer derart ausgebildet ist, dass durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels in die Umlenkkammer eintretendes Betriebsmittel aufgrund von mindestens einer Umlenkung des Betriebsmittels länger in der Umlenkkammer verweilt als bei einer Ansaugkammer ohne Umlenkung, so dass sich ein durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter verursachter Unterdruck in der Umlenkkammer zumindest reduziert.
Ansaugkammer (100) nach Anspruch 1, wobei die Umlenkkammer als Wirbelkammer ausgebildet ist, wobei die Wirbelkammer eingerichtet ist, die Strömung von anzusaugendem Betriebsmittel derart zu beeinflussen, dass in der Wirbelkammer mindestens ein im Wesentlichen ortsfester Wirbel (W) entsteht, wobei der Wirbel (W) eingerichtet ist, einen durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels im Betriebsmittelbehälter verursachten Unterdruck in der Wirbelkammer zumindest zu reduzieren.
Ansaugkammer (100) für eine Betriebsmittelpumpe zum Ansaugen von in einem Betriebsmittelbehälter eines Kraftfahrzeuges gespeicherten Betriebsmittel, wobei die Ansaugkammer (100) mindestens einen Einlass (120, 130) aufweist, wobei ein erster Einlass (120) und ein zweiter Einlass (130) zum Einströmen von Betriebsmittel in die Ansaugkammer (100) vorgesehen sind, und wobei in der Einbaulage der erste Einlass (120) näher am Betriebsmittelbehälterboden (B) angeordnet ist als der zweite Einlass (130).
Ansaugkammer nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ansaugkammer (100) eine Rückwand (180) und eine Vorderwand (190) aufweist, wobei an der Vorderwand (190) der erste Einlass (120) zumindest teilweise ausgebildet ist, und wobei an einer Abdeckung (160) der Ansaugkammer (100) oder an der Vorderwand (190) der zweite Einlass (130) ausgebildet ist.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Strömungsteiler (122) am mindestens einen Einlass (120, 130) vorgesehen ist, der das einströmende Betriebsmittel in zwei in die Ansaugkammer (100) strömende Teilströme aufteilt.
Ansaugkammer (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Ansaugkammer (100) als als Umlenkkammer ausgebildet ist, wobei die Umlenkkammer derart ausgebildet ist, dass durch Schwappbewegungen des Betriebsmittels in die Umlenkkammer eintretendes Betriebsmittel aufgrund der Umlenkung des Betriebsmittels länger in der Umlenkkammer verweilt als bei einer Ansaugkammer ohne Umlenkung.
Ansaugkammer (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Ansaugkammer (100) als Wirbelkammer ausgebildet ist, wobei die Wirbelkammer eingerichtet ist, die Strömung von anzusaugendem Betriebsmittel derart zu beeinflussen, dass in der Wirbelkammer mindestens ein im Wesentlichen ortsfester Wirbel (W) entsteht.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend mindestens eine Transportöffnung (112), zum Transport von Betriebsmittel aus der Ansaugkammer (100), wobei die Transportöffnung (112) näher zum Zentrum (Z) der Umlenkung und/oder des Wirbels (W) angeordnet ist als zum mindestens einen Einlass (120, 130).
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transportöffnung (112) im Zentrum (Z) des Wirbels (W) angeordnet ist.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eine Kammerwand (140, 150, 160, 180, 190) der Ansaugkammer (100), insbesondere eine oder beide Seitenwände (140, 150) der Ansaugkammer (100), als Strömungsleitwand (142, 152) ausgebildet ist/sind, wobei die Strömungsleitwand (142, 152) eingerichtet ist, i) das schwappende Betriebsmittel in die Ansaugkammer zu leiten; und/oder ii) zumindest teilweise die Umlenkung und/oder den Wirbel (W) mit auszubilden.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Inneren der Ansaugkammer (100) weitere Strömungsleitelemente (124, 134) zur Vergleichmäßigung der Strömungsrichtung vom Betriebsmittel innerhalb der Ansaugkammer (100) aufweist.
Ansaugkammer (100) nach Anspruch 11, wobei die Strömungsleitelemente (124) am mindestens einen Einlass (120, 130) vorgesehen sind.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zu transportierender Betriebsmittel über einen Rohrabschnitt (170) der Ansaugkammer (100) abführbar ist, wobei der Rohrabschnitt (170) in der Einbaulage im Wesentlichen waagerecht verläuft.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei am mindestens einen Einlass (120, 130) eine Siebstruktur vorgesehen ist, die eingerichtet ist, im Betriebsmittel enthaltene Festkörper zumindest teilweise am Eindringen in die Ansaugkammer zu behindern.
Ansaugkammer (100) nach Anspruch 14, wobei die Strömungsleitelemente (124) die Siebstruktur ausbilden.
Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Wand des Betriebsmittelbehälters eine Kammerwand der Ansaugkammer ausbildet.
Betriebsmittelpumpe, umfassend mindestens eine Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Betriebsmittelpumpe nach Anspruch 17, wobei die Ansaugkammer (100) fluidverbunden ist mit einer Saugleitung der Betriebsmittelpumpe; und/oder wobei in der Ansaugkammer (100) mindestens eine Treibleitung einer Saugstrahlpumpe vorgesehen ist.
Betriebsmittelbehälter, umfassend: - mindestens eine Betriebsmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche; und/oder - mindestens eine Ansaugkammer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Betriebsmittelbehälter nach Anspruch 19, wobei in der Einbaulage die Längsachse (A-A) der Ansaugkammer (100) im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft, und wobei der mindestens einen Einlass (120, 130) so ausgebildet und angeordnet ist, dass entgegen der Fahrtrichtung strömendes Betriebsmittel in die Ansaugkammer (100) gelangt.
Betriebsmittelbehälter nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Betriebsmittelbehälter mindestens zwei miteinander fluidverbundene Kammern aufweist, wobei in einer Hauptkammer ein Betriebsmittelfördermodul vorgesehen ist, und wobei in einer Nebenkammer die mindestens eine Betriebsmittelpumpe und/oder die mindestens eine Ansaugkammer (100) vorgesehen ist, und wobei die mindestens eine Betriebsmittelpumpe und/oder die mindestens eine Ansaugkammer (100) eingerichtet ist, Betriebsmittel aus der Nebenkammer in die Hauptkammer zu fördern.
Betriebsmittelbehälter nach Anspruch 19, 20 oder 21, wobei die Öffnung vom mindestens einen Einlass (120, 130) quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft.