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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Befüllvorrichtung.
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Bei herkömmlichen Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen sind Befüllvorrichtungen beispielsweise im Zusammenhang mit der Befüllung eines Waschwasserbehälters einer herkömmlichen Scheibenwaschanlage bekannt.
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Eine dem Stand der Technik angehörende Befüllvorrichtung ist in der
DE 10 2018 208 398 A1 gezeigt, welche eine Befüllvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zeigt. Weiterer Stand der Technik wird durch die
US 7 677 631 B1 gebildet.
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In der Regel ist bei herkömmlichen Scheibenwaschanlagen ein Einfüllstutzen für den Waschwasserbehälter unter einer Karosserieklappe wie einer Fahrzeugfrontklappe bzw. unter einer Motorhaube im Motorraum vorgesehen.
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Alternative Ausführungen sehen den Einfüllstutzen beispielsweise in einer Wasserrinne einer Heckklappe des Fahrzeugs vor. Weitere Ausführungen sehen eine Befüllung des Waschwasserbehälters über einen Haubenspalt beispielsweise zwischen Motorhaube und Kotflügel vor.
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Sofern das Fahrzeug eine Frontklappe besitzt, die lediglich in einer Werkstatt mittels speziellem Werkzeug betätigt werden soll und weitläufig als eine sogenannte „Serviceklappe“ bezeichnet wird, ist der Einfüllstutzen des Waschwasserbehälters nicht ohne weiteres zugänglich. Das Vorsehen von sichtbaren Einzelklappen bzw. Deckeln in Karosserieelementen, welche bestimmten Designanforderungen unterliegen, wird in der Regel aus design- und fertigungstechnischen Gründen vermieden, wenn dies möglich ist.
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Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Ausführung ist in 1 gezeigt, welche eine schematische Darstellung einer dem Stand der Technik angehörenden Befüllvorrichtung 1' in einer Querschnittsansicht veranschaulicht.
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Grundsätzlich umfasst ein nicht näher in 1 dargestelltes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, die Befüllvorrichtung 1', welche eine Karosserieklappe 2' aufweist, die zumindest abschnittsweise eine Außenhaut des Fahrzeugs ausbildet und eingerichtet ist, zwischen einer ersten Position und einer sich von der ersten Position unterscheidenden zweiten Position verschwenkt zu werden, wobei die Karosserieklappe 2' eine Öffnung 7' aufweist, wie in 1 dargestellt ist. Im dargestellten Fall ist die Karosserieklappe 2' ein Fahrzeugkarosserieaußenteil, insbesondere eine Frontklappe oder eine Motorhaube, des Fahrzeugs.
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Dabei entspricht die zweite Position einer herkömmlichen Öffnungsstellung der Frontklappe bzw. der Motorhaube, so dass der Motorraum zugänglich ist, während die erste Position eine herkömmliche Schließposition der Frontklappe bzw. Motorhaube ist.
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Weiterhin umfasst die Befüllvorrichtung 1' eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung 7' mittels eines an der Öffnung 7' vorgesehenen, verschwenkbaren Deckelelements 4' und einen Einfüllstutzen 3', der so in Bezug auf die Öffnung 7' angeordnet ist, dass der Einfüllstutzen 3' mit einem Fluid wie einer Scheibenwaschflüssigkeit über die Öffnung 7' bei in erster Position befindlicher Karosserieklappe 2', d.h. bei in Schließposition befindlicher Karosserieklappe 2', befüllt werden kann.
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Die Einrichtung zum Öffnen und Schließen umfasst eine Lagerung 5', welche das Deckelelement 4' verschwenkbar an dem Einfüllstutzen 3' lagert. Dementsprechend kann das Deckelelement 4' zum Öffnen der Öffnung 7' und zum Schließen der Öffnung 7' bewegt werden, wobei das Deckelelement 4' in der die Öffnung 7' verschließenden Position dichtend an der Karosserieklappe 2' anliegt.
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Der Einfüllstutzen 3' steht mit einem Behälter 9' für Scheibenwischwasser in Verbindung, so dass der Behälter 9' für Scheibenwischwasser über den Einfüllstutzen befüllt werden kann. Dabei sind der Einfüllstutzen 3' und der Behälter 9' für Scheibenwischwasser als separate Bauteile ausgeführt. Insbesondere ist der Einfüllstutzen 3' mit der Karosserieklappe 2' derart verbunden, dass sich der Einfüllstutzen 3' sowie das Deckelelement 4' bei Verschwenkung der Karosserieklappe 2' von der ersten Position in Richtung der zweiten Position mit der Karosserieklappe 2' mitbewegen, während der Behälter 9' für Scheibenwischwasser ortsfest in Bezug auf den Fahrzeugaufbau verbleibt.
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Wird die Karosserieklappe 2' von der zweiten Position zurück zu der ersten Position bewegt, so gelangen ein unterer Endabschnitt bzw. Randabschnitt 10' des Einfüllstutzens 3' und ein Öffnungsabschnitt 12' des Behälters 9 für Scheibenwischwasser dadurch dichtend miteinander in Eingriff bzw. in Berührung, dass der untere Endabschnitt mit einem konisch ausgebildeten Dichtring vorgesehen ist, welcher in den Öffnungsabschnitt 12' über einen Reib- und/oder Formschluss abdichtend eingeführt wird, wie in 1 dargestellt ist.
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Beispielsweise kann ein nicht näher veranschaulichtes Emblem an einer Außenseite des Deckelelements 4' vorgesehen sein, so dass das Deckelelement 4' in optischer bzw. designtechnischer Hinsicht verborgen bzw. unauffällig ist.
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Im Fahrtbetrieb des Fahrzeugs kann allerdings bei der dem Stand der Technik angehörende Befüllvorrichtung 1' bei einer Vollbremsung des Fahrzeugs aus höherer Geschwindigkeit Waschwasser aus dem unter dem Deckelelement 4' positionierten Einfüllstutzen 3' herausschwappen bzw. herausströmen; selbst dann, wenn das Deckelelement 4' in geschlossener Stellung an der Karosserieklappe 2' bzw. der Öffnung 7' anliegt, um eine gewisse Dichtwirkung zu erzielen.
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2a zeigt schematisch eine zu 1 ähnliche Befüllvorrichtung 1', bei der bei einem Fluid- bzw. Wasserstand 14' in dem Behälter 9' das Austreten eines Wasserschwalls 16' schematisch veranschaulicht ist, wenn eine Vollbremsung des Fahrzeugs vorgenommen wird und das Deckelelement 4' in offener Stellung ist.
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2b zeigt eine andere perspektivische Ansicht der Befüllvorrichtung von 2a, bei der eine Einfüllöffnung 18' des Einfüllstutzens 3' besser erkennbar ist. Aufgrund des hohen Wasserstands 14' im Behälter 9' ist auch der Wasserstand im Anschlussstutzen/Einfüllstutzen 3' entsprechend hoch, so dass bei Versuchen festgestellt wurde, dass auch bei geschlossenem Deckelelement 4' ein Wasserschwall aus der Öffnung 7' austreten kann.
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Naheliegende Maßnahmen gegen das Herausschwappen des Waschwassers könnte der Einsatz von alternativen Verschlussdeckeln verschiedener Art sein, das Vorsehen eines Rückschlagventils, z. B. in Form einer Membran, das Ausgestalten eines Abschnitts des Einfüllstutzens in Form eines Labyrinths, das Vorsehen von Dichtlippen, etc.
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Sofern aber derartige Maßnahme ergriffen werden, tritt ein Effekt des Blockierens beim Befüllen auf, welcher beispielsweise über separate Entlüftungsschläuche, wie sie oft bei Tanksystemen zum Einsatz kommen, vermieden werden könnte.
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Der vorstehende Effekt wird am Beispiel der Verwendung eines Rückschlagventils anhand von 3 näher veranschaulicht.
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Wie in 3 gezeigt ist, wird, wenn man das Herausschwappen des Wassers mit einem Rückschlagventil 50' unterbindet, das Befüllen wegen mangelnder Entlüftungsmöglichkeit verhindert, da das Rückschlagventil 50' gegen das vorhandene Luftpolster L nicht öffnet.
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Ist das Rückschlagventil 50' jedoch nicht vorgespannt, hält es das Schwallwasser nicht zurück. Wenn man die Einfüllöffnung 18' des Einfüllstutzens 3' stattdessen massiv verkleinert, dann kann das Luftpolster L im Vorratsbehälter ebenso wenig entweichen, so dass das Befüllen infolge Kapillarwirkung ebenfalls schwer möglich ist. Ebenso kann es aufgrund des Rückschlagventils 50' zu einem Wasserrückstau 60' oberhalb des Rückschlagventils 50' kommen, so dass letztlich wieder Waschwasser bei Vollbremsung aus dem Einfüllstutzen 3' über die Öffnung 7' herausschwappen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befüllvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Befüllvorrichtung zu Verfügung zu stellen, welche die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik überwinden können.
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Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befüllvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Befüllvorrichtung zu Verfügung zu stellen, welche ein Herausschwappen von einem Fluid vermeiden oder zumindest verringern können, vorzugsweise ohne dabei das Befüllen des Behälters zu erschweren.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befüllvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung ist für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen und umfasst:
- eine Karosserieklappe, die zumindest abschnittsweise eine Außenhaut des Fahrzeugs ausbildet und eingerichtet ist, zwischen einer ersten Position und einer sich von der ersten Position unterscheidenden zweiten Position verschwenkt zu werden, wobei die Karosserieklappe eine Öffnung aufweist;
- einen Behälter zum Aufbewahren eines Fluids; und
- einen Einfüllstutzen, der an der Karosserieklappe derart vorgesehen ist, dass der Behälter in einer Strömungsrichtung über die Öffnung und den Einfüllstutzen mit Fluid befüllt werden kann,
- wobei der Einfüllstutzen einen Kanal ausbildet, der die Öffnung in der Karosserieklappe mit dem Behälter verbindet, wobei der Kanal im Bereich der Öffnung einen Einfüllabschnitt aufweist, in dem eine Schwallwand ausgebildet ist, die den Strömungsquerschnitt in Bezug auf die stromaufwärts zur Schwallwand angeordnete Öffnung und in Bezug auf einen stromabwärts zur Schwallwand liegenden Kanalabschnitt des Kanals verringert.
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Dementsprechend kann der Einfüllstutzen im Bereich der Öffnung bei dem Einfüllabschnitt als Einfülltopf mit Schwallwand ausgebildet werden, wobei eine Entlüftung des Kanals ventillos erfolgen kann.
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Die vorzugsweise im Fahrzeugkoordinatensystem waagrecht ausgerichtete Schwallwand verringert den Strömungsquerschnitt auf etwa 2/3 des ursprünglichen Strömungsquerschnitts der Einfüllöffnung ohne Schwallwand, so dass das Wasser, welches sich im Vorratssystem befindet, nicht austreten kann.
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Das Befüllen durch die verbleibende Einfüllöffnung hindurch ist jedoch möglich, da ein Entlüftungsrohr vorzugsweise hinzugefügt wird, welches oberhalb eines denkbaren Wasserspiegels endet. Der Einfüllstutzen wird dabei vorzugsweise als separates Teil mit einem Spritzgusswerkzeug hergestellt, d.h. mittels eines Spritzgussverfahrens. Durch die Positionierung in einer Werkzeugtrennebene können zusätzliche Schieber vermieden werden. Das heißt, dass eine Oberseite des Einfüllstutzens durch eine Hälfte eines Spritzgusswerkzeugs geformt werden kann, während eine Unterseite durch die andere bzw. in diesem Fall durch einen bereits vorhandenen Schieber geformt werden kann. Dabei ist eine Kavität frei von Hinterschnitten, die ein Entnehmen des fertigen Bauteils aus dem Werkzeug verhindern würden. Wären diese Hinterschnitte vorhanden, wäre es erforderlich, zusätzliche Schieber in das Werkzeug zu integrieren, sofern möglich, oder aber Zusatzteile müssten montiert werden.
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Die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung kann in vorteilhafter Weise so ausgebildet werden, dass eine durch die Schwallwand gebildete Einfüllöffnung den verringerten Strömungsquerschnitt festlegt, wobei angrenzend zu der Einfüllöffnung ein Entlüftungsrohr ausgebildet ist, dessen einer Endabschnitt sich von der Schwallwand in Richtung stromaufwärts zu der Öffnung erstreckt und/oder dessen anderer Endabschnitt sich stromabwärts in Bezug auf die Schwallwand erstreckt.
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Weiterhin kann die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung derart weitergebildet werden, dass der Einfüllstutzen und der Behälter so ausgebildet sind, dass die Schwallwand und das Entlüftungsrohr oberhalb eines Fluidfüllstands in dem Einfüllstutzen angeordnet sind, der von einem vorbestimmten maximalen Fluidfüllstand des Behälters herrührt.
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Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung so verwirklicht werden, dass der Einfüllstutzen und der Behälter so ausgebildet sind, dass die Schwallwand oberhalb eines Fluidfüllstands in dem Einfüllstutzen angeordnet ist, der von einem vorbestimmten maximalen Fluidfüllstand des Behälters herrührt.
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Überdies kann die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung derart realisiert werden, dass die Schwallwand den Strömungsquerschnitt um ½ bis ¾, vorzugsweise um mindestens 2/3 bis ¾, beispielsweise um 72%, in Bezug auf den Strömungsquerschnitt des stromabwärts zur Schwallwand liegenden Kanalabschnitts verringert. Dadurch, dass das Entlüftungsrohr ebenso neben der Schwallwand vorgesehen ist, verbleibt somit vorzugsweise ein Strömungsquerschnitt von 17% in Bezug auf den ursprünglichen Strömungsquerschnitt ohne Schwallwand und ohne Entlüftungsrohr.
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Ferner kann die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung so umgesetzt werden, dass der Einfüllstutzen als separates Bauteil ausgebildet und so geformt ist, dass er mit einem unteren Endabschnitt stromabwärts der Schwallwand in einen Behälterstutzen des Behälters einsteckbar ist.
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Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung derart weitergebildet werden, dass der Einfüllstutzen als separates Bauteil durch Spritzgießen hergestellt ist.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug und umfasst die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung.
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Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung erläuterten Eigenschaften und Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung verwiesen wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beispielhaft beschrieben.
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Es zeigen:
- 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittsansicht; und
- 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung von 4 in einer perspektivischen Ansicht von oben.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer Querschnittsansicht, wobei gleiche oder ähnliche Elemente der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung 1 in Bezug auf jene der dem Stand der Technik angehörenden und in 1-3 dargestellten Befüllvorrichtungen 1' mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind. Dabei wird bei der nachfolgenden Beschreibung vorwiegend auf die Unterschiede in Bezug auf die dem Stand der Technik angehörende Befüllvorrichtungen 1' näher eingegangen.
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Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, ist die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug vorgesehen, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Kraftfahrzeug ist.
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Die Befüllvorrichtung 1 umfasst eine Karosserieklappe 2, die als ein Fahrzeugkarosserieaußenteil durch eine Frontklappe oder eine Motorhaube des Fahrzeugs gebildet wird und somit abschnittsweise eine Außenhaut des Fahrzeugs ausbildet.
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Die Karosserieklappe 2 ist dabei eingerichtet, zwischen einer ersten Position und einer sich von der ersten Position unterscheidenden zweiten Position verschwenkt zu werden, wobei die als Frontklappe oder Motorhaube ausgeführte Karosserieklappe 2 in der ersten Position in einem Schließzustand ist, d.h. den Motorraum des Fahrzeugs verschließt, während die Karosserieklappe 2 in der zweiten Position in einem Öffnungszustand ist, d.h. den Motorraum des Fahrzeugs freigibt bzw. von außen zugänglich macht.
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Weiterhin weist die Karosserieklappe 2 eine Öffnung 7 auf, welche über ein Deckelelement 4, auf dem ein Emblem vorgesehen sein kann, verschließbar ist oder geöffnet werden kann.
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Überdies weist die Befüllvorrichtung 1 einen Behälter 9 zum Aufbewahren eines Fluids, in diesem Fall zum Aufbewahren von Scheibenwischwasser bzw. Waschwasser, auf, welcher ortsfest an dem Fahrzeugaufbau befestigt ist, und weist weiter einen Einfüllstutzen 3 auf, der an der Karosserieklappe 2 derart angebracht ist, dass der Einfüllstutzen 3 zusammen mit der Karosserieklappe 2 relativ zu dem Behälter 9 zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschwenkbar ist und mit der Öffnung 7 verbunden ist.
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Dabei ist ein Endabschnitt des Einfüllstutzens 3, welcher in Form eines Zentrierkonus ausgebildet ist, wie in 4 ersichtlich ist, bei in erster Position befindlicher Karosserieklappe 2 in einen Öffnungsabschnitt 12 des Behälters 9 abschnittsweise so eingesetzt ist, dass der Behälter 9 über die Öffnung 7 und den Einfüllstutzen 3 mit Fluid befüllt werden kann, wie dies in 4 veranschaulicht ist.
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Wie ebenso in 4 ersichtlich ist, ist der Öffnungsabschnitt 12 in Form eines Trichters zur Aufnahme des Zentrierkonus ausgebildet. Dabei ist der Trichter über einen Faltenbalg 85 mit dem Behälter 9 verbunden.
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Wie bereits erwähnt ist, ist der Einfüllstutzen 3 an der Karosserieklappe derart vorgesehen, dass der Behälter 9 in einer Strömungsrichtung über die Öffnung 7 und den Einfüllstutzen 3 mit Fluid befüllt werden kann. Der Einfüllstutzen bildet somit einen Kanal aus, der die Öffnung 7 in der Karosserieklappe 2 mit dem Behälter 9 verbindet, wobei der Kanal im Bereich der Öffnung 7 einen Einfüllabschnitt in Form eines Einfülltopfes aufweist, in dem eine Schwallwand 80 ausgebildet ist.
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Die Schwallwand 80 verringert dabei den Strömungsquerschnitt in Bezug auf die stromaufwärts zur Schwallwand 80 angeordnete Öffnung 7 und in Bezug auf einen stromabwärts zur Schwallwand 80 liegenden verbleibenden Kanalabschnitt des Kanals.
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Wie weiterhin in den 4 und 5 erkennbar ist, legt eine durch die Schwallwand 80 gebildete Einfüllöffnung 18 den verringerten Strömungsquerschnitt fest, wobei angrenzend zu der Einfüllöffnung 18 ein Entlüftungsrohr 70 ausgebildet ist, dessen einer oberer Endabschnitt sich von der Schwallwand 80 in Richtung stromaufwärts zu der Öffnung 7 erstreckt und dessen anderer unterer Endabschnitt sich stromabwärts in Bezug auf die Schwallwand 80 erstreckt.
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Wie weiterhin insbesondere in 4 veranschaulicht ist, sind der Einfüllstutzen 3 und der Behälter 9 so ausgebildet, dass die Schwallwand 80 und das Entlüftungsrohr 70 oberhalb eines Fluidfüllstands in dem Einfüllstutzen 3 angeordnet sind, der von einem vorbestimmten maximalen Fluidfüllstand 14 des Behälters 9 herrührt.
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Dabei verringert die Schwallwand 80 den Strömungsquerschnitt in diesem Ausführungsbeispiel um mindestens 2/3 bis ¾, vorzugsweise auf 72%, in Bezug auf den Strömungsquerschnitt des stromabwärts zur Schwallwand 80 liegenden Kanalabschnitts verringert.
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Dadurch, dass das Entlüftungsrohr 70 ebenso neben der Schwallwand 80 vorgesehen ist, verbleibt somit vorzugsweise ein Strömungsquerschnitt von 17% in Bezug auf den ursprünglichen Strömungsquerschnitt ohne Schwallwand 80 und ohne Entlüftungsrohr 70.
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Insbesondere kann der Strömungsquerschnitt so weit verringert werden, dass ein Schwall verhindert wird, aber gleichzeitig ein Befüllen über die Einfüllöffnung 18 innerhalb angemessener Zeit, z.B. 3-5 Litern pro Minute, möglich ist. Die Schwallwandgröße ergibt sich somit anhand dieser Erwägungen und wird vorzugsweise mehr als die Hälfte des Strömungskanalquerschnitts betragen, in diesem Ausführungsbeispiel somit 2/3 des Strömungskanalquerschnitts.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Einfüllstutzen 3 vorteilhafter Weise als separates Bauteil ausgebildet und so geformt, dass er mit einem unteren Endabschnitt stromabwärts der Schwallwand 80 in einen Behälterstutzen des Behälters 9 einsteckbar ist. Vorzugsweise ist der Einfüllstutzen 3 als separates Bauteil durch Spritzgießen hergestellt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist ein nicht näher veranschaulichtes Emblem an einer Außenseite eines an der Öffnung 7 vorgesehenen Deckelelements 4 zum Öffnen und Verschließen der Öffnung 7 vorgesehen, so dass das Deckelelement 4 in optischer bzw. designtechnischer Hinsicht verborgen bzw. unauffällig ist.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1', 1
- Befüllvorrichtung
- 2', 2
- Karosserieklappe
- 3', 3
- Einfüllstutzen
- 4', 4
- Deckelelement
- 5', 5
- Lagerung
- 7', 7
- Öffnung
- 9', 9
- Behälter
- 10'
- unterer Endabschnitt bzw. Randabschnitt
- 12', 12
- Öffnungsabschnitt
- 14', 14
- Fluid- bzw. Wasserstand
- 16'
- Wasserschwall
- 18', 18
- Einfüllöffnung
- 50'
- Rückschlagventil
- 60'
- Wasserrückstau
- 70
- Entlüftungsrohr
- 80
- Schwallwand
- 85
- Faltenbalg
