WO2020016009A1 - Flüssigkeitsbehälter für ein kraftfahrzeug und verfahren zum herstellen eines flüssigkeitsbehälters für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Flüssigkeitsbehälter für ein kraftfahrzeug und verfahren zum herstellen eines flüssigkeitsbehälters für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Definitions

  • Liquid container for a motor vehicle and method for producing a liquid container for a motor vehicle
  • the present invention relates to a liquid container for a motor vehicle and a method for producing a liquid container for a motor vehicle.
  • the present invention is based on the technical problem of specifying a liquid container for a motor vehicle and a method for producing a liquid container for a motor vehicle which do not have the disadvantages described above or at least have them to a lesser extent, and in particular an improved thawing performance in Allow traps of iced operating fluids.
  • the invention relates to a liquid container for a motor vehicle with a container wall that limits a storage volume for holding liquid, and with a heating device for heating liquid, the container wall having a container bottom, and wherein at least one liquid guiding element , which is oriented at least in sections inclined relative to the container bottom.
  • the inclined liquid guiding element relative to the container bo serves to convert transverse and longitudinal movements of the liquid to be stored in the liquid container, which are induced in driving dynamics, into a vertical movement. In this way, thawed operating liquid in the area of the container bottom can be directed over the liquid guiding element in the direction of iced liquid areas in order to thaw it more quickly.
  • the liquid guiding element therefore uses transverse and / or longitudinal movements of the liquid in terms of driving dynamics, which in the fully assembled state are essentially horizontal liquid movements correspond to the liquid in the direction of iced areas che, which are present on a lid area facing away from the container bottom, and thaw.
  • the liquid guide element is oriented inclined relative to the container bottom, this means in particular that the liquid guide element, insofar as the liquid container is mounted on a vehicle, is oriented inclined relative to a horizontal plane and a vertical plane.
  • the container bottom can be oriented at least in sections according to the horizontal.
  • the liquid guiding element therefore serves, in particular, to superimpose a vertical liquid movement on a ner dynamically induced, essentially horizontal liquid movement, that is, sloshing movements in ferry operation, or at least partially converting horizontal sloshing movements into vertical liquid movements.
  • liquid guiding element can be used to specifically direct liquid speed into volume regions of the liquid container which are at least partially separated from one another by inner wall structures or functional units. Overall, the liquid guiding element therefore causes one
  • the liquid-guiding element is designed in the manner of a ramp in a longitudinal section and is at least curved in sections.
  • the liquid guiding element can be shaped partially or completely in the manner of an arc or in particular in the manner of a circular arc segment in order to effect the most efficient possible diversion of the relative movement of the liquid within the storage volume.
  • the liquid-guiding element viewed along its entire longitudinal extent, is designed to be curved or curved.
  • the liquid guiding element in the manner of a ramp, viewed in a longitudinal section, is at least partially rectilinear.
  • a deflection of fluid dynamically set in motion within the storage volume can be done in a simple manner.
  • liquid line viewed along its entire longitudinal extent, extends in a straight line in cross-section in the manner of a ramp.
  • the liquid-guiding element viewed in a longitudinal section, has straight and / or curved sections.
  • the liquid guide element can be formed in one piece with the bottom of the container or be integrally connected to the bottom of the container.
  • the liquid guiding element can already be produced in one piece in an injection molding process with a half-shell or bottom shell of a liquid container that has the container bottom, so that this
  • Liquid guiding element is an integral part of the injection-molded half shell or bottom shell of the liquid container having the container bottom. This allows an inexpensive and reliable integration of the liquid guide element into the liquid container.
  • the liquid guiding element is first provided separately and then connected to the container bottom in a cohesive manner, in particular is glued or welded.
  • the local welding or gluing of the liquid guide element to the container bottom has the advantage that the liquid guide element can be arranged and dimensioned as required.
  • a plurality of identical or differently dimensioned and / or oriented liquid guiding elements can be applied to the container bottom.
  • liquid guide elements of the same or different dimensions and / or orientation can be attached to the container bottom as needed.
  • the liquid guide element is non-positively and / or positively connected to the bottom of the container, in particular by clipping, jamming, latching or the like, in order to achieve an inexpensive and in particular releasable fastening.
  • the liquid container has a surge pot and / or a labyrinth geometry and / or a baffle, the baffle and / or the labyrinth geometry and / or the baffle separating at least sections of the volume areas of the storage volume from one another and wherein the liquid guiding element is set up to guide liquid from one volume area to a further volume area.
  • thawed operating fluid as a result of vehicle dynamics accelerations can be directed specifically into volume ranges or can be directed from a volume range into a wide volume range, between which, in the case of constructive solutions without a fluid guide element, only a small fluid exchange would take place due to vehicle dynamics movements.
  • due to the inclined arrangement of the liquid line due to the inclined arrangement of the liquid line, mixing of the operating liquid within the supply volume during the vehicle movement is promoted.
  • the liquid container has a greater number of liquid guide elements which are arranged in pairs and / or in groups on the container bottom.
  • the liquid guiding elements can have the same or different orientation, inclination, width, length or thickness.
  • a group of guide elements can, for example, have a gradually increasing angle of inclination, starting from a container center in the direction of a side wall extending between the floor and ceiling, in order to bring about a gradual deflection of the liquid speed from guide element to guide element.
  • a first liquid guiding element can enclose an angle of 30 ° or less with the container bottom, while a second guide element forms an angle of 30-50 ° with the bottom of the container and a third guide element forms an angle, for example, in a range between 50 and 80 ° with the bottom of the container.
  • a first liquid guide element is arranged in a first volume area of the supply volume and a second liquid guide element is arranged in a second volume area of the supply volume, where the volume areas are separated from one another at least in sections, and wherein the first liquid guide element and the second Liquid guide element are spaced from each other and are arranged starting from the container bottom in a roof-shaped manner tapering towards one another.
  • liquid-guiding elements are spaced apart from one another and, starting from the bottom of the container, are arranged in a funnel-shaped manner.
  • liquid guiding elements can be arranged which, starting from the container bottom, extend approximately to the side wall of the container in order to guide liquids into areas in which a container top opposite the container bottom and a side wall converge.
  • the liquid guide element viewed in cross-section, shows a local thickening, such as a web or the like.
  • the local thickening causes an inhomogeneous temperature distribution or an inhomogeneous cooling behavior of the liquid guiding element, for example after production of the same in the injection molding process, so that the cross-sectional geometry can result in material distortion due to the inhomogeneous cooling processes.
  • a curvature of the liquid-guiding element can be set, which is achieved by the inhomogeneous cooling of the liquid-guiding element over its cross-section.
  • the liquid guide element has a first, fixed end with which it is fastened to the bottom of the container, and the liquid guide element has a second, free end which extends freely cantilevered into the storage volume.
  • the liquid guiding element can be fastened on one side only to the bottom of the container in a simple and inexpensive manner.
  • a liquid guiding element can be fastened to a web, a rib or a projection of the container bottom or can be formed.
  • a liquid guiding element can have a freely projecting length of 10 cm or more.
  • the freely projecting length corresponds to the straight longitudinal extension from a first fixed end with which the liquid guiding element is held on the container bottom to a free end which is freely projecting into the storage volume of the liquid - Keits matterers extends.
  • the freely projecting length corresponds to the length of the arc from a first fixed end with which the liquid guide element on the Container bottom is held, towards a free end, which is cantilevered into the storage volume of the liquid container he stretches.
  • the invention relates to a method for producing a liquid container for a motor vehicle with the method steps: injection molding a
  • Half-shell which has a container base of the liquid container to be produced, wherein at least one liquid-guiding element is formed on the container base during injection molding, which is oriented at least in sections inclined relative to the container base; Injection molding of another half-shell and connecting the half-shells to form a container wall which limits a storage volume for holding liquid.
  • the method enables a liquid container to be produced in a simple and inexpensive manner, which enables improved thawing and / or mixing of stored liquid speed.
  • the liquid container produced is a liquid container designed according to the invention in the manner described above.
  • an inhomogeneous temperature distribution when cooling the liquid guiding element causes a curvature of the
  • Liquid guide element is generated, wherein the inhomogeneous temperature distribution during cooling of the liquid guide element is adjusted in particular by local thickening and / or local cooling or heating of the liquid guide element.
  • a targeted temperature control or the setting of an inhomogeneous cooling behavior can bring about a deformation of the liquid line element to a curvature or an arc shape along the longitudinal extension of the A liquid control element to adjust. If one speaks in the present case of a longitudinal extension of the liquid guide element, it is in particular the extension of the liquid guide element from a first, fixed end, which is connected to the container bottom, to a second, free end which is free
  • Fig. 1 shows a first liquid container according to the invention in a cross section
  • FIG. 2 shows a plan view of a container bottom of a further liquid container according to the invention
  • FIG. 3 shows a further liquid container according to the invention in a cross section
  • FIG. 4A shows a liquid guide element from FIG. 1 in a top view
  • FIG. 4B the liquid guide from Fig. 4A in a cross section. 1 shows a liquid container 2 for a motor vehicle.
  • the figures each have a coordinate system, with a plane plane spanned by the axes X and Y in the state in which the liquid container 2 shown is completely mounted on a vehicle, for example an essentially horizontal plane and the X and Z - Spread the axis in a vertical plane.
  • the liquid container 2 has a container wall 4, which delimits a storage volume 6 for holding liquid 8.
  • the liquid container 2 has a heater 10 for heating men liquid 8, which may be iced depending on the ambient conditions.
  • the container wall 4 has a container base 12 which is oriented essentially in accordance with the horizontal plane spanned by the X-Y plane and which surrounds the heating device 10.
  • the liquid container 2 has a plurality of liquid guiding elements 14.
  • the liquid guiding elements 14 are provided to at least partially deflect thawed liquid 8 by liquid sloshing movements in the X or Y direction caused by driving dynamics in order to thaw the thawed liquid in Redirect towards iced liquid 16, and also thaw it.
  • the direction of the deflection can be recognized by the arrows assigned to the respective guide elements.
  • the liquid guide elements 14 shown on the left-hand side in accordance with FIG. 1 are curved in the manner of a ramp in a longitudinal section of the respective liquid guide element 14.
  • the liquid guide elements 14 shown on the right in FIG. 1 are shown in the respectively Longitudinal section of the respective guide elements 14 executed in a straight line in the manner of a ramp. A deflection of horizontally accelerated liquid in the direction of the icy liquid 16 can thus be achieved in a simple manner.
  • the liquid guiding elements 14 are formed in one piece with the container bottom 12.
  • the liquid guide elements 14 have been molded in the injection molding process together with the container bottom 12.
  • the right-hand liquid guiding elements are arranged inclined at different angles of inclination l, 2, 2, relative to the bottom of the container.
  • a respective liquid guide element 14 has a first fixed end El, with which it is fastened to the container bottom 12, and a second, free end E2, which extends freely cantilevered into the storage volume 6.
  • the liquid container 2 is composed of a first half-shell 13, the bottom shell 13, which has the container bottom 12, and a second half-shell 15, the upper shell 15, which are circumferentially welded to one another in the area of a welding zone 17.
  • Fig. 2 is a plan view of a container bottom 18 of another liquid container 20 according to the invention Darge, liquid guide elements 22 are arranged distributed over the surface of the bottom 18.
  • Fig. 3 shows a further variant of a liquid container 24 according to the invention, wherein to avoid repetitions only on the differences to the above-described embodiment of FIG. 1 will be discussed and the same features assigned the same reference numerals to who.
  • the liquid container 24 has a first liquid guide element 26, which is arranged in a first volume area 28 of the storage volume 6, and a second liquid guide element 30, which is arranged in a second volume area 32 of the storage volume 6, the volume areas 28,
  • baffles 34, 36 are separated from one another at least in sections by baffles 34, 36.
  • the first liquid guiding element 26 and the second liquid guiding element 30 are spaced apart from one another and, starting from the container bottom 12, are arranged to converge in a roof shape. In this way, accelerated liquid 8 along the horizontal plane along the liquid guide elements 26, 30 can be transferred from the first volume region 28 into the second volume region 32 or vice versa, as indicated by the arrows assigned to the liquid guide elements 26, 30.
  • the liquid guide elements 26 and 30 have a freely projecting length LI and L2, each of which is more than 10 cm.
  • Thawing can thus also be favored in the region of a swirl pot 38 arranged within the second volume region 32.
  • the surge pot 38 and the container base 12 are equipped with heating elements 40 in the present case.
  • the left-hand liquid guide elements 14 of FIG. 1 are spaced apart from one another with respect to the right-hand liquid guide elements 14 of FIG. 1 and are arranged in a funnel shape starting from the bottom of the container.
  • a curved or curved liquid guide element 14 from FIG. 1, viewed in cross section, can have a local thickening 42 (see FIGS. 4A, 4B) which, when a liquid guide element produced as an injection molded component cools, leads to a delay around the curved one or arcuate configuration corresponding to the liquid guide elements 14 shown on the left.
  • liquid guide element 28 liquid guide element 28 first volume region 30 liquid guide element

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Abstract

Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug, -mit einer Behälterwandung (4), die ein Vorratsvolumen (6) zum Aufnehmen von Flüssigkeit (8, 16) begrenzt, und -mit einer Heizvorrichtung zum Erwärmen von Flüssigkeit (8, 6), -wobei die Behälterwandung (4) einen Behälterboden (12) aufweist, -mit mindestens einem Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 10 30), das zumindest abschnittsweise relativ zum Behälterboden (12) geneigt orientiert ist.

Description

Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug.
In modernen Kraftfahrzeugen werden eine Mehrzahl verschiedener Betriebsflüssigkeiten mitgeführt und in Flüssigkeitsbehältern bevorratet. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen können derar tige Betriebsflüssigkeiten, wie zum Beispiel wässrige Harn stofflösung zur Abgasnachbehandlung oder Wasser, einfrieren und stehen nach dem Start des Fahrzeugs nicht unmittelbar für das Antriebssystem zur Verfügung. Um eine möglichst schnelle Betriebsbereitschaft der Versorgungssysteme zu erreichen, wer den Betriebsflüssigkeitsbehälter mit Heizeinrichtungen ausge stattet .
Beim Auftauen gefrorener Betriebsflüssigkeiten mit derartigen Heizeinrichtungen besteht beispielsweise im Falle bodenseitig angeordneter Heizeinrichtungen und Absaugung das Problem, dass sich oberhalb der Heizeinrichtung eine Kavität bildet. Durch ein bodennahes Absaugen kann innerhalb der Kavität des Eis blocks ein Vakuum entstehen, sodass die Heizeinrichtung gegen über dem weiteren aufzutauenden Eisblock teilweise isoliert wird. Es kommt zu einem teilweisen bzw. unvollständigen Auf tauen der Betriebsflüssigkeit, sodass trotz der Heizvorrich tung keine zuverlässige Bereitstellung der vereisten
Betriebsflüssigkeit gewährleistet werden kann. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, einen Flüssigkeitsbehäl ter für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zu mindest in geringerem Maße aufweisen, und insbesondere eine verbesserte Auftauleistung im Falle vereister Betriebsflüssig keiten ermöglichen.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils gelöst durch einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraft fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen ei nes Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Flüs sigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einer Behälterwan dung, die ein Vorratsvolumen zum Aufnehmen von Flüssigkeit begrenzt, und mit einer Heizvorrichtung zum Erwärmen von Flüs sigkeit, wobei die Behälterwandung einen Behälterboden auf weist, und wobei mindestens ein Flüssigkeitsleitelement, das zumindest abschnittsweise relativ zum Behälterboden geneigt orientiert ist, vorgesehen ist. Das gegenüber dem Behälterbo den geneigt orientierte Flüssigkeitsleitelement dient dazu, fahrdynamisch induzierte Quer- und Längsbewegungen der in dem Flüssigkeitsbehälter zu bevorratenden Flüssigkeit in eine ver tikale Bewegung umzusetzen. Auf diese Weise kann im Bereich des Behälterbodens aufgetaute Betriebsflüssigkeit über das Flüssigkeitsleitelement in Richtung vereister Flüssigkeitsbe reiche geleitet werden, um diese zügiger aufzutauen. Das Flüs sigkeitsleitelement nutzt daher fahrdynamische Quer- und/oder Längsbewegungen der Flüssigkeit, welche im fertig montierten Zustand im Wesentlichen horizontalen Flüssigkeitsbewegungen entsprechen, um die Flüssigkeit in Richtung vereister Berei che, die an einem dem Behälterboden abgewandten Deckelbereich vorhanden sind, zu leiten und aufzutauen.
Wenn vorliegend davon gesprochen wird, dass das Flüssigkeits leitelement relativ zum Behälterboden geneigt orientiert ist, so bedeutet dies insbesondere, dass das Flüssigkeitsleitele ment, soweit der Flüssigkeitsbehälter an einem Fahrzeug mon tiert ist, relativ zu einer horizontalen Ebene und einer vertikalen Ebene geneigt orientiert ist. Der Behälterboden kann zumindest abschnittsweise entsprechend der Horizontalen orientiert sein.
Wenn vorliegend davon gesprochen wird, dass Flüssigkeit er wärmt werden soll, so sind damit alle Aggregatszustände als miteingeschlossen zu verstehen, also ein Erwärmen der Flüssig keit im festen bzw. vereisten, flüssigen oder gasförmigen Zu stand .
Das Flüssigkeitsleitelement dient daher insbesondere dazu, ei ner fahrdynamisch induzierten, im Wesentlichen horizontalen Flüssigkeitsbewegung, also Schwappbewegungen im Fährbetrieb, eine vertikale Flüssigkeitsbewegung zu überlagern bzw. hori zontale Schwappbewegungen zumindest teilweise in vertikale Flüssigkeitsbewegungen umzusetzen .
Weiter kann das Flüssigkeitsleitelement dazu dienen, Flüssig keit gezielt in Volumenbereiche des Flüssigkeitsbehälters zu leiten, welche durch innere Wandungsstrukturen oder Funktions einheiten zumindest teilweise voneinander separiert sind. Ins gesamt bewirkt das Flüssigkeitsleitelement daher eine
verbesserte Durchmischung und Verteilung der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter, um aufgetaute bzw. erwärmte Flüssig keit mit vereisten Flüssigkeitsvolumina in Kontakt zu bringen. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters kann vorgesehen sein, dass das Flüssigkeitsleitelement nach Art einer Rampe in einem Längsschnitt betrachtet zumindest ab schnittsweise gebogen ausgeführt ist. So kann das Flüssig- keitsleitelement teilweise oder vollständig nach Art eines Bogens bzw. insbesondere nach Art eines Kreisbogensegments ge formt sein, um einen möglichst effizienten Umleitvorgang der Relativbewegung der Flüssigkeit innerhalb des Vorratsvolumens zu bewirken.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Flüssigkeitsleit element entlang seiner gesamten Längserstreckung betrachtet gebogen bzw. gekrümmt ausgeführt ist.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Flüs sigkeitsleitelement nach Art einer Rampe in einem Längsschnitt betrachtet zumindest abschnittsweise geradlinig ausgeführt ist. So kann in einfacher Weise ein Umlenken von fahrdynamisch in Bewegung versetzter Flüssigkeit innerhalb des Vorratsvolu mens erfolgen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Flüssigkeitslei telement entlang seiner gesamten Längserstreckung betrachtet im Querschnitt geradlinig nach Art einer Rampe erstreckt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Flüssigkeitsleitelement in einem Längsschnitt betrachtet geradlinig und/oder gekrümmt er streckte Abschnitte aufweist.
Um eine kostengünstige und robuste Ausgestaltung des Flüssig- keitsbehälters anzugeben, kann das Flüssigkeitsleitelement nach einer weiteren Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters einstückig mit dem Behälterboden gebildet sein oder stoff schlüssig mit dem Behälterboden verbunden sein. So kann das Flüssigkeitsleitelement beispielsweise bereits in einem Spritzgussverfahren einstückig mit einer den Behälterbo den aufweisenden Halbschale bzw. Bodenschale eines Flüssig- keitsbehälters hergestellt werden, sodass das
Flüssigkeitsleitelement integraler Bestandteil der spritzge gossenen, den Behälterboden aufweisenden Halbschale bzw. Bo denschale des Flüssigkeitsbehälters ist. Damit kann eine kostengünstige und zuverlässige Integration des Flüssigkeits leitelements in den Flüssigkeitsbehälter erfolgen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Flüssigkeitsleitelement zu nächst separat bereitgestellt und anschließend mit dem Behäl terboden stoffschlüssig verbunden wird, insbesondere verklebt oder verschweißt wird. Das lokale Verschweißen oder Verkleben des Flüssigkeitsleitelements mit dem Behälterboden hat den Vorteil, dass das Flüssigkeitsleitelement je nach Bedarf ange ordnet und dimensioniert werden kann. So können insbesondere eine Mehrzahl gleich oder verschieden dimensionierter und/oder orientierter Flüssigkeitsleitelemente an dem Behälterboden ap pliziert werden. Es versteht sich, dass auch im Spritzgussver fahren oder gemäß alternativer Herstellverfahren, wie
Blasformen oder dergleichen, eines oder mehrere Flüssigkeits leitelemente gleicher oder verschiedener Dimension und/oder Orientierung bedarfsgerecht an dem Behälterboden befestigt werden können.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass Flüssigkeitsleitelement kraft- und/oder formschlüssig mit dem Behälterboden verbunden ist, insbesondere durch Clipsen, Verklemmen, Verrasten oder dergleichen, um eine kostengünstige und insbesondere lösbare Befestigung zu erreichen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung hat der Flüssigkeitsbehälter einen Schwalltopf und/oder eine Labyrinthgeometrie und/oder eine Schwallwand, wobei der Schwalltopf und/oder die Laby rinthgeometrie und/oder die Schwallwand Volumenbereiche des Vorratsvolumens zumindest abschnittsweise voneinander separie ren und wobei das Flüssigkeitsleitelement dazu eingerichtet ist, Flüssigkeit von einem Volumenbereich zu einem weiteren Volumenbereich zu leiten.
Auf diese Weise kann aufgetaute Betriebsflüssigkeit infolge fahrdynamischer Beschleunigungen gezielt in Volumenbereiche geleitet werden bzw. von einem Volumenbereich in einen weite ren Volumenbereich geleitet werden, zwischen denen im Falle konstruktiver Lösungen ohne Flüssigkeitsleitelement lediglich ein geringer Flüssigkeitsaustausch aufgrund fahrdynamischer Bewegungen erfolgen würde. Wie voranstehend bereits beschrie ben, wird durch die geneigte Anordnung des Flüssigkeitslei telements eine Durchmischung der Betriebsflüssigkeit innerhalb des Vorratsvolumens während der Fahrzeugbewegung begünstigt.
Um die Fahrdynamik eines mit dem Flüssigkeitsbehälter bestück ten Fahrzeugs möglichst gezielt zur Durchmischung der Be triebsflüssigkeit innerhalb des Vorratsvolumens zu nutzen, kann vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitsbehälter eine Mehr zahl von Flüssigkeitsleitelementen aufweist, die paarweise und/oder gruppiert an dem Behälterboden angeordnet sind. Die Flüssigkeitsleitelemente können eine gleiche oder voneinander verschiedene Orientierung, Neigung, Breite, Länge oder Dicke aufweisen .
Eine Gruppe von Leitelementen kann beispielsweise ausgehend von einer Behältermitte in Richtung einer zwischen Boden und Decke erstreckten Seitenwandung sukzessive ansteigende Nei gungswinkel aufweisen, um ein graduelles Umlenken der Flüssig keit von Leitelement zu Leitelement zu bewirken.
Beispielsweise kann ein erstes Flüssigkeitsleitelement mit dem Behälterboden einen Winkel von 30° oder weniger einschließen, während ein zweites Leitelement einen Winkel von 30-50° mit dem Behälterboden einschließt und ein drittes Leitelement bei spielsweise einen Winkel in einem Bereich zwischen 50 und 80° mit dem Behälterboden einschließt.
Es kann vorgesehen sein, dass ein erstes Flüssigkeitsleitele ment in einem ersten Volumenbereich des Vorratsvolumens ange ordnet ist und ein zweites Flüssigkeitsleitelement in einem zweiten Volumenbereich des Vorratsvolumen angeordnet ist, wo bei die Volumenbereiche zumindest abschnittsweise voneinander getrennt sind, und wobei das erste Flüssigkeitsleitelement und das zweite Flüssigkeitsleitelement zueinander beabstandet und ausgehend von dem Behälterboden dachförmig aufeinander zulau fend angeordnet sind. So kann ein wechselseitiger Flüssig- keitsaustausch zwischen den Volumenbereichen dadurch erfolgen, dass fahrdynamisch induzierte Flüssigkeitsbewegungen zu einem Umleiten der Flüssigkeit entlang des jeweiligen Leitelements von einem Volumenbereich zu dem jeweils anderen Volumenbereich erfolgen .
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass wenigs tens zwei Flüssigkeitsleitelemente zueinander beabstandet und ausgehend von dem Behälterboden trichterförmig auseinanderlau fend angeordnet sind. So können beispielsweise in Randberei chen des Flüssigkeitsbehälters Flüssigkeitsleitelemente angeordnet sein, die ausgehend von dem Behälterboden sich ei ner Seitenwandung des Behälters annähernd erstreckt sind, um Flüssigkeiten in Bereiche zu leiten, in denen eine dem Behäl terboden gegenüberliegende Behälterdecke und eine Seitenwan dung zusammenlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters ist vorgesehen, dass das Flüssigkeitsleitelement in einem Querschnitt betrachtet eine lokale Verdickung, wie einen Steg oder dergleichen, hat. Die lokale Verdickung bewirkt bei spielsweise nach dem Herstellen derselben im Spritzgussverfah ren eine inhomogene Temperaturverteilung bzw. ein inhomogenes Abkühlverhalten des Flüssigkeitsleitelements, sodass durch die Querschnittsgeometrie ein Materialverzug aufgrund der inhomo genen Abkühlvorgänge erfolgen kann. So kann durch die Vorgabe der Querschnittsgeometrie eine Krümmung des Flüssigkeitsleit elements eingestellt werden, die sich durch das inhomogene Ab kühlen des Flüssigkeitsleitelements über dessen Querschnitt einstellt .
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters ist vorgesehen, dass das Flüssigkeitsleitelement ein erstes, festes Ende hat, mit dem es an dem Behälterboden befestigt ist, und das Flüssigkeitsleitelement ein zweites, freies Ende hat, das frei auskragend in das Vorratsvolumen erstreckt ist. So kann das Flüssigkeitsleitelement in einfacher und kosten günstiger Weise einseitig lediglich an dem Behälterboden be festigt sein.
Ein Flüssigkeitsleitelement kann an einem Steg, einer Rippe o- der einem Vorsprung des Behälterbodens befestigt oder ange formt sein.
Ein Flüssigkeitsleitelement kann eine frei auskragende Länge von 10 cm oder mehr aufweisen. Soweit es sich um ein geradli nig erstrecktes Flüssigkeitsleitelement handelt, entspricht die frei auskragende Länge der geradlinigen Längserstreckung von einem ersten festen Ende, mit dem das Flüssigkeitsleitele ment an dem Behälterboden gehalten ist, hin zu einem freien Ende, das frei auskragend in das Vorratsvolumen des Flüssig- keitsbehälters erstreckt ist. Soweit es sich um ein gekrümmt oder bogenförmig erstrecktes Flüssigkeitsleitelement handelt, entspricht die frei auskragende Länge der Bogenlänge von einem ersten festen Ende, mit dem das Flüssigkeitsleitelement an dem Behälterboden gehalten ist, hin zu einem freien Ende, das frei auskragend in das Vorratsvolumen des Flüssigkeitsbehälters er streckt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfah ren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraft fahrzeug mit den Verfahrensschritten: Spritzgießen einer
Halbschale, die einen Behälterboden des herzustellenden Flüs sigkeitsbehälters aufweist, wobei beim Spritzgießen mindestens ein Flüssigkeitsleitelement an dem Behälterboden ausgebildet wird, das zumindest abschnittsweise relativ zum Behälterboden geneigt orientiert ist; Spritzgießen einer weiteren Halbschale und Verbinden der Halbschalen zu einer Behälterwandung, die ein Vorratsvolumen zum Aufnehmen von Flüssigkeit begrenzt.
Das Verfahren ermöglicht in einfacher und kostengünstiger Weise das Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters, der ein ver bessertes Auftauen und/oder Durchmischen bevorrateter Flüssig keit ermöglicht.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der hergestellte Flüssig- keitsbehälter ein in voranstehend beschriebener Weise erfin dungsgemäß gestalteter Flüssigkeitsbehälter ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgese hen, dass durch eine inhomogene Temperaturverteilung beim Ab kühlen des Flüssigkeitsleitelements eine Krümmung des
Flüssigkeitsleitelements erzeugt wird, wobei die inhomogene Temperaturverteilung beim Abkühlen des Flüssigkeitsleitele ments insbesondere durch eine lokale Verdickung und/oder eine lokale Kühlung oder Erwärmung des Flüssigkeitsleitelements eingestellt wird. Wie voranstehend bezüglich des Flüssigkeitsbehälters bereits diskutiert, kann durch eine gezielte Temperaturführung bezie hungsweise das Einstellen eines inhomogenen Abkühlverhaltens entweder infolge von Querschnittssprüngen oder durch eine Wärme- oder Kühlvorrichtung ein Verformen des Flüssigkeitslei telements bewirkt werden, um eine Krümmung bzw. eine Bogenform entlang der Längserstreckung des Flüssigkeitsleitelements ein zustellen. Wenn vorliegend von einer Längserstreckung des Flüssigkeitsleitelements gesprochen wird, so handelt es sich dabei insbesondere um die Erstreckung des Flüssigkeitsleitele ments von einem ersten, festen, mit dem Behälterboden verbun denen Ende hin zu einem zweiten, freien Ende, das frei
auskragend in das Vorratsvolumen erstreckt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbei spiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig . 1 einen ersten erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälter in einem Querschnitt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Behälterboden eines weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters ;
Fig. 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälter in einem Querschnitt;
Fig. 4A ein Flüssigkeitsleitelement aus Fig. 1 in einer Drauf sicht ;
Fig. 4B das Flüssigkeitsleitelement aus Fig. 4A in einem Quer schnitt . In Fig. 1 ist ein Flüssigkeitsbehälter 2 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Zur besseren Nachvollziehbarkeit der nachstehen den Ausführungen weisen die Figuren jeweils ein Koordinaten system auf, wobei eine von den Achsen X und Y aufgespannte Planebene im fertig an einem Fahrzeug montierten Zustand des gezeigten Flüssigkeitsbehälters 2 z.B. eine im Wesentlichen horizontale Ebene ist und die X- und Z-Achse eine vertikale Ebene aufspannen.
Der Flüssigkeitsbehälter 2 hat eine Behälterwandung 4, die ein Vorratsvolumen 6 zum Aufnehmen von Flüssigkeit 8 begrenzt. Der Flüssigkeitsbehälter 2 hat eine Heizvorrichtung 10 zum Erwär men von Flüssigkeit 8, die je nach Umgebungsbedingungen ver eist sein kann.
Die Behälterwandung 4 weist einen Behälterboden 12 auf, der im Wesentlichen entsprechend der von der X-Y Ebene aufgespannten horizontalen Ebene orientiert ist, und der die Heizeinrichtung 10 umschließt.
Der Flüssigkeitsbehälter 2 hat eine Mehrzahl von Flüssigkeits- leitelementen 14. Die Flüssigkeitsleitelemente 14 sind dazu vorgesehen, aufgetaute Flüssigkeit 8 durch fahrdynamisch her vorgerufene Flüssigkeitsschwappbewegungen in X- bzw. Y-Rich- tung zumindest teilweise in Z-Richtung umzulenken, um die aufgetaute Flüssigkeit in Richtung vereister Flüssigkeit 16 umzulenken, und diese ebenfalls aufzutauen. Die Richtung der Umlenkung ist durch die den jeweiligen Leitelementen zugeord neten Pfeile erkennbar.
Die entsprechend der Fig. 1 linksseitig dargestellten Flüssig- keitsleitelemente 14 sind nach Art einer Rampe in einem Längs schnitt des jeweiligen Flüssigkeitsleitelements 14 betrachtet gebogen ausgeführt. Die rechtsseitig in der Fig. 1 dargestell ten Flüssigkeitsleitelemente 14 sind in dem jeweils gezeigten Längsschnitt der jeweiligen Leitelemente 14 nach Art einer Rampe geradlinig ausgeführt. So kann jeweils in einfacher Weise ein Umlenken horizontal beschleunigter Flüssigkeit in Richtung der vereisten Flüssigkeit 16 erreicht werden.
Die Flüssigkeitsleitelemente 14 sind vorliegend einstückig mit dem Behälterboden 12 gebildet. Hierzu sind die Flüssigkeits leitelemente 14 im Spritzgussverfahren zusammen mit dem Behäl terboden 12 geformt worden.
Die rechtsseitigen Flüssigkeitsleitelemente sind unter vonei nander unterschiedlichen Neigungswinkeln l, 2, 2, relativ zum Behälterboden geneigt angeordnet.
Ein jeweiliges Flüssigkeitsleitelement 14 hat jeweils ein ers tes, festes Ende El, mit dem es an dem Behälterboden 12 befes tigt ist, und ein zweites, freies Ende E2, das frei auskragend in das Vorratsvolumen 6 erstreckt ist.
Der Flüsssigkeitsbehälter 2 ist vorliegend aus einer ersten Halbschale 13, der Bodenschale 13, die den Behälterboden 12 aufweist, und einer zweiten Halbschale 15, der Oberschale 15, zusammengesetzt, die im Bereich einer Schweißzone 17 umfangs seitig umlaufend miteinander verschweißt sind.
In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Behälterboden 18 eines weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters 20 darge stellt, wobei Flüssigkeitsleitelemente 22 über die Fläche des Bodens 18 verteilt angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters 24, wobei zur Vermeidung von Wiederho lungen lediglich auf die Unterschiede zum voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eingegangen wird und gleichen Merkmalen gleiche Bezugszeichen zugeordnet wer den .
Der Flüssigkeitsbehälter 24 hat ein erstes Flüssigkeitsleit element 26, das in einem ersten Volumenbereich 28 des Vorrats volumens 6 angeordnet ist, und ein zweites Flüssigkeitsleit element 30, das in einem zweiten Volumenbereich 32 des Vor ratsvolumens 6 angeordnet ist, wobei die Volumenbereiche 28,
32 vorliegend durch Schwallwände 34, 36 zumindest abschnitts weise voneinander getrennt sind.
Das erste Flüssigkeitsleitelement 26 und das zweite Flüssig- keitsleitelement 30 sind zueinander beabstandet und ausgehend von dem Behälterboden 12 dachförmig aufeinander zulaufend an geordnet. Auf diese Weise kann entlang der horizontalen Ebene beschleunigte Flüssigkeit 8 entlang der Flüssigkeitsleitele mente 26, 30 aus dem ersten Volumenbereich 28 in den zweiten Volumenbereich 32 überführt werden oder umgekehrt, wie durch die den Flüssigkeitsleitelementen 26, 30 zugeordneten Pfeile angedeutet .
Die Flüssigkeitsleitelemente 26 und 30 haben eine frei auskra gende Länge LI und L2, die jeweils mehr als 10 cm beträgt.
Damit kann ein Auftauen auch im Bereich eines innerhalb des zweiten Volumenbereichs 32 angeordneten Schwalltopfs 38 be günstigt werden. Der Schwalltopf 38 und der Behälterboden 12 sind vorliegend mit Heizelementen 40 ausgestattet.
Entgegen der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind die links seitigen Flüssigkeitsleitelemente 14 der Fig. 1 gegenüber den rechtsseitigen Flüssigkeitsleitelementen 14 der Fig. 1 zuei nander beabstandet und ausgehend von dem Behälterboden trich terförmig auseinanderlaufend angeordnet. Ein gekrümmt bzw. bogenförmig ausgeführtes Flüssigkeitslei telement 14 aus Fig. 1 kann in einem Querschnitt betrachtet eine lokale Verdickung 42 aufweisen (vgl. Fig. 4A, 4B) die beim Abkühlen eines als Spritzgussbauteil hergestellten Flüs- sigkeitsleitelements zu einem Verzug führt, um die gekrümmte bzw. bogenförmige Ausgestaltung entsprechend der linksseitig dargestellten Flüssigkeitsleitelemente 14 zu erreichen.
BezugsZeichen
2 Flüssigkeitsbehälter
4 Behälterwandung
6 Vorratsvolumen
8 Flüssigkeit
10 Heizvorrichtung
12 Behälterboden
13 Bodenschale
14 Flüssigkeitsleitelement
15 Oberschale
16 vereiste Flüssigkeit
17 Schweißzone
18 Behälterboden
20 Flüssigkeitsbehälter
22 Flüssigkeitsleitelement 24 Flüssigkeitsbehälter
26 Flüssigkeitsleitelement 28 erster Volumenbereich 30 Flüssigkeitsleitelement
32 zweiter Volumenbereich 34 Schwallwand
36 Schwallwand
38 Schwalltopf
40 Heizelement
42 Verdickung
cxl Winkel
2 Winkel
3 Winkel
LI Länge
L2 Länge

Claims

Patentansprüche
1. Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug,
mit einer Behälterwandung (4), die ein Vorratsvolumen (6) zum Aufnehmen von Flüssigkeit (8, 16) begrenzt, und
mit einer Heizvorrichtung zum Erwärmen von Flüssigkeit (8, 16) ,
wobei die Behälterwandung (4) einen Behälterboden (12) auf weist,
gekennzeichnet durch
mindestens ein Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30), das zumindest abschnittsweise relativ zum Behälterboden (12) geneigt orientiert ist.
2. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) nach Art einer Rampe in einem Längsschnitt betrachtet zumindest ab
schnittsweise gebogen ausgeführt ist
und/oder
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) nach Art einer Rampe in einem Längsschnitt betrachtet zumindest ab
schnittsweise geradlinig ausgeführt ist.
3. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) einstückig mit dem Behälterboden (12) gebildet ist und/oder Stoffschlüssig mit dem Behälterboden (12) verbunden ist
und/oder
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) kraft- und/o der formschlüssig mit dem Behälterboden (12) verbunden ist, insbesondere durch Clipsen, Verklemmen, Verrasten oder der gleichen .
4. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
gekennzeichnet durch
einen Schwalltopf (38) und/oder eine Labyrinthgeometrie und/oder eine Schwallwand (34, 36),
wobei der Schwalltopf (38) und/oder die Labyrinthgeometrie und/oder die Schwallwand (34, 36) Volumenbereiche (28, 32) des Vorratsvolumens (6) zumindest abschnittsweise voneinan der separieren und
wobei das Flüssigkeitsleitelement (26, 30) dazu eingerich tet ist, Flüssigkeit von einem Volumenbereich (28, 32) zu einem weiteren Volumenbereich (28, 32) zu leiten.
5. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl von Flüssigkeitsleitelementen (14, 22, 26, 30), die paarweise und/oder gruppiert an dem Behälterboden (12) angeordnet sind.
6. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Flüssigkeitsleitelement (26) in einem ersten Vo lumenbereich (28) des Vorratsvolumens (6) angeordnet ist und
ein zweites Flüssigkeitsleitelement (30) in einem zweiten Volumenbereich (32) des Vorratsvolumens (6) angeordnet ist, wobei die Volumenbereiche (28, 32) zumindest abschnittweise voneinander getrennt sind und
wobei das erste Flüssigkeitsleitelement (26) und das zweite Flüssigkeitselement (30) zueinander beabstandet und ausge hend von dem Behälterboden (12) dachförmig aufeinander zu laufend angeordnet sind.
7. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei Flüssigkeitsleitelemente (14) zueinander beabstandet und ausgehend von dem Behälterboden trichter förmig auseinanderlaufend angeordnet sind.
8. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Flüssigkeitsleitelement (14) in einem Querschnitt be trachtet eine lokale Verdickung (42), wie einen Steg (42) oder dergleichen, hat.
9. Flüssigkeitsbehälter nach einem der voranstehenden Ansprü che,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) ein erstes, festes Ende (El) hat, mit dem es an dem Behälterboden (12) befestigt ist, und
das Flüssigkeitsleitelement (14, 22, 26, 30) ein zweites, freies Ende (E2) hat, das frei auskragend in das Vorratsvo lumen (6) erstreckt ist.
10. Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug mit den Verfahrensschritten:
Spritzgießen einer Halbschale (13), die einen Behälterboden (12) des herzustellenden Flüssigkeitsbehälters (2, 20, 24) aufweist, wobei beim Spritzgießen mindestens ein Flüssig- keitsleitelement (14, 22, 26, 30) an dem Behälterboden (12) ausgebildet wird, das zumindest abschnittsweise relativ zum Behälterboden (12) geneigt orientiert ist;
Spritzgießen einer weiteren Halbschale (15) und Verbinden der Halbschalen (13, 15) zu einer Behälterwandung (4), die ein Vorratsvolumen (6) zum Aufnehmen von Flüssigkeit (8, 16) begrenzt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch eine inhomogene Temperaturverteilung beim Abkühlen des Flüssigkeitsleitelements (14) eine Krümmung des Flüs sigkeitsleitelements (14) erzeugt wird, wobei die inhomo- gene Temperaturverteilung beim Abkühlen des
Flüssigkeitsleitelements (14) insbesondere durch
eine lokale Verdickung (42)
und/oder
eine lokale Kühlung oder Erwärmung des Flüssigkeits- leitelements eingestellt wird.
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