WO2020025272A1 - Einlassstruktur eines speichertopfes - Google Patents

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WO2020025272A1
WO2020025272A1 PCT/EP2019/068522 EP2019068522W WO2020025272A1 WO 2020025272 A1 WO2020025272 A1 WO 2020025272A1 EP 2019068522 W EP2019068522 W EP 2019068522W WO 2020025272 A1 WO2020025272 A1 WO 2020025272A1
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inlet structure
structure according
base plate
storage pot
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PCT/EP2019/068522
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Christian Treml
Bastian Landeck
Christoph LAUMER
Benjamin Schimpf
Raul RAMOS ALONSO
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B60K2015/0777—Fuel tanks with means modifying or controlling distribution or motion of fuel, e.g. to prevent noise, surge, splash or fuel starvation in-tank reservoirs or baffles integrally manufactured with the fuel Tank

Definitions

  • the technology disclosed here relates to an inlet structure of a storage well.
  • the storage pot is used in particular in an equipment container.
  • the equipment container is preferably located in a vehicle and is used to hold equipment, for example fuel.
  • Different storage pots are known from the prior art, which are also referred to as baffles or calming pots. Such storage pots are usually located in a resource tank. The equipment can flow into the storage pot via the bottom of the storage pot.
  • a pump for conveying the operating medium from the operating medium container is usually located in the storage pot.
  • the inlet structure at the bottom of the storage pot influences the size of the pump required.
  • a larger pump may need more electrical power.
  • a larger pump may require more installation space in the storage chamber which is critical for the installation space.
  • the heat emission can increase, which means that the evaporation of the operating fluid can increase.
  • the technology disclosed here relates to an inlet structure of a storage well.
  • This inlet structure comprises a base plate and several elements which extend downwards or upwards from the base plate.
  • the description "downwards or upwards” refers to the installation position of the storage cup in the equipment container.
  • the base plate can simultaneously form the bottom of the storage pot and thus close the storage pot at the bottom, the elements extending downward.
  • the base plate can be spaced from the bottom of the storage pot, the elements extending upward from the base plate to the bottom of the storage pot.
  • the base plate is part of an adapter plate inserted into the equipment container. Then there is the
  • Storage pot can be placed on the adapter plate; the elements can extend down or up from the adapter plate. If the elements extend upwards, the storage pot preferably sits on the elements.
  • the bottom plate of the inlet structure is designed in one
  • Resource container to be arranged with the formation of a receiving volume. This volume is formed below or above the
  • the operating fluid container is used in particular to hold a liquid operating fluid, for example fuel, coolant, water or lubricant.
  • the inlet structure preferably comprises at least one opening in the bottom of the storage pot and possibly also in the bottom of the base plate.
  • the opening is used to guide the equipment from the receiving volume into the storage pot above.
  • a plurality of openings can also be provided, between which a Venturi nozzle is arranged, in order to be active Promote resources from the volume in the storage pot.
  • a valve can be arranged in the opening in order to allow a flow only in one direction, namely from the receiving volume to the storage pot.
  • the inlet structure includes a plurality of first elements that extend from the base plate.
  • the first elements extend from the bottom plate up or down into the receiving volume.
  • the first elements are at least partially spaced apart. All first elements are particularly preferably spaced apart. The spacing can
  • first elements Operating materials flow between the first elements into the receiving volume or within the receiving volume and flow out of the receiving volume.
  • the spacing means that the first elements also serve as rock stoppers. Rock stoppers are not primarily for
  • the first elements in the outflow direction represent a greater flow resistance than in the inflow direction. Both in the inflow and outflow, the liquid operating medium is directed around the respective first elements.
  • the geometric configuration of the first elements ensures that in the outflow direction, that is, when the operating medium moves out of the receiving volume into the outside
  • the storage pot is preferably arranged on the bottom of the equipment container and extends in the direction of the vertical axis of the motor vehicle.
  • the storage pot serves to store a certain volume of operating material, which is conveyed to any operating material consumption by a pump arranged in the operating material container, preferably in the storage pot. It is also possible for the pump to be arranged outside the operating fluid container for drawing in the liquid operating fluid.
  • the volume of the storage pot is preferably very small in comparison to the volume of the resource container.
  • the volume of the storage pot can be at least a factor of 10, preferably at least a factor of 50, and particularly preferably at least a factor of 100, smaller than the volume of the operating material container.
  • the decisive factor here is always the “storage volume” that can be used to hold the equipment.
  • the opening of the inlet structure extends into the storage pot.
  • An element of the pump can preferably be provided directly adjacent to the opening. This can be, for example, the pump itself or a suction point connected to the pump in a fluid-conducting manner.
  • the bottom plate of the inlet structure can be formed in one piece with the storage pot, for example by injection molding or blow molding.
  • the base plate on the underside of the storage pot for example by injection molding or blow molding.
  • Storage pot be positively, cohesively and / or non-positively attached.
  • the base plate can be connected to the storage pot via locking hooks.
  • the base plate can be part of an adapter plate, for example, which is fastened in the equipment container. The storage pot can then be fastened accordingly on this adapter plate.
  • the entire inlet structure is manufactured in one piece with the operating material container.
  • Receiving volume in the storage pot can be arranged centrally in the inlet structure.
  • the opening can also be arranged off-center. It is preferably provided that the first elements are each in
  • Outflow direction are tapered.
  • the first elements thus widen along the direction of inflow.
  • the first elements each have a pocket.
  • the bag opens against the outflow direction. The flowing fluid thus flows into these pockets.
  • the first elements are configured at an acute angle, convex or trapezoidal shape on their outward-facing side, that is to say on the side to which the inflow flows.
  • the first elements in the inflow direction are as small as possible
  • the inlet structure comprises a plurality of second elements.
  • the second elements also extend from the bottom plate.
  • the second elements are preferably located between two adjacent first elements. It is particularly preferably provided that in each case exactly one second element between two adjacent first elements
  • Elements is arranged.
  • the second elements are arranged to reduce the flow cross-section between the two adjacent first elements.
  • the second elements are spaced from one another and from the first elements. Due to the spacing, the second elements also serve as rock stoppers.
  • a circumferential direction extends perpendicular to this radial direction.
  • the first and second elements are preferably arranged adjacent to one another along the circumferential direction. In particular, the first and second elements alternate along the circumferential direction.
  • the first and second elements are preferably shaped and arranged so that the resultant between the first and second elements Flow cross section is tapered in the inflow direction.
  • the second elements are tapered in the inflow direction. It is particularly preferably provided for this that the second elements are drop-shaped, the tip of the
  • Drop shape is aligned in the inflow direction. This means that the flowing fluid hits the tip of the drop shape.
  • the inflowing fluid hits the convex side of the drop shape opposite the tip.
  • the second elements each have a pocket.
  • the bag opens against the outflow direction. The flowing fluid thus flows into these pockets.
  • the drop-shaped second elements are hollow and open at their tips.
  • a size G is defined in each case on the first elements and / or the second elements.
  • the size G is measured parallel to the base plate and at the largest point of the respective element.
  • the inlet structure has a diameter D. This is defined as the distance between two first elements that are furthest apart.
  • the size G is at most 0.2 * D, preferably at most 0.1 * D, particularly preferably at most 0.05 * D.
  • the first elements and / or the second elements are located exclusively in a distal region of the inlet structure.
  • the distal region is preferably at least 0.3 * D, more preferably at least 0.4 * D, particularly preferably at least 0.45 * D from the geometric center of the inlet structure.
  • the arrangement of the first elements and / or second elements exclusively in the distal region achieves the largest possible receiving volume, which is not reduced in the proximal region by any first elements or second elements.
  • first elements and / or second elements are not only in the distal area, but also in the proximal area.
  • the first elements and / or second elements are distributed over at least 50 percent, preferably at least 60 percent, particularly preferably at least 70 percent, of the area of the inlet structure.
  • the first elements and / or second elements are preferably made relatively small, so that a large number of these elements can be used in the inlet structure.
  • the inlet structure comprises at least 10, preferably at least 40, particularly preferably at least 60 of the first elements.
  • the inlet structure comprises at least 10, preferably at least 40, particularly preferably at least 60 of the second elements.
  • the inlet structure has a multiplicity of third elements, which likewise extend from the base plate into the receiving volume.
  • the third elements are arranged and designed in such a way that they direct outflowing equipment into the pockets of the first elements.
  • the technology disclosed here further includes a storage pot with the inlet structure described.
  • Equipment container one arranged in the equipment container
  • the technology disclosed here also includes a vehicle with the described operating material container, a storage pot arranged in the operating material container and the inlet structure described here.
  • FIG. 1 shows an inlet structure disclosed here on a storage pot in a first arrangement in an operating material container
  • FIG. 2 shows the inlet structure disclosed here on a storage pot in a second arrangement in an operating material container
  • FIG. 2a shows the inlet structure disclosed here on a storage pot in
  • FIG. 3 shows a view of the inlet structure disclosed here from below
  • FIG. 4 shows a detail from FIG. 3,
  • FIG. 4a shows a variant of FIG. 4,
  • Figure 5 is a schematic representation of the in Figure 4
  • FIG. 7 to 9 further variants of the inlet structure disclosed here.
  • FIG. 1 shows, purely schematically, an inlet structure 1 on a storage pot 2.
  • the storage pot 2 is located in an operating material container 3.
  • the inlet structure 1 comprises a bottom plate 4.
  • the bottom plate 4 of the inlet structure 1 simultaneously forms the bottom of the storage pot 2.
  • the inlet structure 1 further comprises first elements 7 and second elements 11. The first and second elements 7, 11 extend downward from the base plate 4 and are preferably located on the bottom of the container
  • the base plate 4 there is an opening 6 through which the operating medium can be guided from the receiving volume 5 into the interior of the storage pot 2.
  • FIG. 2 shows a variant in which the storage pot 2 has its own
  • the base plate 4 of the inlet structure 1 can, for example, be a
  • FIG. 2a shows a variant with a base plate 4, from which the elements 7, 11 extend upward in the direction of the storage pot 2. Accordingly, the receiving space 5 is formed between the bottom of the storage pot 2 and the bottom plate 4.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the inlet structure 1 in a representation from below. Here you can see the base plate 4 with the opening 6. From the
  • Bottom plate 4 extends a multiplicity of the first elements 7 and a multiplicity of the second elements 11.
  • the first elements 7 and the second elements 11 are here exclusively in a distal region 15 of the
  • This distal region 15 is defined in particular with regard to the geometric center 16 of the inlet structure 1 and is, for example, at least 0.3 * D away from the center 16.
  • D denotes the diameter of the inlet structure, which is measured in a plane parallel to the base plate 4. If, contrary to the illustration in FIG. 3, the inlet structure 1 is not round, but has a different shape, the diameter D is preferably defined by two first elements 7 which are the most distant from one another.
  • FIG. 3 shows an alternating arrangement of the first and second elements 7,
  • FIG. 3 shows an outflow direction 8 and an inflow direction 9. Along the inflow direction 9, the operating medium flows out of the
  • the outflow direction 8 flows the operating medium out of the receiving volume 5.
  • FIG. 4 shows a detailed representation from FIG. 3. The exact one
  • Embodiment of the first and second elements 7, 1 1 can be seen.
  • the first elements 7 are configured at an acute angle on their outward-facing side.
  • the first elements 7 each have a pocket 10 on their inwardly facing side. When flowing in the outflow direction 8, the operating medium flows into this pocket 10. Furthermore, the first elements 7 are tapered along the outflow direction 8.
  • the second elements 11 are drop-shaped and are located adjacent to the first elements 7 such that the flow cross section between two first elements 7 is reduced.
  • the tip of the drop shape of the second elements 11 is directed inwards. Accordingly, the convex shape of the drop faces outwards.
  • FIG. 4 also shows the size G of the individual elements 7, 11, which is measured in each case at the largest point of the elements in a plane parallel to the base plate 4.
  • This size G is significantly smaller than the diameter D. This makes it possible to arrange a large number of first and second elements 7, 11 on the base plate 4.
  • Figure 4a shows a variant of Figure 4. According to Figure 4a are the second
  • Elements 1 1 also drop-shaped.
  • the second elements have an opening at their inward-pointing tip and are hollow on the inside.
  • a pocket 10 for receiving the outflowing equipment is also formed in these second elements 11.
  • Figure 5 shows purely schematically the section A-A shown in Figure 4. It can be seen that the first and second elements 7, 1 1 are spaced apart from one another, so that the equipment can flow in and out between these elements 7, 1 1.
  • the first and second elements 7, 11 are preferably on the bottom of the operating material container 3.
  • the height H of the first elements 7 and / or the second elements 11, regardless of the embodiment shown here, is preferably at most 0.2 * D, in particular at most 0.1 * D, particularly preferably at most 0.05 * D.
  • FIG. 6 shows purely schematically further possible configurations of the first elements 7. Accordingly, the respective first element 7 can, as already shown in FIGS. 3 and 4, be acute-angled.
  • the bag 10 is formed by two angled legs.
  • first elements 7 in the form of an arc.
  • the convex side of the arch faces outwards.
  • the concave side faces inwards and forms the pocket 10.
  • the first elements 7 are trapezoidal. With this trapezoidal shape, too, one can extend along the first elements 7 to be trapezoidal.
  • Outflow direction 8 tapering geometry can be achieved. Furthermore, an inwardly open pocket 10 can also be formed in this way.
  • These configurations according to FIG. 6 are exemplary. Further geometries for the first elements 7 are possible.
  • FIG. 6a illustrates that the bottom of the storage pot 2 does not necessarily have to be flat.
  • the opening 6 can also be located in an extension widened downward.
  • FIG. 6b also shows that the bottom of the storage pot 2 does not necessarily have to be flat. So the bottom can rise towards the edges of the storage pot 2. Accordingly, there are longer and shorter first and second elements 7, 11.
  • FIGS. 7 to 9 show alternative configurations of the inlet structure in which the first elements 7 are not only located in the distal region 15, but are distributed over a relatively large area of the base plate 4.
  • FIGS. 7 to 9 also show the possible use of alternative or further rock stoppers 14 which are relatively close and all around the opening 6. These rock stoppers 14 are also elements that extend from the base plate 4. The rock stoppers 14 are primarily not designed to influence the flow, but are intended to prevent larger parts from entering the opening 6.
  • FIG. 7 shows a variant with only first, arc-shaped elements 7, each of which has an inward-facing pocket 10 and is convex on its outward-facing side.
  • the individual first elements 7 each describe approximately a semicircle and thus extend over an angle a of approximately 180 degrees.
  • arcuate first elements can also be used in the distal arrangement according to FIG. 3.
  • the angle a is independent of the
  • Embodiment preferably between 70 ° and 200 °, particularly
  • FIG. 8 shows a combination of the first elements 7 shown in FIG. 7 with third elements 13.
  • the third elements 13 are likewise curved elements here, but with the convex side pointing inwards. Furthermore, the third elements 13 are arranged in such a way that they direct outflowing operating medium into the pockets 10 of the first elements 7.
  • Both the first elements 7 and the third elements 13 are configured here in an approximately semicircular manner and extend over the angle a.
  • FIG. 9 shows a variant in which only first elements 7 are used.
  • first elements 7 touch each other. No operating material can flow between the first elements 7 touching each other. Pairs of first elements 7 are thus formed in each case.
  • the individual elements 7 are in turn arcuate with an angle a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einlassstruktur eines Speichertopfes, umfassend eine Bodenplatte, die in einem Betriebsmitteltank unter Ausbildung eines Aufnahmevolumens unterhalb der Bodenplatte anordenbar ist, eine Vielzahl an ersten Elementen, die sich von der Bodenplatte aus erstrecken, wobei die ersten Elemente zumindest teilweise voneinander beabstandet sind und Betriebsmittel zwischen den ersten Elementen in das Aufnahmevolumen zuströmbar und aus dem Aufnahmevolumen abströmbar ist, wobei die ersten Elemente in Abströmrichtung einen größeren Strömungswiderstand darstellen als in Zuströmrichtung.

Description

Einlassstruktur eines Speichertopfes
Beschreibung
Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Einlassstruktur eines Speichertopfes. Der Speichertopf kommt insbesondere in einem Betriebsmittelbehälter zur Anwendung. Der Betriebsmittelbehälter befindet sich vorzugsweise in einem Fahrzeug und dient zur Aufnahme eines Betriebsmittels, beispielsweise von Kraftstoff.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Speichertöpfe bekannt, die auch als Schwalltöpfe oder Beruhigungstöpfe bezeichnet werden. Solche Speichertöpfe befinden sich üblicherweise in einem Betriebsmitteltank. Über den Boden des Speichertopfes kann das Betriebsmittel in den Speichertopf fließen.
Im Speichertopf befindet sich üblicherweise eine Pumpe zum Fördern des Betriebsmittels aus dem Betriebsmittelbehälter. Die Einlassstruktur am Boden des Speichertopfes beeinflusst dabei die Größe der benötigten Pumpe. Eine größere Pumpe kann mehr elektrische Leistung benötigen. Ferner kann eine größere Pumpe mehr Bauraum im bauraumkritischen Speichertopf 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 insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie den Einsatz möglichst kleiner
Betriebsmittelpumpen zu ermöglichen bzw. möglichst energieeffizient
Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelbehälter in den Speichertopf zu fördern. 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.
Insbesondere betrifft die hier offenbarte Technologie eine Einlassstruktur eines Speichertopfes. Diese Einlassstruktur umfasst eine Bodenplatte und mehrere sich von der Bodenplatte nach unten oder oben erstreckende Elemente. Die Beschreibung„nach unten oder oben“ bezieht sich dabei auf die Einbaulage des Speichertopfes im Betriebsmittelbehälter. Die Bodenplatte kann gleichzeitig den Boden des Speichertopfes bilden und somit den Speichertopf unten abschließen, wobei sich die Elemente nach unten erstrecken. Ferner kann die Bodenplatte vom Boden des Speichertopfes beabstandet sein, wobei sich die Elemente von der Bodenplatte nach oben zum Boden des Speichertopfes erstrecken.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Bodenplatte Bestandteil einer in den Betriebsmittelbehälter eingesetzten Adapterplatte ist. Dabei ist dann der
Speichertopf auf die Adapterplatte aufsetztbar; die Elemente können sich dabei von der Adapterplatte nach unten oder oben erstrecken. Erstrecken sich die Elemente nach oben, so sitzt der Speichertopf vorzugsweise auf den Elementen auf.
Die Bodenplatte der Einlassstruktur ist dazu ausgebildet, in einem
Betriebsmittelbehälter unter Ausbildung eines Aufnahmevolumens angeordnet zu werden. Dieses Aufnahmevolumen bildet sich dabei unter oder über der
Bodenplatte und somit insbesondere zwischen der Bodenplatte und der
Wandung (insbesondere dem Boden) des Betriebsmittelbehälters oder zwischen Bodenplatte und Boden des Speichertopfes. Der Betriebsmittelbehälter dient insbesondere zur Aufnahme eines flüssigen Betriebsmittels, beispielsweise Kraftstoff, Kühlflüssigkeit, Wasser oder Schmiermittel.
Die Einlassstruktur umfasst vorzugsweise zumindest eine Öffnung im Boden des Speichertopfes und ggf. auch im Boden der Bodenplatte. Die Öffnung dient zum Führen des Betriebsmittels aus dem Aufnahmevolumen in den darüber liegenden Speichertopf. Dabei können beispielsweise auch mehrere Öffnungen vorgesehen sein, zwischen denen eine Venturi-Düse angeordnet ist, um so aktiv das Betriebsmittel aus dem Aufnahmevolumen in den Speichertopf zu fördern. Des Weiteren kann in der Öffnung ein Ventil angeordnet sein, um lediglich in einer Richtung, nämlich vom Aufnahmevolumen zum Speichertopf, einen Durchfluss zu ermöglichen.
Insbesondere umfasst die Einlassstruktur eine Vielzahl an ersten Elementen, die sich von der Bodenplatte aus erstrecken. Im eingebauten Zustand des
Speichertopfes erstrecken sich die ersten Elemente von der Bodenplatte nach unten oder oben in das Aufnahmevolumen. Die ersten Elemente sind zumindest teilweise voneinander beabstandet. Besonders bevorzugt sind alle ersten Elemente voneinander beabstandet. Durch die Beabstandung kann
Betriebsmittel zwischen den ersten Elementen in das Aufnahmevolumen bzw. innerhalb des Aufnahmevolumens strömen und aus dem Aufnahmevolumen abströmen. Durch die Beabstandung erfüllen die ersten Elemente auch die Funktion von Rockstoppern. Rockstopper sind in erster Linie nicht zur
Beeinflussung der Strömung vorgesehen, sondern sollen größere Teile abhalten.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die ersten Elemente in Abströmrichtung einen größeren Strömungswiderstand darstellen als in Zuströmrichtung. Sowohl bei der Zuströmung als auch bei der Abströmung wird das flüssige Betriebsmittel um die jeweiligen ersten Elemente herumgeleitet. Durch die geometrische Ausgestaltung der ersten Elemente wird dabei erreicht, dass in Abströmrichtung, also wenn das Betriebsmittel aus dem Aufnahmevolumen nach außen in den
Betriebsmittelbehälter strömt, einen größeren Strömungswiderstand erfährt als in der entgegengesetzten Zuströmrichtung. Bei der Strömung in Zuströmrichtung fließt das Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelbehälter in das
Aufnahmevolumen.
Durch diesen Unterschied im Strömungswiderstand hinsichtlich Abströmrichtung und Zuströmrichtung erhöht sich der Druck im Aufnahmeraum im Vergleich zu dem Druck im Betriebsmittelbehälter. Diese Erhöhung des Drucks begünstigt eine Förderung des Betriebsmittels durch die Öffnung hindurch in den
Speichertopf. Der Speichertopf ist vorzugsweise am Boden des Betriebsmittelbehälters angeordnet und erstreckt sich in Richtung der Kraftfahrzeughochachse. Der Speichertopf dient dazu, ein gewisses Volumen an Betriebsmittel zu bevorraten, welches durch eine im Betriebsmittelbehälter, bevorzugt im Speichertopf angeordnete Pumpe zu etwaigen Betriebsmittelverbrauchen gefördert wird. Ebenso ist es möglich, dass die Pumpe außerhalb des Betriebsmittelbehälters zum Ansaugen des flüssigen Betriebsmittels angeordnet ist. Das Volumen des Speichertopfes ist vorzugsweise sehr klein im Vergleich zum Volumen des Betriebsmittelbehälters. Insbesondere kann das Volumen des Speichertopfes mindestens um den Faktor 10, bevorzugt mindestens um den Faktor 50, und besonderes bevorzugt mindestens um den Faktor 100, kleiner sein als das Volumen des Betriebsmittelbehälters. Ausschlaggebend sind hier stets die „Speichervolumen“, die zur Aufnahme des Betriebsmittels nutzbar sind. Die Öffnung der Einlassstruktur erstreckt sich bis in den Speichertopf. Bevorzugt kann unmittelbar benachbart zur Öffnung ein Element der Pumpe vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise die Pumpe selbst oder eine mit der Pumpe fluidleitend verbundene Absaugstelle sein.
Die Bodenplatte der Einlassstruktur kann einstückig mit dem Speichertopf ausgebildet sein, beispielsweise durch Spritzgießen oder Blasformen. In einer anderen Ausgestaltung kann die Bodenplatte an der Unterseite des
Speichertopfes formschlüssig, stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig angebracht sein. Beispielsweise kann die Bodenplatte über Rasthaken mit dem Speichertopf verbindbar sein. Dabei kann die Bodenplatte beispielsweise Bestandteil einer Adapterplatte sein, die im Betriebsmittelbehälter befestigt ist. Der Speichertopf ist dann entsprechend auf dieser Adapterplatte befestigbar.
Des Weiteren ist es möglich, dass die gesamte Einlassstruktur einstückig mit dem Betriebsmittelbehälter gefertigt ist.
Die Öffnung in der Bodenplatte zum Führen des Betriebsmittels aus dem
Aufnahmevolumen in den Speichertopf kann mittig in der Einlassstruktur angeordnet sein. Alternativ kann die Öffnung auch außermittig angeordnet sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die ersten Elemente jeweils in
Abströmrichtung verjüngt ausgebildet sind. Die ersten Elemente verbreitern sich somit entlang der Zuströmrichtung.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die ersten Elemente jeweils eine Tasche aufweisen. Die Tasche öffnet sich entgegen der Abströmrichtung. Das abströmende Fluid fließt somit in diese Taschen.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die ersten Elemente auf ihrer nach außen weisenden Seite, also auf der Seite, die bei Zuströmung angeströmt wird, spitzwinklig, konvex oder trapezförmig ausgestaltet sind. Dadurch stellen die ersten Elemente in Zuströmrichtung einen möglichst geringen
Strömungswiderstand dar.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einlassstruktur eine Vielzahl an zweiten Elementen umfasst. Die zweiten Elemente erstrecken sich ebenfalls von der Bodenplatte aus. Die zweiten Elemente befinden sich vorzugsweise zwischen zwei benachbarten ersten Elementen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass jeweils genau ein zweites Element zwischen zwei benachbarten ersten
Elementen angeordnet ist. Die zweiten Elemente sind so angeordnet, um den Strömungsquerschnitt zwischen den beiden benachbarten ersten Elementen zu verringern.
Insbesondere sind die zweiten Elemente untereinander und zu den ersten Elementen beabstandet. Durch die Beabstandung erfüllen die zweiten Elemente auch die Funktion von Rockstoppern.
Bevorzugt ist eine Radialrichtung parallel zu der Zuströmrichtung und
Abströmrichtung definiert. Eine Umfangrichtung erstreckt sich senkrecht zu dieser Radialrichtung. Die ersten und zweiten Elemente sind vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet. Insbesondere wechseln sich die ersten und zweiten Elemente entlang der Umfangsrichtung ab.
Die ersten und zweiten Elemente sind vorzugsweise so geformt und angeordnet, dass der sich zwischen ersten und zweiten Elementen ergebende Strömungsquerschnitt in Zuströmrichtung verjüngt ausgebildet ist. Der
Strömungsquerschnitt zwischen ersten und zweiten Elementen verringert sich somit entlang der Zuströmrichtung.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die zweiten Elemente in Zuströmrichtung verjüngt ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist hierzu vorgesehen, dass die zweiten Elemente tropfenförmig ausgebildet sind, wobei die Spitze der
Tropfenform in Zuströmrichtung ausgerichtet ist. Dies bedeutet, dass das abströmende Fluid auf die Spitze der Tropfenform trifft. Das zuströmende Fluid trifft auf die der Spitze gegenüberliegende konvexe Seite der Tropfenform.
Dadurch wird ein möglichst geringer Strömungswiderstand beim Zuströmen erreicht.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweiten Elemente jeweils eine Tasche aufweisen. Die Tasche öffnet sich entgegen der Abströmrichtung. Das abströmende Fluid fließt somit in diese Taschen. Insbesondere sind hierzu die tropfenförmigen zweiten Elemente hohl ausgebildet und an ihrer Spitze offen.
An den ersten Elementen und/oder den zweiten Elementen ist jeweils eine Größe G definiert. Die Größe G wird parallel zur Bodenplatte und an der größten Stelle des jeweiligen Elements gemessen.
Des Weiteren weist die Einlassstruktur einen Durchmesser D auf. Dieser ist definiert als der Abstand zwischen zwei ersten Elementen, die am weitesten voneinander entfernt sind.
Insbesondere ist für die Größe G der ersten Elemente und/oder zweiten
Elemente Folgendes vorgesehen: Die Größe G beträgt höchstens 0,2*D, vorzugsweise höchstens 0,1 *D, besonders vorzugsweise höchstens 0,05*D.
Gemäß einer Variante ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die ersten Elemente und/oder die zweiten Elemente ausschließlich in einem distalen Bereich der Einlassstruktur befinden. Der distale Bereich befindet sich vorzugsweise zumindest 0,3*D, weiter vorzugsweise zumindest 0,4*D, besonders vorzugsweise zumindest 0,45*D vom geometrischen Mittelpunkt der Einlassstruktur entfernt. Durch die Anordnung der ersten Elemente und/oder zweiten Elemente ausschließlich im distalen Bereich wird ein möglichst großes Aufnahmevolumen erreicht, das im proximalen Bereich durch keine ersten Elemente bzw. zweiten Elemente reduziert ist.
In einer alternativen Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die ersten Elemente und/oder zweiten Elemente nicht nur im distalen Bereich, sondern auch im proximalen Bereich befinden. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass die ersten Elemente und/oder zweiten Elemente über zumindest 50 Prozent, vorzugsweise zumindest 60 Prozent, besonders vorzugsweise zumindest 70 Prozent, der Fläche der Einlassstruktur verteilt sind.
Die ersten Elemente und/oder zweiten Elemente sind vorzugsweise relativ klein ausgebildet, so dass eine Vielzahl dieser Elemente in der Einlassstruktur verwendet werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Einlassstruktur zumindest 10, vorzugsweise zumindest 40, besonders vorzugsweise zumindest 60 der ersten Elemente umfasst. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einlassstruktur zumindest 10, vorzugsweise zumindest 40, besonders vorzugsweise zumindest 60 der zweiten Elemente umfasst.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einlassstruktur eine Vielzahl an dritten Elementen aufweist, die sich ebenfalls von der Bodenplatte aus in das Aufnahmevolumen erstrecken. Die dritten Elemente sind so angeordnet und ausgebildet, dass sie abströmendes Betriebsmittel in die Taschen der ersten Elemente lenken.
Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner einen Speichertopf mit der beschriebenen Einlassstruktur.
Ferner umfasst die hier offenbarte Technologie den beschriebenen
Betriebsmittelbehälter, einen im Betriebsmittelbehälter angeordneten
Speichertopf und die beschriebene Einlassstruktur. Darüber hinaus umfasst die hier offenbarte Technologie auch ein Fahrzeug mit dem beschriebenen Betriebsmittelbehälter, einen im Betriebsmittelbehälter angeordneten Speichertopf sowie der hier beschriebenen Einlassstruktur.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine hier offenbarte Einlassstruktur an einem Speichertopf in einer ersten Anordnung in einem Betriebsmittelbehälter,
Figur 2 die hier offenbarte Einlassstruktur an einem Speichertopf in einer zweiten Anordnung in einem Betriebsmittelbehälter,
Figur 2a die hier offenbarte Einlassstruktur an einem Speichertopf in
einer zweiten Anordnung in einem Betriebsmittelbehälter,
Figur 3 eine Ansicht der hier offenbarten Einlassstruktur von unten,
Figur 4 ein Detail aus Figur 3,
Figur 4a eine Variante zu Figur 4,
Figur 5 eine schematische Darstellung des in Figur 4
gekennzeichneten Schnitts A-A,
Figuren 6a/b Varianten zu Figur 5 bzw. zu Figur 1
Figur 6 verschiedene Varianten zur Ausgestaltung der ersten
Elemente der hier offenbarten Einlassstruktur,
Figuren 7 bis 9 weitere Varianten der hier offenbarten Einlassstruktur.
Figur 1 zeigt rein schematisch eine Einlassstruktur 1 an einem Speichertopf 2. Der Speichertopf 2 befindet sich in einem Betriebsmittelbehälter 3.
Die Einlassstruktur 1 umfasst eine Bodenplatte 4. In der Variante nach Figur 1 bildet die Bodenplatte 4 der Einlassstruktur 1 gleichzeitig den Speichertopfboden des Speichertopfes 2. Die Einlassstruktur 1 umfasst ferner erste Elemente 7 und zweite Elemente 1 1. Die ersten und zweiten Elemente 7, 1 1 erstrecken sich von der Bodenplatte 4 nach unten und liegen vorzugsweise am Behälterboden des
Betriebsmittelbehälters 3 auf. Durch die Beabstandung der Bodenplatte 4 vom Betriebsmittelbehälter 3 ist ein Aufnahmevolumen 5 zwischen der Bodenplatte 4 und dem Betriebsmittelbehälter 3 ausgebildet.
In der Bodenplatte 4 befindet sich eine Öffnung 6, durch die das Betriebsmittel vom Aufnahmevolumen 5 in das Innere des Speichertopfes 2 führbar ist.
Figur 2 zeigt eine Variante, bei der der Speichertopf 2 einen eigenen
Speichertopfboden umfasst, der auf der Bodenplatte 4 der Einlassstruktur 1 aufliegt. Dementsprechend erstreckt sich die Öffnung 6 durch die Bodenplatte 4 der Einlassstruktur 1 und durch den Speichertopfboden des Speichertopfes 2.
Die Bodenplatte 4 der Einlassstruktur 1 kann hier beispielsweise eine
Adapterplatte darstellen, auf der der Speichertopf 2 befestigbar ist.
Figur 2a zeigt eine Variante mit einer Bodenplatte 4, von der sich die Elemente 7, 1 1 nach oben in Richtung des Speichertopfes 2 erstrecken. Dementsprechend ist hier der Aufnahmeraum 5 zwischen dem Boden des Speichertopfes 2 und der Bodenplatte 4 gebildet.
Figur 3 zeigt eine Ausgestaltung der Einlassstruktur 1 in einer Darstellung von unten. Zu sehen ist hier die Bodenplatte 4 mit der Öffnung 6. Von der
Bodenplatte 4 erstreckt sich eine Vielzahl der ersten Elemente 7 und eine Vielzahl der zweiten Elemente 1 1. Die ersten Elemente 7 und die zweiten Elemente 1 1 sind hier ausschließlich in einem distalen Bereich 15 der
Einlassstruktur 1 angeordnet. Dieser distale Bereich 15 ist insbesondere hinsichtlich des geometrischen Mittelpunktes 16 der Einlassstruktur 1 definiert und ist beispielsweise zumindest 0,3*D vom Mittelpunkt 16 entfernt.
D bezeichnet den Durchmesser der Einlassstruktur, der in einer zur Bodenplatte 4 parallelen Ebene gemessen wird. Wenn die Einlassstruktur 1 entgegen der Darstellung in Figur 3 nicht rund ist, sondern eine anderweitige Form aufweist, wird der Durchmesser D vorzugsweise durch zwei erste Elemente 7 definiert, die am weitesten voneinander entfernt sind.
Figur 3 zeigt eine abwechselnde Anordnung der ersten und zweiten Elemente 7,
1 1 entlang des Umfangs. Dabei befindet sich jeweils genau ein zweites Element 1 1 zwischen zwei benachbarten ersten Elementen 7.
Des Weiteren zeigt Figur 3 eine Abströmrichtung 8 und eine Zuströmrichtung 9. Entlang der Zuströmrichtung 9 fließt das Betriebsmittel aus dem
Betriebsmittelbehälter 3 in das Aufnahmevolumen 5. Entlang der
Abströmrichtung 8 fließt das Betriebsmittel aus dem Aufnahmevolumen 5 nach außen.
Figur 4 zeigt eine Detaildarstellung aus Figur 3. Dabei ist die genaue
Ausgestaltung der ersten und zweiten Elemente 7, 1 1 zu sehen.
Die ersten Elemente 7 sind an ihrer nach außen weisenden Seite spitzwinklig ausgestaltet. An ihrer nach innen weisenden Seite weisen die ersten Elemente 7 jeweils eine Tasche 10 auf. In diese Tasche 10 strömt das Betriebsmittel bei Strömung in Abströmrichtung 8. Des Weiteren sind die ersten Elemente 7 entlang der Abströmrichtung 8 verjüngt ausgebildet.
Die zweiten Elemente 1 1 sind tropfenförmig ausgestaltet und befinden sich derart benachbart zu den ersten Elementen 7, so dass der Strömungsquerschnitt zwischen zwei ersten Elementen 7 verringert wird. Die Spitze der Tropfenform der zweiten Elemente 1 1 ist nach innen gerichtet. Dementsprechend weist die konvexe Form des Tropfens nach außen.
Figur 4 zeigt ferner die Größe G der einzelnen Elemente 7, 1 1 , die jeweils an der größten Stelle der Elemente in einer zur Bodenplatte 4 parallelen Ebene gemessen wird. Diese Größe G ist wesentlich geringer als der Durchmesser D. Dadurch ist es möglich eine Vielzahl erster und zweiter Elemente 7, 1 1 auf der Bodenplatte 4 anzuordnen.
Figur 4a zeigt eine Variante zu Figur 4. Gemäß Figur 4a sind die zweiten
Elemente 1 1 ebenfalls tropfenförmig. Allerdings weisen gemäß dieser Variante die zweiten Elemente an ihrer nach innen weisenden Spitze eine Öffnung auf und sind innen hohl. Dadurch ist auch in diesen zweiten Elementen 1 1 eine Tasche 10 zur Aufnahme des abströmenden Betriebsmittels gebildet.
Figur 5 zeigt rein schematisch den in Figur 4 eingezeichneten Schnitt A-A. Dabei ist zu sehen, dass die ersten und zweiten Elemente 7, 1 1 voneinander beabstandet sind, so dass zwischen diesen Elementen 7, 1 1 das Betriebsmittel zu- und abströmen kann. Die ersten und zweiten Elemente 7, 1 1 liegen bevorzugt auf dem Boden des Betriebsmittelbehälters 3 auf.
Die Höhe H der ersten Elemente 7 und/oder der zweiten Elemente 1 1 , unabhängig von der hier gezeigten Ausführungsform, beträgt vorzugsweise höchstens 0,2*D, insbesondere höchstens 0,1 *D, besonders vorzugsweise höchstens 0,05*D.
Figur 6 zeigt rein schematisch weitere mögliche Ausgestaltungen der ersten Elemente 7. Demgemäß kann das jeweilige erste Element 7 wie bereits in Figuren 3 und 4 gezeigt spitzwinklig sein. Dabei bilden zwei zueinander abgewinkelte Schenkel die Tasche 10.
Des Weiteren ist es möglich, die ersten Elemente 7 bogenförmig auszugestalten. Dabei weist die konvexe Seite des Bogens nach außen. Die konkave Seite weist nach innen und bildet die Tasche 10.
Des Weiteren ist es beispielsweise möglich die ersten Elemente 7 trapezförmig auszugestalten. Auch bei dieser Trapezform kann eine sich entlang der
Abströmrichtung 8 verjüngende Geometrie erreicht werden. Ferner kann auch so eine nach innen offene Tasche 10 gebildet werden. Diese Ausgestaltungen gemäß Figur 6 sind beispielhaft. Weitere Geometrien für die ersten Elemente 7 sind möglich.
Figur 6a verdeutlicht, dass der Boden des Speichertopfes 2 nicht zwangsläufig eben sein muss. So kann sich z.B. gemäß Figur 6a auch die Öffnung 6 in einem nach unten erweiterten Fortsatz befinden. Figur 6b zeigt ebenfalls, dass der Boden des Speichertopfes 2 nicht zwangsläufig eben sein muss. So kann sich der Boden zu den Rändern des Speichertopfes 2 hin anheben. Dementsprechend gibt es dann längere und kürzere erste bzw. zweite Elemente 7, 1 1.
Figuren 7 bis 9 zeigen alternative Ausgestaltungen der Einlassstruktur, bei denen sich die ersten Elemente 7 nicht nur im distalen Bereich 15 befinden, sondern über eine relativ große Fläche der Bodenplatte 4 verteilt sind.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen ferner die mögliche Verwendung von alternativen bzw. Weiteren Rockstoppern 14, die sich relativ nah und rundum der Öffnung 6 befinden. Diese Rockstopper 14 sind ebenfalls Elemente, die sich von der Bodenplatte 4 aus erstrecken. Die Rockstopper 14 sind in erster Linie nicht zur Beeinflussung der Strömung ausgebildet, sondern sollen größere Teile vor dem Eindringen in die Öffnung 6 abhalten.
Figur 7 zeigt eine Variante mit ausschließlich ersten, bogenförmigen Elementen 7, die jeweils eine nach innen gerichtete Tasche 10 aufweisen und an ihrer nach außen weisenden Seite konvex ausgebildet sind. Die einzelnen ersten Elemente 7 beschreiben hier jeweils in etwa einen Halbkreis und erstrecken sich somit über einen Winkel a von ca. 180 Grad.
Solche bogenförmigen ersten Elemente können auch in der distalen Anordnung nach Figur 3 verwendet werden. Der Winkel a liegt, unabhängig von der
Ausführungsform, vorzugsweise zwischen 70° und 200°, besonders
vorzugsweise zwischen 90° und 180°.
Figur 8 zeigt eine Kombination der in Figur 7 gezeigten ersten Elemente 7 mit dritten Elementen 13. Die dritten Elemente 13 sind hier ebenfalls gebogene Elemente, wobei jedoch die konvexe Seite nach innen zeigt. Des Weiteren sind die dritten Elemente 13 so angeordnet, dass sie ausströmendes Betriebsmittel in die Taschen 10 der ersten Elemente 7 leiten. Sowohl die ersten Elemente 7 als auch die dritten Elemente 13 sind hier in etwa halbkreisförmig ausgestaltet und erstrecken über den Winkel a. Figur 9 zeigt eine Variante bei der nur erste Elemente 7 verwendet werden.
Dabei berühren sich jeweils zwei erste Elemente 7. Zwischen den sich jeweils berührenden ersten Elementen 7 kann kein Betriebsmittel strömen. Es sind somit jeweils Paare aus ersten Elementen 7 gebildet. Die einzelnen Elemente 7 sind wiederum bogenförmig mit Winkel a ausgestaltet.
Bezugszeichenliste:
1 Einlassstruktur
2 Speichertopf
3 Betriebsmittelbehälter
4 Bodenplatte
5 Aufnahmevolumen
6 Öffnung
7 erste Elemente
8 Abströmrichtung
9 Zuströmrichtung
10 Tasche
1 1 zweite Elemente
13 dritte Elemente
14 Rockstopper
15 distaler Bereich
16 Mittelpunkt

Claims

Patentansprüche:
1. Einlassstruktur (1 ) eines Speichertopfes (2), umfassend
• eine Bodenplatte (4), die in einem Betriebsmittelbehälter unter
Ausbildung eines Aufnahmevolumens (5) unter oder über der
Bodenplatte (4) anordenbar ist,
• eine Vielzahl an ersten Elementen (7), die sich von der Bodenplatte (4) aus erstrecken, wobei die ersten Elemente (7) zumindest teilweise voneinander beabstandet sind und Betriebsmittel zwischen den ersten Elementen (7) in das Aufnahmevolumen (5) zuströmbar und aus dem Aufnahmevolumen (5) abströmbar ist,
• wobei die ersten Elemente (7) in Abströmrichtung (8) einen größeren Strömungswiderstand darstellen als in Zuströmrichtung (9).
2. Einlassstruktur nach Anspruch 1 ,
• wobei die ersten Elemente (7) in Abströmrichtung (8) verjüngt
ausgebildet sind.
3. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die ersten Elemente jeweils eine Tasche (10) aufweisen, die sich entgegen der Abströmrichtung (8) öffnet.
4. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
• eine Vielzahl an zweiten Elementen (1 1 ), die sich von der Bodenplatte (4) aus erstrecken,
• wobei zumindest ein zweites Element (1 1 ), vorzugsweise genau ein zweites Element (1 1 ), zwischen zwei benachbarten ersten Elementen (7) angeordnet ist, um den Strömungsquerschnitt zwischen diesen beiden ersten Elementen (7) zu verringern.
5. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • wobei der Strömungsquerschnitt zwischen den ersten Elementen (7) und dem jeweils benachbarten zweiten Element (1 1 ) in Zuströmrichtung (9) verjüngt ausgebildet ist.
6. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die zweiten Elemente (1 1 ) in Zuströmrichtung (9) verjüngt ausgebildet sind.
7. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die zweiten Elemente (1 1 ) tropfenförmig ausgebildet sind, wobei die Spitze der Tropfenform in Zuströmrichtung (9) ausgerichtet ist.
8. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die ersten Elemente (7) und/oder die zweiten Element (1 1 ) eine Größe G, gemessen parallel zur Bodenplatte (4) und an der größten Stelle des Elements (7, 1 1 ) aufweisen,
• wobei die Größe G höchstens 0,2*D, vorzugsweise höchstens 0,1 *D, besonders vorzugsweise höchstens 0,05*D, beträgt; mit Durchmesser D der Einlassstruktur (1 ).
9. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die ersten Elemente (7) und/oder die zweiten Elemente (1 1 ) ausschließlich in einem distalen Bereich (15) der Einlassstruktur (1 ) angeordnet sind.
10. Einlassstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
• wobei die ersten Elemente (7) und/oder die zweiten Elemente (1 1 ) über zumindest 50%, vorzugsweise zumindest 60%, besonders vorzugsweise zumindest 70%, der Fläche der Einlassstruktur (1 ) verteilt sind.
1 1. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die Einlassstruktur (1 ) zumindest 10, vorzugsweise zumindest 40, besonders vorzugsweise zumindest 60, erste Elemente (7) umfasst und/oder wobei die Einlassstruktur (1 ) zumindest 10, vorzugsweise zumindest 40, besonders vorzugsweise zumindest 60, zweite Elemente (1 1 ) umfasst.
12. Einlassstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
• wobei die ersten Elemente (7) an ihrer gegen die Zuströmrichtung (9) weisenden Außenseite konvex, spitzwinklig oder trapezförmig ausgestaltet sind.
13. Speichertopf umfassend eine Einlassstruktur nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
14. Fahrzeug umfassend einen Betriebsmittelbehälter (3) und einen
Speichertopf (2) nach Anspruch 13.
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