WO2022263156A1 - Tankventileinrichtung für zumindest einen tankbehälter, tankvorrichtung für einen treibstoff und verfahren zum betreiben einer tankvorrichtung für einen treibstoff - Google Patents
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Definitions
- Tank valve device for at least one tank container, tank device for a fuel and method for operating a tank device for a
- the present invention relates to a tank valve device for at least one tank container, a tank device for a fuel and a method for operating a tank device for a fuel.
- a non-return valve for refueling and a shut-off valve for removing hydrogen to supply the propulsion system e.g. fuel cells or hydrogen burners
- the propulsion system e.g. fuel cells or hydrogen burners
- a spring-loaded refueling check valve allows mass flow into the refueling system when the gas pressure upstream of the valve is higher than the pressure in the reservoir, which is normally the case during refueling. Otherwise the non-return valve seals the tank system.
- the shut-off valve usually works as an electrically controlled solenoid valve. In the event of removal, the magnet is electrically energized. The valve opens and hydrogen flows from the tank to the consumer. When the magnet is inactive, the valve remains closed and seals the tank system.
- a tank system can consist of several tank containers, with each container having its own non-return valve for refueling and its own shut-off valve. May have off-valve for removal. Mobile hydrogen tank systems for motor vehicles for converting the hydrogen in fuel cells or hydrogen internal combustion engines are known. In the event of a line break or an accident, it may be necessary to close the hydrogen tanks using the shut-off valve.
- a servo valve with a small seat diameter can be opened magnetically in order to produce pressure equalization on a main valve, with the main valve being able to be opened by means of a mechanical driver.
- a servo valve with a small seat diameter can be opened magnetically in order to produce pressure equalization on a main valve, with the main valve being able to be opened by means of magnetic force.
- a servo valve with a small seat diameter can be opened magnetically to generate a pressure drop in a control chamber, comparable to common rail injectors.
- the main valve can be mechanically coupled to the servo valve, in which case the servo valve can close via a spring and can take the main valve with it.
- the main valve can be electrically coupled to the servo valve, with the servo magnet being switched off and as a result a magnet of the main valve also being switched off and both valves being able to close via springs.
- DE112006003013B4 describes a tank with a fitting and a valve, the valve being fixed in the fitting.
- the present invention provides a tank valve device for at least one tank container according to claim 1, a tank device for a fuel according to claim 8 and a method for operating a tank device for a fuel according to claim 11.
- the idea on which the present invention is based is to specify a tank valve device for at least one tank container, a tank device for a fuel and a method for operating a tank device for a fuel, with the main valve body also being able to be moved through an opening in a servo valve device inside a main valve body and a flow of fuel through the main valve can be generated and/or closed.
- the stroke of the main valve body can also be controllable, thereby improving control of the strokes and opening of the valve.
- the tank valve device for at least one tank container comprises a valve housing with an outlet opening and an inlet area and a pilot volume, the inlet area being connectable to the tank container and fuel being able to be admitted from the tank container into the inlet area; a main valve body with an inner area and with a longitudinal channel in the inner area, wherein the main valve body is arranged in the valve housing such that it can be moved back and forth along a longitudinal direction in front of the outlet opening, so that the outlet opening through the main valve body opposite the inlet area is sealable, and the longitudinal channel is aligned with the outlet opening; a servo valve device, which is arranged within the main valve body and is movable along the longitudinal direction, such that a flow to the longitudinal passage from the pilot volume for the Fuel can be generated and/or interrupted, the pilot volume being connected to the inlet region via a throttle for the fuel; and a magnet device, by which a magnetic field can be generated, by means of which the servo valve device can be displaced along the longitudinal direction and
- a servo valve with a small seat diameter can be opened magnetically in order to produce pressure equalization on a main valve, with the main valve being able to be opened by means of opening spring force.
- a servo valve with a small seat diameter can be opened magnetically to generate a pressure drop in a control chamber (pilot control volume), comparable to common rail injectors.
- a fuel can be at least partially drained from the tank container by the tank valve device.
- the fuel can be a gaseous fuel or a gas-liquid mixture.
- the throttle can connect the inlet area with the pilot volume for a flow of the fuel, however, a delay in the pressure equalization between the pilot volume and the inlet area can be generated in order to pull the main valve body into a recess for the pilot valve and a sealing seat between the main valve body and the outlet opening at least up to one To open the pressure equalization between the inlet area and the pilot volume.
- the inlet area can partially surround the main valve body.
- the inlet area can have an outer side that is permeable to the fuel and that can be connected to an inflow of the fuel, for example this outer side can be an outer side of the valve housing and have holes for the fuel, which can then penetrate into the valve housing.
- the tank valve device can be designed as a drain valve (so-called shut-off valve) and used for this purpose in a fuel tank and can be designed as a miniaturized shut-off valve.
- a small size can result in the smallest possible force application surface on components outside of the tank container and the space in the bottle neck of a tank container is sufficient for assembly, as a result of which an installation location with improved assembly stability can be achieved.
- a first stroke (to open) of the servo valve device can differ from a second stroke (to open) of the main valve, for example be larger or smaller.
- only one magnetic device can be used for both strokes and the size of the tank valve device can be reduced and costs can be saved.
- valve housing and the main valve body as well as a sealing seat at the outlet opening can be formed from a metal, as a result of which wear and, furthermore, leakage of the system can at least be reduced.
- the pressure conditions can be directed in such a way that the force vectors opening on the main valve, supported by the magnetic field, can also open the main valve completely along the longitudinal axis and the valve bank can remain stable in this, even with pressure and volume fluctuations opened Can hold position until the magnetic field is switched off and the spring can push both valves back into the closed position.
- the servo valve (the servo valve body) can therefore move within the main valve body and, in addition to its own longitudinal movement, at the same time follows the longitudinal movement of the main valve. In this way, two different valve lifts can be implemented with one magnet.
- valve lifts and the large forces, large magnets, large currents and large dimensions required for this can be reduced/reduced.
- the immersion armature and/or the flat armature, as well as any area-wise cut-out of material on a side area of the main valve body, which can move in an area of the magnetic field lines, means that the magnetic field can have an effect on both or on at least one of the two valve bodies (main valve body, servo valve body) and modified when the material varies along the side (magnetic field optimization).
- An optimal coupling of the magnetic field via the main valve to the servo valve can also be achieved during the longitudinal movement of the main valve.
- a magnetic coupling based on the flat armature can also be formed on the main valve body, for example formed as a needle.
- the magnetic field can thus be introduced into the servo valve in a targeted manner in the case of recesses or variations in materials on the side of the main valve body.
- a return spring attached to the front can provide an additional closing force in the direction of the two sealing seats of the valves (servo valve towards the longitudinal channel and main valve body towards the outlet opening) as soon as the magnetic field is switched off. In the rest position, there are always closing forces on the servo valves, so that the valves can be held in the seat with support from the tank pressure.
- the servo valve device comprises a spill area which is connected to the longitudinal channel or faces it and through which the fuel can be drained into the longitudinal channel.
- the (inner) control area can connect to the longitudinal channel. If the servo valve device assumes/exercises an internal stroke through a movement of the servo valve body towards the pilot volume, a free space, for example as a gap, can be created in or on the deactivation area, through which the fuel can then flow/flow from the pilot volume into the longitudinal channel. The resulting reduction in pressure in the pilot volume can then pull the main valve body a second stroke into the pilot volume or a recess of the housing in that direction.
- the two strokes can also be influenced by the magnetic field and a plunger of the servo valve device and a flat armature of the main valve body. The fuel can therefore flow into the longitudinal channel when the servo valve is pushed away from an inner sealing seat and from the longitudinal channel.
- the fuel can flow through a recess in the main valve body to the longitudinal channel, through and/or around the servo valve.
- the deactivation area of the servo valve can therefore advantageously be connected to the deactivation area of the main valve. Both spill areas are connected to the line system to the pressure reducer.
- the servo valve can be used in accordance with the way a common rail injector works Pressure drop can be generated at a closing pressure surface of a main valve, which can lead to opening of the main valve.
- the valve housing comprises a block of material which bears against the inlet area in the longitudinal direction and in which there is a recess which comprises the pilot control volume.
- the block of material can form an area of the valve housing, such as that part in which the pilot volume and a line with a throttle between the pilot volume and the inlet area can be included.
- the servo valve device comprises a plunger, which can be pushed into the recess from the inlet area in the longitudinal direction.
- the main valve body comprises a flat armature which can be placed on the block of material when the main valve body moves in the longitudinal direction.
- the flat armature When the flat armature approaches, it can interact with the magnetic field and pull the flat armature towards the block of material, for example placing the flat armature directly on the block of material or leaving a gap between the block of material and the flat armature. A second stroke of the main valve body can then be controlled by this movement.
- the magnetic device is arranged next to the recess and in the block of material.
- the magnetic field flow and the magnetic force on the plunger and/or flat armature can be influenced, advantageously increased and an attractive force into the recess (or at least towards the pre-tax volume) can be increased.
- the tank valve device includes a restoring spring, which is arranged in the pilot volume and is set up to exert a restoring force on the main valve body and/or on the servo valve device, which is directed along the longitudinal direction and toward the outlet opening.
- the return spring can push the main valve body and/or the servo valve device (the servo valve body) back into an initial position in which the outlet opening through the main valve body and/or the longitudinal channel through the servo valve device (the servo valve body) for the Flow of the fuel can be closed.
- the tank device for a fuel comprises a tank container with an opening, and a tank valve device according to the invention, which is arranged in the opening of the tank container or is connected or can be connected to it; and, and a control device, which is connected to the magnet device and is arranged to control it.
- the solenoid device can be energized by the control device and a force can be generated in the direction of the pilot control volume, viewed from the main valve body and/or from the servo valve device (the servo valve body).
- the tank device can be connected to a consumer, for example installed in a vehicle and connected to the engine.
- the vehicle may be a vehicle with an internal combustion engine or trade a fuel cell vehicle.
- the fuel can be a gaseous gas for operating a fuel cell, for example hydrogen or other gases that are possible for this purpose.
- the gas fuel can also be a gas for a gas-powered vehicle, such as CNG or LPG, and this can also be liquid gas.
- the tank device comprises a pressure reducer which is connected to the outlet opening.
- the pressure reducer can generate a lower pressure in a discharge line from the valve housing than in the pilot volume and/or in the inlet area.
- the tank container is a hydrogen tank.
- a tank device in a method for operating a tank device for a fuel, a tank device according to the invention is provided; recognizing a need to drain the fuel and then energizing the magnetic device and thereby at least partially guiding the fuel out of the tank container and/or recognizing a need to close the tank valve device and interrupting a current at the magnetic device and thereby closing a flow of fuel through the tank valve device.
- the magnetic device can have a coil that can be energized.
- tank device and/or tank valve device can also be characterized by the features mentioned in connection with the method and its advantages and vice versa.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a tank device according to an exemplary embodiment of the present invention
- FIG. 2 shows a schematic illustration of a tank valve device according to a further exemplary embodiment of the present invention
- FIG. 3 shows a block diagram of method steps of the method for operating a tank device according to an exemplary embodiment of the present invention.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a tank device according to an exemplary embodiment of the present invention.
- the tank device 10 for a fuel comprises a tank container TB with an opening OF, and a tank valve device 1 according to the invention, which is arranged in the opening OF of the tank container TB or is connected or can be connected to it; and a control device SE, which is connected to the magnet device and is set up to control it.
- a fuel can be discharged into a low-pressure area, for example into an exhaust pipe and/or into an environment V, via the tank valve device 1 .
- FIG. 2 shows a schematic representation of a tank valve device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
- the tank valve device 1 for at least one tank container TB comprises a valve housing G with an outlet opening AO and an inlet area EB and a pilot volume VV, the inlet area EB being able to be connected to the tank container TB and fuel from the tank container being able to be admitted into the inlet area EB; a main valve body HK, shaped approximately as a needle, with an inner area IB and with a longitudinal channel LK in the inner area IB, the main valve body HK being arranged in the valve housing G in such a way that it runs along a longitudinal direction LR in front of the outlet opening AO and back from it can be moved away, so that the outlet opening AO can be tightly closed by the main valve body HK in relation to the inlet area EB (via a sealing seat DS-A on the housing G), and the longitudinal channel LK is aligned with the outlet opening AO.
- the tank valve device 1 comprises a servo valve device SV, for example with an inner register valve, which is arranged inside the main valve body HK and can be moved along the longitudinal direction LR, such that a flow to the longitudinal channel LK can be generated from the pilot volume VV for the fuel and/or can be interrupted, the pilot volume VV being connected to the inlet area EB via a throttle (not shown) for the fuel; and a magnetic device M, by which a magnetic field B can be generated, by means of which the servo valve device SV can be displaced along the longitudinal direction LR and the flow to the longitudinal channel LK can be generated to reduce the pressure in the pilot volume VV (after the servo valve has been pulled out of a sealing seat on the longitudinal channel ), wherein the main valve body HK is dimensioned and arranged in such a way that, after the pressure reduction, it can be pushed into the pilot volume VV along the longitudinal direction LR by a fuel pressure in the inlet region EB and the outlet opening AO opened.
- a shut-off valve with the servo principle is shown, with an opening force of the servo valve and the holding force on the main valve being able to be achieved by a single coil of the magnetic device M.
- the pressure on a closing pressure surface of the main valve can be lowered, for example at the transition to the recess AS, as a result of which the main valve body HK is pushed out of the rest position towards the pilot volume VV and away from the sealing seat DS-A at the outlet opening AO can and thus opens the main valve.
- the opening of the servo valve causes a region of the (primary) magnetic circuit to become saturated.
- the saturation magnetization is the maximum possible magnetization of a material.
- the air gap is minimal and the resulting holding force keeps the main valve open against the closing spring force and any pressure drop with the resulting closing forces, even with relatively small flows.
- the servo valve device (and/or the main valve body HK can include a discharge area AB, for example at the tip of the needle) can include a spill area AB-SV, which is connected to the longitudinal channel LK or faces it and through which the fuel can be discharged into the longitudinal channel LK is.
- the valve housing G can include a material block MB, which can lie against the inlet area EB in the longitudinal direction LR and in which there can be a recess AS, which includes the pilot volume VV or can at least be connected to the pilot volume VV on one end face of the servo valve device .
- the servo valve device SV can include a plunger TA, which can be pushed into the cutout AS from the inlet area EB in the longitudinal direction LR when the magnet device M is energized and a magnetic field B generated thereby is present.
- the main valve body HK can include a flat armature FA, which upon movement of the main valve body HK in the longitudinal direction LR on the Material block MB can be placed or at least approached (tightened towards the pilot volume in support of pressure equalization) which can control a second stroke of the main valve body.
- the magnetic device M can be arranged next to the recess AS and in the material block MB.
- a restoring spring RF can be arranged in the pilot volume VV and set up to exert a restoring force RK on the main valve body HK and/or on the servo valve device SV, which can be directed along the longitudinal direction LR and towards the outlet opening AO.
- An exhaust line can be connected to a low-pressure pND and to a pressure reducer D, and can be subjected to a pressure that is lower than that in the inlet area and the pilot volume VV.
- a side area SB of the main valve body can have a lateral cutout lying sideways and lying against the material block, or another material can be present, with the magnetic field lines B being able to penetrate through this side area and due to a change in the material or the Recess compared to the rest of the material of the main valve body, a change in the magnetic force can be generated in this area and thus on the main valve body, the magnetic force and the second stroke can thus be influenced.
- FIG. 3 shows a block diagram of method steps of the method for operating a tank device according to an exemplary embodiment of the present invention.
- a tank device according to the invention is provided S1; a detection S2 of a need to drain the fuel and then energizing the magnetic device and thereby at least partially guiding the fuel out of the tank container and/or a detection S3 of a need to close the tank valve device and interrupt a current at the magnetic device and thereby close a flow of fuel through the tank valve assembly.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung schafft eine Tankventileinrichtung (1) für zumindest einen Tankbehälter (TB), umfassend, ein Ventilgehäuse (G) mit einer Auslassöffnung (AO) und einem Einlassbereich (EB) und einem Vorsteuervolumen (VV), wobei der Einlassbereich (EB) mit dem Tankbehälter (TB) verbindbar ist und ein Treibstoff aus dem Tankbehälter in den Einlassbereich (EB) einlassbar ist; einen Hauptventilkörper (HK) mit einem Längskanal (LK), wobei der Hauptventilkörper (HK) entlang einer Längsrichtung (LR) vor die Auslassöffnung (AO) hin- und wieder von dieser wegbewegbar ist; eine Servoventileinrichtung (SV), welche innerhalb des Hauptventilkörpers (HK) angeordnet ist und entlang der Längsrichtung (LR) bewegbar ist, derart dass ein Durchfluss zum Längskanal (LK) von dem Vorsteuervolumen (VV) für den Treibstoff erzeugbar oder schließbar ist; und eine Magneteinrichtung (M), durch welche ein Magnetfeld (B) erzeugbar ist, mittels dessen die Servoventileinrichtung (SV) entlang der Längsrichtung (LR) verschiebbar ist und der Durchfluss zum Längskanal (LK) zu einer Druckminderung in dem Vorsteuervolumen (VV) erzeugbar ist, wobei der Hauptventilkörper (HK) derart dimensioniert und derart angeordnet ist, um nach der Druckminderung in das Vorsteuervolumen (VV) entlang der Längsrichtung (LR) durch einen Treibstoffdruck im Einlassbereich (EB) eingeschoben zu werden und die Auslassöffnung (AO) zu öffnen.
Description
Beschreibung
Titel
Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter, Tankvorrichtung für einen Treibstoff und Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen
Treibstoff
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter, Tankvorrichtung für einen Treibstoff und Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen Treibstoff.
Stand der Technik
In Tanksystemen für Wasserstoff als Druckgas in mobilen Anwendungen werden üblicherweise ein Rückschlagventil für die Betankung und ein Shut-Off-Ventil für die Entnahme von Wasserstoff zur Versorgung des Antriebsystems (beispielsweise Brennstoffzellen oder Wasserstoffverbrenner) mit Kraftstoff verwendet.
Ein federbelastetes Rückschlagventil für die Betankung ermöglicht einen Massenstrom in das Tanksystem, wenn der Gasdruck vor dem Ventil höher als der Druck im Tankbehälter ist, was normalerweise bei der Betankung der Fall ist. Ansonsten dichtet das Rückschlagventil das Tanksystem ab. Das Absperrventil (Shut-Off-Ventil) arbeitet üblicherweise als ein elektrisch gesteuertes Magnetventil. Im Entnahmefall wird das Magnet elektrisch bestromt. Das Ventil öffnet und Wasserstoff strömt aus dem Tankbehälter zum Verbraucher. Beim inaktiven Magnet bleibt das Ventil geschlossen und dichtet das Tanksystem ab. Ein Tanksystem kann aus mehreren Tankbehältern bestehen, wobei jeder Behälter ein eigenes Rückschlagventil für die Betankung und ein eigenes Shut-
Off-Ventil für die Entnahme aufweisen kann. Bekannt sind mobile Wasserstofftanksysteme für Kraftfahrzeuge zur Umsetzung des Wasserstoffs in Brennstoffzellen oder Wasserstoffverbrennungsmotoren. Für den Fall eines Leitungsbruchs oder Unfalls kann es nötig sein, die Wasserstofftanks mittels Shut-Off-Ventil zu schließen.
Andererseits kann eine magnetische Öffnung eines Servoventils mit kleinem Sitzdurchmesser zur Erzeugung eines Druckausgleichs an einem Hauptventil erfolgen, wobei die Öffnung des Hauptventils mittels mechanischem Mitnehmer erfolgen kann.
Andererseits kann eine magnetische Öffnung eines Servoventils mit kleinem Sitzdurchmesser zur Erzeugung eines Druckausgleichs an einem Hauptventil erfolgen, wobei eine Öffnung des Hauptventils mittels Magnetkraft erfolgen kann.
Andererseits kann eine magnetische Öffnung eines Servoventils mit kleinem Sitzdurchmesser zur Erzeugung eines Druckabfalls in einem Steuerraum, vergleichbar zu Common-Rail-Injektoren, erfolgen.
Für die selbsttätige Schließfunktion können mehrere Prinzipien bekannt sein, wobei eine mechanische Kopplung des Hauptventils an das Servoventil erfolgen kann, wobei das Servoventil über eine Feder schließen kann und dabei das Hauptventil mitnehmen kann.
Andererseits kann eine elektrische Kopplung des Hauptventils an das Servoventil erfolgen, wobei der Servomagnet abgeschalten wird und dadurch auch ein Magnet des Hauptventils abgeschaltet wird und beide Ventile über Federn schließen können.
In der DE112006003013B4 wird ein Tank mit einer Armatur und einem Ventil beschrieben, wobei das Ventil in der Armatur befestigt ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter nach Anspruch 1, eine Tankvorrichtung für einen Treibstoff nach Anspruch 8 und ein Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen Treibstoff nach Anspruch 11.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter, eine Tankvorrichtung für einen Treibstoff und ein Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen Treibstoff anzugeben, wobei durch eine Öffnung einer Servoventileinrichtung im Inneren eines Hauptventilkörpers auch der Hauptventilkörper bewegt werden kann und ein Durchfluss des Treibstoffs durch das Hauptventil erzeugt und/oder geschlossen werden kann.
Es kann durch eine Steuerung eines Hubs einer Servoventileinrichtung im Inneren eines Hauptventilkörpers auch der Hub des Hauptventilkörpers steuerbar sein und dadurch die Steuerung der Hübe und ein Öffnen des Ventils verbessert werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter ein Ventilgehäuse mit einer Auslassöffnung und einem Einlassbereich und einem Vorsteuervolumen, wobei der Einlassbereich mit dem Tankbehälter verbindbar ist und ein Treibstoff aus dem Tankbehälter in den Einlassbereich einlassbar ist; einen Hauptventilkörper mit einem Innenbereich und mit einem Längskanal in dem Innenbereich, wobei der Hauptventilkörper derart in dem Ventilgehäuse angeordnet ist, dass dieser entlang einer Längsrichtung vor die Auslassöffnung hin- und wieder von dieser wegbewegbar ist, so dass die Auslassöffnung durch den Hauptventilkörper gegenüber dem Einlassbereich dicht verschließbar ist, und der Längskanal zur Auslassöffnung ausgerichtet ist; eine Servoventileinrichtung, welche innerhalb des Hauptventilkörpers angeordnet ist und entlang der Längsrichtung bewegbar ist, derart dass ein Durchfluss zum Längskanal von dem Vorsteuervolumen für den
Treibstoff erzeugbar und/oder unterbrechbar ist, wobei das Vorsteuervolumen über eine Drossel für den Treibstoff mit dem Einlassbereich verbunden ist; und eine Magneteinrichtung, durch welche ein Magnetfeld erzeugbar ist, mittels dessen die Servoventileinrichtung entlang der Längsrichtung verschiebbar ist und durch den Durchfluss zum Längskanal eine Druckminderung in dem Vorsteuervolumen erzeugbar ist, wobei der Hauptventilkörper derart dimensioniert und derart angeordnet ist, um nach der Druckminderung in das Vorsteuervolumen entlang der Längsrichtung durch einen Treibstoff druck im Einlassbereich eingeschoben zu werden und die Auslassöffnung zu öffnen.
Es kann eine magnetische Öffnung eines Servoventils mit einem kleinen Sitzdurchmesser zur Erzeugung eines Druckausgleichs an einem Hauptventil erfolgen, wobei die Öffnung des Hauptventils mittels öffnender Federkraft erfolgen kann.
Im Grundprinzip nach der Erfindung kann eine magnetische Öffnung eines Servoventils mit kleinem Sitzdurchmesser zur Erzeugung eines Druckabfalls in einem Steuerraum (Vorsteuervolumen), vergleichbar zu Common-Rail-Injektoren, erfolgen.
Durch die Tankventileinrichtung kann ein Treibstoff aus dem Tankbehälter zumindest teilweise abgelassen werden. Bei dem Treibstoff kann es sich um einen gasförmigen Treibstoff oder ein Gas- Flüssigkeitsgemisch handeln.
Die Drossel kann den Einlassbereich mit dem Vorsteuervolumen für einen Fluss des Treibstoffs verbinden, allerdings kann dabei eine Verzögerung des Druckausgleichs zwischen Vorsteuervolumen und Einlassbereich erzeugt werden um den Hauptventilkörper in eine Ausnehmung zum Vorsteuerventil hineinzuziehen und einen Dichtsitz zwischen dem Hauptventilkörper und der Auslassöffnung zumindest bis zu einem Druckausgleich zwischen Einlassbereich und Vorsteuervolumen zu öffnen. Der Einlassbereich kann den Hauptventilkörper bereichsweise umgeben. Der Einlassbereich kann eine für den Treibstoff durchlässige Außenseite aufweisen, die mit einem Zufluss des Treibstoffs verbunden sein kann, beispielsweise kann diese Außenseite eine Außenseite
des Ventilgehäuses darstellen und Löcher für den Treibstoff aufweisen, welcher dann in das Ventilgehäuse eindringen kann.
Die Tankventileinrichtung kann als ein Ablassventil (sogenanntes Shut-Off-Ventil) ausgeformt sein und dazu bei einem Treibstofftank eingesetzt werden und kann als ein miniaturisiertes Shut-Off-Ventil ausgeführt sein. Durch eine geringe Größe kann eine möglichst geringe Kraftangriffsfläche an Bauteilen außerhalb des Tankbehälters gegeben sein und der Platz im Flaschenhals eines Tankbehälters für die Montage ausreichen, wodurch ein Einbauort mit einer verbesserten Stabilität der Montage erreicht werden kann. Durch eine Ausführung des Servoventils im Hauptventil kann ein erster Hub (zur Öffnung) der Servoventileinrichtung sich von einem zweiten Hub (zur Öffnung) des Hauptventils unterscheiden, etwa größer oder kleiner sein. Dadurch kann auch nur eine Magneteinrichtung für beide Hübe genutzt werden und eine Größe der Tankventileinrichtung verringert werden und Kosten gespart werden.
Das Ventilgehäuse und der Hauptventilkörper sowie ein Dichtsitz an der Auslassöffnung können aus einem Metall geformt sein, wodurch ein Verschleiß und weiterführend eine Undichtigkeit des Systems zumindest verringert werden kann.
Es besteht nun die Möglichkeit mit einem Magnetkreis zwei Ventile gleichzeitig ansteuern zu können. Durch das Anlegen eines elektrischen Stromes an der Spule der Magneteinrichtung kann ein magnetisches Feld erzeugt werden, welches Einfluss auf die beiden magnetisch leitenden Ventilkörper nehmen kann. Wegen der Anordnung des Systems bewegt sich zuerst das Servoventil entgegen der Federkraft aus seinem Sitz heraus und gibt eine bestimmte Menge des Treibstoffs aus dem Vorsteuervolumen, welches über Drosseln aus dem Einlassbereich als Hochdruckbereich gespeist werden kann, in das System über einen Ausgangspfad (Längskanal über Ausgangsöffnung) als Niederdruckpfad frei. Durch diese Druckentlastung des Vorsteuervolumens können also die Druckverhältnisse so gerichtet sein, dass die am Hauptventil öffnende Kraftvektoren, durch das magnetische Feld unterstützend, das Hauptventil ebenfalls entlang der Längsachse völlig öffnen können und den Ventilverband, dabei auch bei Druck- und Mengenschwankungen, stabil in dieser geöffneten
Stellung halten können, bis das magnetische Feld abgeschaltet wird und die Feder beide Ventile zurück in die Schließstellung drücken kann.
Im geöffneten Zustand ist der Pfad vom Hochdruckbereich des Tanks zum Abfluss ins System (Ablassbereich) frei und der maximale Volumenstrom kann fließen.
Das Servoventil (der Servoventilkörper) kann sich demnach innerhalb des Hauptventilkörpers bewegen und macht neben seiner eigenen Längsbewegung gleichzeitig die Längsbewegung des Hauptventils mit. Auf diese Weise können mit einem Magneten zwei unterschiedliche Ventilhübe umgesetzt werden.
Es können über den ersten und/oder zweiten (Ventil)hub entsprechende unterschiedliche Mengenflüsse an Treibstoff erfüllt werden.
Gegenüber einer Anordnung der Ventile in Reihe können die Ventilhübe und dafür nötige große Kräfte, große Magnete, große Ströme und große Abmessungen verringert/verkleinert werden.
Durch den Tauchanker und/oder den Flachanker sowie durch eine etwaige bereichsweise Aussparung von Material an einem Seitenbereich des Hauptventilkörpers, welcher sich in einem Bereich der Magnetfeldlinien bewegen kann, kann eine Wirkung des Magnetfelds auf die beiden oder auf zumindest einen der beiden Ventilkörper (Hauptventilkörper, Servoventilkörper) bewirkt und bei Variation des Materials entlang der Seite modifiziert werden (Magnetfeldoptimierung).
Es kann eine optimale Einkoppelung des magnetischen Felds über das Hauptventil zum Servoventil auch während der Längsbewegung des Hauptventils erzielt werden. An dem Hauptventilkörper, beispielsweise als Nadel ausgeformt, kann neben dem Tauchankerprinzip zusätzlich eine magnetische Einkoppelung auf Basis des Flachankers ausgebildet sein. Zusätzlich zu einer (stirnseitigen, etwa zur Aussparung hin) Magnetfeldoptimierung kann das Magnetfeld somit bei Aussparungen oder Variationen an Materialien an der Seite des Hauptventilkörpers gezielt in das Servoventil eingeleitet werden.
Eine stirnseitig angebrachte Rückstellfeder kann für ein zusätzliche Schließkraft in Richtung der beiden Dichtsitze der Ventile (Servoventil zum Längskanal hin und Hauptventilkörper zur Auslassöffnung hin) sorgen, sobald das magnetische Feld abgeschalten wird. In der Ruhestellung stellen sich an den Servoventilen immer schließende Kräfte ein, sodass die Ventile durch den Tankdruck unterstützend im Sitz gehalten werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung umfasst die Servoventileinrichtung einen Absteuerbereich, welcher mit dem Längskanal verbunden ist oder diesem zugewandt ist und durch welchen der Treibstoff in den Längskanal ablassbar ist.
Der (innere) Absteuerbereich kann an den Längskanal anschließen. Wenn die Servoventileinrichtung durch eine Bewegung des Servoventilkörpers hin zum Vorsteuervolumen einen inneren Hub einnimmt/ausübt, kann in oder an dem Absteuerbereich ein Freiraum, etwa als Spalt, erzeugt werden, durch welchen dann der Treibstoff von dem Vorsteuervolumen in den Längskanal fließen/strömen kann. Die resultierende Druckminderung im Vorsteuervolumen kann dann den Hauptventilkörper um einen zweiten Hub in das Vorsteuervolumen oder eine Ausnehmung des Gehäuses in dieser Richtung, hineinziehen. Die beiden Hübe können des Weiteren durch das Magnetfeld und einen Tauchanker der Servoventileinrichtung und einen Flachanker des Hauptventilkörpers beeinfluss werden. Der Treibstoff kann also in den Längskanal fließen wenn das Servoventil von einem inneren Dichtsitz und von dem Längskanal weggeschoben wird.
Der Treibstoff kann bei geöffnetem Servoventil durch eine Ausnehmung im Hauptventilkörper zum Längskanal fließen, durch das Servoventil und/oder um dieses herum.
Es kann also vorteilhaft der Absteuerbereich des Servoventils mit dem Absteuerbereich des Hauptventils verbunden sein. Beide Absteuerbereiche sind mit dem Leitungssystem zum Druckminderer verbunden. Über das Servoventil kann entsprechend der Funktionsweise eines Common-Rail-Injektors ein
Druckabfall an einer schließenden Druckfläche eines Hauptventils erzeugt werden, was zum Öffnen des Hauptventils führen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung umfasst das Ventilgehäuse einen Materialblock, welcher an den Einlassbereich in Längsrichtung anliegt und in welchem sich eine Aussparung befindet, die das Vorsteuervolumen umfasst.
Der Materialblock kann einen Bereich des Ventilgehäuses bilden, etwa jenen Teil, in welchen das Vorsteuervolumen und eine Leitung mit einer Drossel zwischen Vorsteuervolumen und Einlassbereich umfasst sein können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung umfasst die Servoventileinrichtung einen Tauchanker, welcher in die Aussparung von dem Einlassbereich in Längsrichtung einschiebbar ist.
Mit einer Bewegung des Tauchankers in die Aussparung kann ein Magnetfluss durch diesen Tauchanker und durch das Servoventil verändert werden, wodurch eine Bewegung der Servoventileinrichtung innerhalb der Aussparung steuerbar sein kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung umfasst der Hauptventilkörper einen Flachanker, welcher bei einer Bewegung des Hauptventilkörpers in Längsrichtung auf dem Materialblock aufsetzbar ist.
Bei Annäherung des Flachankers kann dieser mit dem Magnetfeld wechselwirken und den Flachanker in an den Materialblock heranziehen, etwa der Flachanker direkt auf den Materialblock aufsetzen oder unter Belassung eines restlichen Spalts zwischen Materialblock und Flachanker. Durch diese Bewegung kann dann ein zweiter Hub des Hauptventilkörpers gesteuert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung ist die Magneteinrichtung neben der Aussparung und im Materialblock angeordnet.
Durch die Positionierung der Magneteinrichtung neben der Aussparung kann bei Einschieben des Tauchankers und/oder Annähern des Flachankers an den Materialblock der Magnetfeldfluss und die Magnetkraft auf den Tauchanker und/oder Flachanker beeinflusst werden, vorteilhaft vergrößert werden und eine anziehende Kraft in die Aussparung hinein (oder zumindest hin zum Vorsteuervolumen) vergrößert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankventileinrichtung umfasst diese eine Rückstellfeder, die in dem Vorsteuervolumen angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, eine Rückstellkraft auf den Hauptventilkörper und/oder auf die Servoventileinrichtung auszuüben, welche entlang der Längsrichtung und zur Auslassöffnung gerichtet ist.
Wenn ein Bestromen der Magneteinrichtung beendet wird, kann die Rückstellfeder den Hauptventilkörper und/oder die Servoventileinrichtung (den Servoventilkörper) wieder in eine Ausgangslage schieben, in welcher dann die Auslassöffnung durch den Hauptventilkörper und/oder der Längskanal durch die Servoventileinrichtung (den Servoventilkörper) für den Durchfluss des Treibstoffs verschlossen werden kann.
Erfindungsgemäß umfasst die Tankvorrichtung für einen Treibstoff einen Tankbehälter mit einer Öffnung, und eine erfindungsgemäße Tankventileinrichtung, welche in der Öffnung des Tankbehälters angeordnet ist oder mit diesem verbunden oder verbindbar ist; und, und eine Steuereinrichtung, welche mit der Magneteinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, diese zu steuern.
Durch die Steuereinrichtung kann die Magneteinrichtung bestromt werden und eine Kraft in Richtung des Vorsteuervolumens, vom Hauptventilkörper und/oder von der Servoventileinrichtung (dem Servoventilkörper) aus gesehen, erzeugt werden.
Die Tankvorrichtung kann mit einem Verbraucher verbunden sein, beispielsweise in einem Fahrzeug verbaut sein und mit dem Motor verbunden sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor oder um
ein Brennstoffzellen-Fahrzeug handeln. Der Treibstoff kann dabei ein gasförmiges Gas für das Betreiben einer Brennstoffzelle sein, beispielsweise Wasserstoff oder auch andere dafür mögliche Gase. Andererseits kann es sich bei dem Gastreibstoff auch um ein Gas für ein gasbetriebenes Fahrzeug handeln, etwa CNG oder LPG, hierbei kann es sich auch um Flüssiggas handeln.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankvorrichtung umfasst diese einen Druckminderer, welcher mit der Auslassöffnung verbunden ist.
Durch den Druckminderer kann in eine Ableitung von dem Ventilgehäuse ein geringerer Druck erzeugt werden als in dem Vorsteuervolumen und/oder in dem Einlassbereich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Tankvorrichtung ist der Tankbehälter ein Wasserstofftank.
Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen Treibstoff, ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Tankvorrichtung; ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Ablassen des Treibstoffs und danach ein Bestromen der Magneteinrichtung und dadurch zumindest teilweise Herausleiten des Treibstoffs aus dem Tankbehälter und/oder ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Verschließen der Tankventileinrichtung und Unterbrechen eines Stroms an der Magneteinrichtung und dadurch Schließen eines Durchflusses von Treibstoff durch die Tankventileinrichtung.
Die Magneteinrichtung kann eine Spule aufweisen, die bestromt werden kann.
Die Tankvorrichtung und/oder Tankventileinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Tankvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Tankventileinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Tankvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Tankvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Tankvorrichtung 10 für einen Treibstoff umfasst einen Tankbehälter TB mit einer Öffnung OF, und eine erfindungsgemäße Tankventileinrichtung 1, welche in der Öffnung OF des Tankbehälters TB angeordnet ist oder mit diesem verbunden oder verbindbar ist; und eine Steuereinrichtung SE, welche mit der Magneteinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, diese zu steuern.
Über die Tankventileinrichtung 1 kann ein Treibstoff in einen Niederdruckbereich, etwa in eine Abgasleitung und/oder in eine Umgebung V, abgelassen werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Tankventileinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Tankventileinrichtung 1 für zumindest einen Tankbehälter TB umfasst ein Ventilgehäuse G mit einer Auslassöffnung AO und einem Einlassbereich EB und einem Vorsteuervolumen VV, wobei der Einlassbereich EB mit dem Tankbehälter TB verbindbar ist und ein Treibstoff aus dem Tankbehälter in den Einlassbereich EB einlassbar ist; einen Hauptventilkörper HK, etwa als Nadel ausgeformt, mit einem Innenbereich IB und mit einem Längskanal LK im Innenbereich IB, wobei der Hauptventilkörper HK derart in dem Ventilgehäuse G angeordnet ist, dass dieser entlang einer Längsrichtung LR vor die Auslassöffnung AO hin- und wieder von dieser wegbewegbar ist, so dass die Auslassöffnung AO durch den Hauptventilkörper HK gegenüber dem Einlassbereich EB dicht verschließbar ist (über einen Dichtsitz DS-A am Gehäuse G), und der Längskanal LK zur Auslassöffnung AO ausgerichtet ist. Des Weiteren umfasst die Tankventileinrichtung 1 eine Servoventileinrichtung SV, etwa mit einem inneren Registerventil,, welche innerhalb des Hauptventilkörpers HK angeordnet ist und entlang der Längsrichtung LR bewegbar ist, derart dass ein Durchfluss zum Längskanal LK von dem Vorsteuervolumen VV für den Treibstoff erzeugbar und/oder unterbrechbar ist, wobei das Vorsteuervolumen VV über eine Drossel (nicht gezeigt) für den Treibstoff mit dem Einlassbereich EB verbunden ist; und eine Magneteinrichtung M, durch welche ein Magnetfeld B erzeugbar ist, mittels dessen die Servoventileinrichtung SV entlang der Längsrichtung LR verschiebbar ist und der Durchfluss zum Längskanal LK zu einer Druckminderung in dem Vorsteuervolumen VV erzeugbar ist (nach einem Herausziehen des Servoventils aus einem Dichtsitz am Längskanal), wobei der Hauptventilkörper HK derart dimensioniert und derart angeordnet ist, um nach der Druckminderung in das Vorsteuervolumen VV entlang der Längsrichtung LR durch einen Treibstoffdruck im Einlassbereich EB eingeschoben zu werden und die Auslassöffnung AO zu öffnen.
Es ist mit anderen Worten ein Shut-Off-Ventil mit Servoprinzip dargestellt, wobei eine Öffnungskraft des Servoventils sowie die Haltekraft am Hauptventil durch eine einzige Spule der Magneteinrichtung M erreicht werden kann. Nach einem Öffnen des Servoventils kann der Druck an einer schließenden Druckfläche des Hauptventils abgesenkt werden, etwa beim Übergang in die Aussparung AS, wodurch das Hauptventilkörper HK aus der Ruhelage zum Vorsteuervolumen VV hin und vom Dichtsitz DS-A an der Ausgangsöffnung AO weggeschoben werden
kann und damit das Hauptventil öffnet. Durch das Öffnen des Servoventils geht vorteilhafterweise ein Bereich des (primären) Magnetkreises in Sättigung. Die Sättigungsmagnetisierung ist die maximal mögliche Magnetisierung eines Materials.
Mit zunehmender Öffnungsbewegung verringert sich dann ein Luftspalt zwischen Tauchanker sowie Flachanker FA und Materialblock (und der Aussparung) und somit auch der magnetische Widerstand, was zu einer Vergrößerung der Kraft an den Grenzflächen zwischen Materialblock MB und Hauptventilkörper und/oder Servoventilkörper führen kann und somit zu einer Unterstützung der Öffnungsbewegung am Hauptventil führen kann. Sobald das Hauptventil den Hubanschlag erreicht, ist der Luftspalt minimal und die daraus resultierende Haltekraft hält das Hauptventil gegen die schließende Federkraft und einen ggf. vorhandenen Druckabfall mit daraus resultierenden Schließkräften auch mit relativ kleinen Strömen offen.
Ein Einsatz kann bei Tanksystemen für mobile Wasserstoffanwendungen erfolgen.
Es kann die Servoventileinrichtung (und/oder der Hauptventilkörper HK einen Ablassbereich AB umfassen, dieser etwa an der Nadelspitze) einen Absteuerbereich AB-SV umfassen, welcher mit dem Längskanal LK verbunden ist oder diesem zugewandt ist und durch welchen der Treibstoff in den Längskanal LK ablassbar ist. Es kann das Ventilgehäuse G einen Materialblock MB umfassen, welcher an den Einlassbereich EB in Längsrichtung LR anliegen kann und in welchem sich eine Aussparung AS befinden kann, die das Vorsteuervolumen VV umfasst oder zumindest mit dem Vorsteuervolumen VV an einer Stirnseite der Servoventileinrichtung in Verbindung stehen kann.
Des Weiteren kann die Servoventileinrichtung SV einen Tauchanker TA umfassen, welcher in die Aussparung AS von dem Einlassbereich EB in Längsrichtung LR einschiebbar sein kann, wenn eine Bestromung an der Magneteinrichtung M und ein dadurch erzeugtes Magnetfeld B vorliegt. Der Hauptventilkörper HK kann einen Flachanker FA umfassen, welcher bei einer Bewegung des Hauptventilkörpers HK in Längsrichtung LR auf dem
Materialblock MB aufsetzbar sein kann oder zumindest an diesen angenähert (angezogen in Unterstützung zum Druckausgleich zum Vorsteuervolumen hin) werden kann, was einen zweiten Hub des Hauptventilkörpers steuern kann. Die Magneteinrichtung M kann neben der Aussparung AS und im Materialblock MB angeordnet sein. Eine Rückstellfeder RF kann in dem Vorsteuervolumen VV angeordnet sein, und dazu eingerichtet sein, eine Rückstellkraft RK auf den Hauptventilkörper HK und/oder auf die Servoventileinrichtung SV auszuüben, welche entlang der Längsrichtung LR und zur Auslassöffnung AO hin gerichtet sein kann. Eine Abgasleitung kann mit einem Niederdruck pND und mit einem Druckminderer D verbunden sein und einen gegenüber dem Einlassbereich und dem Vorsteuervolumen VV niedrigeren Druck beaufschlagt sein.
Seitlich und an den Materialblock anliegend kann bei geöffneter Servoventileinrichtung SV und/oder bei geöffnetem Hauptventilkörper ein Seitenbereich SB des Hauptventilkörpers eine seitliche Aussparung aufweisen oder ein weiteres Material vorhanden sein, wobei die Magnetfeldlinien B durch diesen Seitenbereich durchdringen können und durch eine Änderung im Material oder der Aussparung gegenüber dem restlichen Material des Hauptventilkörpers eine Veränderung des Magnetkraft auf diesen Bereich und somit auf den Hauptventilkörper erzeugbar sein kann, die Magnetkraft und der zweite Hub somit beeinflussbar sein kann.
Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Tankvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung für einen Treibstoff, erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Tankvorrichtung; ein Erkennen S2 einer Notwendigkeit zum Ablassen des Treibstoffs und danach ein Bestromen der Magneteinrichtung und dadurch zumindest teilweise Herausleiten des Treibstoffs aus dem Tankbehälter und/oder ein Erkennen S3 einer Notwendigkeit zum Verschließen der Tankventileinrichtung und Unterbrechen eines Stroms an der Magneteinrichtung und dadurch Schließen eines Durchflusses von Treibstoff durch die Tankventileinrichtung.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Claims
1. Tankventileinrichtung (1) für zumindest einen Tankbehälter (TB), umfassend,
- ein Ventilgehäuse (G) mit einer Auslassöffnung (AO) und einem Einlassbereich (EB) und einem Vorsteuervolumen (VV), wobei der Einlassbereich (EB) mit dem Tankbehälter (TB) verbindbar ist und ein Treibstoff aus dem Tankbehälter in den Einlassbereich (EB) einlassbar ist;
- einen Hauptventilkörper (HK) mit einem Innenbereich (IB) und mit einem Längskanal (LK) im Innenbereich, wobei der Hauptventilkörper (HK) derart in dem Ventilgehäuse (G) angeordnet ist, dass dieser entlang einer Längsrichtung (LR) vor die Auslassöffnung (AO) hin- und wieder von dieser wegbewegbar ist, so dass die Auslassöffnung (AO) durch den Hauptventilkörper (HK) gegenüber dem Einlassbereich (EB) dicht verschließbar ist, und der Längskanal (LK) zur Auslassöffnung (AO) ausgerichtet ist;
- eine Servoventileinrichtung (SV), welche innerhalb des Hauptventilkörpers (HK) angeordnet ist und entlang der Längsrichtung (LR) bewegbar ist, derart dass ein Durchfluss zum Längskanal (LK) von dem Vorsteuervolumen (VV) für den Treibstoff erzeugbar und/oder unterbrechbar ist, wobei das Vorsteuervolumen (VV) über eine Drossel für den Treibstoff mit dem Einlassbereich (EB) verbunden ist; und
- eine Magneteinrichtung (M), durch welche ein Magnetfeld (B) erzeugbar ist, mittels dessen die Servoventileinrichtung (SV) entlang der Längsrichtung (LR) verschiebbar ist und durch den Durchfluss zum Längskanal (LK) eine Druckminderung in dem Vorsteuervolumen (VV) erzeugbar ist, wobei der Hauptventilkörper (HK) derart dimensioniert und derart angeordnet ist, um nach der Druckminderung in das Vorsteuervolumen (VV) entlang der Längsrichtung (LR) durch einen Treibstoffdruck im Einlassbereich (EB) eingeschoben zu werden und die Auslassöffnung (AO) zu öffnen.
2. Tankventileinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Servoventileinrichtung (SV) einen Absteuerbereich (AB) umfasst, welcher mit dem Längskanal (LK) verbunden ist oder diesem zugewandt ist und durch welchen der Treibstoff in den Längskanal (LK) ablassbar ist.
3. Tankventileinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Ventilgehäuse (G) einen Materialblock (MB) umfasst, welcher an den Einlassbereich
(EB) in Längsrichtung (LR) anliegt und in welchem sich eine Aussparung (AS) befindet, die das Vorsteuervolumen (VV) umfasst.
4. Tankventileinrichtung (1) nach Anspruch 3, bei welcher die Servoventileinrichtung (SV) einen Tauchanker (TA) umfasst, welcher in die Aussparung (AS) von dem Einlassbereich (EB) in Längsrichtung (LR) einschiebbar ist.
5. Tankventileinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher der Hauptventilkörper (HK) einen Flachanker (FA) umfasst, welcher bei einer Bewegung des Hauptventilkörpers (HK) in Längsrichtung (LR) auf dem Materialblock (MB) aufsetzbar ist.
6. Tankventileinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher die Magneteinrichtung (M) neben der Aussparung (AS) und im Materialblock (MB) angeordnet ist.
7. Tankventileinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, welche eine Rückstellfeder (RF) umfasst, die in dem Vorsteuervolumen (VV) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, eine Rückstellkraft (RK) auf den Hauptventilkörper (HK) und/oder auf die Servoventileinrichtung (SV) auszuüben, welche entlang der Längsrichtung (LR) und zur Auslassöffnung (AO) hin gerichtet ist.
8. Tankvorrichtung (10) für einen Treibstoff, umfassend:
- einen Tankbehälter (TB) mit einer Öffnung (OF), und
- eine Tankventileinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche in der Öffnung (OF) des Tankbehälters (TB) angeordnet ist oder mit diesem verbunden oder verbindbar ist; und
- eine Steuereinrichtung (SE), welche mit der Magneteinrichtung (M) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, diese zu steuern.
9. Tankvorrichtung (10) nach Anspruch 8, welche einen Druckminderer umfasst, welcher mit der Auslassöffnung (AO) verbunden ist.
10. Tankvorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher der Tankbehälter (TB) ein Wasserstofftank ist.
11. Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung (10) für einen Treibstoff, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (Sl) einer Tankvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10;
- Erkennen (S2) einer Notwendigkeit zum Ablassen des Treibstoffs und danach ein Bestromen der Magneteinrichtung (M) und dadurch zumindest teilweise Herausleiten des Treibstoffs aus dem Tankbehälter (TB) und/oder - Erkennen (S3) einer Notwendigkeit zum Verschließen der Tankventileinrichtung (1) und Unterbrechen eines Stroms an der Magneteinrichtung (M) und dadurch Schließen eines Durchflusses von Treibstoff durch die Tankventileinrichtung (1).
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