WO2023144415A1 - Betriebsmittelbehälter für ein fahrzeug und fahrzeug mit betriebsmittelbehälter - Google Patents

Betriebsmittelbehälter für ein fahrzeug und fahrzeug mit betriebsmittelbehälter Download PDF

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WO2023144415A1
WO2023144415A1 PCT/EP2023/052300 EP2023052300W WO2023144415A1 WO 2023144415 A1 WO2023144415 A1 WO 2023144415A1 EP 2023052300 W EP2023052300 W EP 2023052300W WO 2023144415 A1 WO2023144415 A1 WO 2023144415A1
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section
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operating fluid
operating
resource
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PCT/EP2023/052300
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Benjamin Schimpf
Raul RAMOS ALONSO
Andreas Bacherler
Batuhan Tugral
Michael Tarara
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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 operating fluid container for a vehicle, which is provided for storing liquid operating fluid, and to a vehicle having such an operating fluid container.
  • a liquid resource for example a fuel such as petrol or diesel
  • a vehicle in particular an aircraft, ground vehicle or water vehicle
  • a resource container in the example mentioned in the form of a fuel tank.
  • Gasoline that is filled into the fuel tank during the refueling process and then stored in the fuel tank can be supplied to a drive unit of the vehicle by means of a fuel pump and fuel lines.
  • an operating fluid container is proposed here, which is provided for storing liquid operating fluid (in particular under standard conditions).
  • the resource container comprises a removal section with a storage pot arranged therein, a supply section which is connected to the removal section in a fluid-conducting manner and is adjacent to the removal section, and an operating material delivery system.
  • the resource conveying system contains a resource reservoir arranged in the feed section as well as a first conveying device and a second conveying device.
  • the first and the second delivery device are each fluidly connected to the resource reservoir.
  • the first conveying device is set up to convey resources from the feed section from outside the resource reservoir into the resource reservoir.
  • the second conveying device is set up to convey resources from the resource reservoir into the storage pot.
  • the resource delivery system with the resource reservoir in the feed section makes it possible to build the resource container with a comparatively large base area and still reliably hold the resource for further delivery into the storage pot. Since the resource reservoir is arranged in the feed section, resource can be conducted from the feed section in the vicinity of the resource reservoir (in an energy-efficient manner) into the reservoir by means of the first conveying device via a relatively short line. In addition, the first conveyor can be manufactured comparatively easily and inexpensively. In particular, a number of funds (pumps) can be reduced.
  • the resource container according to the technology disclosed here makes it possible to use a small (residual) amount of resource in the resource container comparatively effectively. Conversely, the initial filling quantity of equipment can be reduced.
  • the feed section preferably has a connecting section, via which the feed section is connected to the removal section in a fluid-conducting manner.
  • a bottom of the resource container in the connecting portion Have threshold (elevation).
  • the second conveying device is preferably set up to convey operating medium contained in the operating medium reservoir from the operating medium reservoir across the threshold, in particular into the storage pot.
  • the bottom of the resource container preferably runs horizontally in the removal section, in particular in a horizontal plane when the resource container is in its installed position.
  • the sill provided in the connecting section can be beveled in a ramp-like manner on a side opposite the removal section and in particular a sump optionally provided in the removal section and explained in more detail below.
  • the ramp can in particular lead from a low (first) level of the floor of the operating fluid container at an end of the connecting section opposite the removal section to a higher (second) level of the floor at an end of the connecting section facing the removal section. This allows resources to flow out of the feed section, particularly when the resource level is low below the high level, as a result of vehicle movements over the ramp to the extraction section.
  • the base of the operating material container can also run horizontally, in particular when the operating material container is in its installed position.
  • the bottom can thus run essentially parallel to the part of the bottom of the operating material container in the removal section.
  • the bottom of the operating fluid container can be arranged vertically at a lower level in the installed position of the operating fluid container at a first end of the feed section that faces away from the removal section than at a second end that adjoins the removal section.
  • the term "installation position" can denote the position of the operating fluid container in its mounted state on the vehicle when the vehicle is level. If the following is spoken of a horizontal orientation of the resource container, so that the Alignment of the equipment container in the installation position. Unless otherwise specified in the present disclosure, the positional relationships, orientations, arrangements and all other features explained apply in particular when the operating fluid container is in its installed position. Conversely, the installation position can be defined independently of the vehicle in that the bottom of the operating fluid container runs horizontally in the removal section. In this respect, in this case all horizontally running parts of the resource container can be viewed as being (substantially) parallel to one another, which is shockingly revealed.
  • the term “height” can be understood as the vertical height in the installation position / perpendicular to the bottom of the operating fluid container in the extraction section. Above/above and below/below can also refer to the installation position.
  • the bottom of the operating fluid tank can be the entire section of the conversion of the operating fluid tank, on which the hydrostatic pressure (gravitational pressure) of the operating fluid tank that is completely/full to the brim with operating fluid (directly or indirectly via the components provided inside the operating fluid tank) acts in the installation position.
  • the bottom of the operating fluid container in the feed section can be the entire section of the conversion of the operating fluid container, on which the hydrostatic pressure (gravitational pressure) of the feed section completely filled with operating fluid acts in the installed position.
  • the base can contain a surface profile, in particular in the feed section, which has, for example, one or more elongated elevations/beads and/or one or more channels.
  • the surface profile is designed in such a way that operating medium located in the feed section (in the installed position) flows by gravity to one or more inlets of the first conveyor device when the operating medium level falls, from which the first Conveyor can promote the resource in the resource reservoir.
  • the one or more inlets are preferably located at local low points or depressions in the floor in the region of the feed section.
  • the storage pot and/or the resource reservoir can be designed in particular as a surge pot.
  • the storage pot and/or the resource reservoir can each be used to store part of the resource contained in the resource container.
  • the volume of the storage pot or the resource reservoir is preferably very small compared to the storage volume of the resource container.
  • the volume of the storage pot or the resource reservoir can be at least 10 times smaller, preferably at least a factor of 50, and particularly preferably at least a factor of 100, than the storage volume of the resource container.
  • the storage pot preferably stands on a standing area, which can be formed as part of the base of the operating material container in the removal section.
  • the resource reservoir preferably rests on a further standing area in the feed section, which can be designed in particular as part of the base of the resource container in the feed section.
  • the storage pot can have an inlet (feed) for the operating medium located in the immediate vicinity of the storage pot in the removal section, through which this operating medium can flow into the storage pot.
  • the inlet can be provided with a non-return valve, for example a mushroom valve or a butterfly valve.
  • the storage pot can also be part of a functional unit for removing the resource from the removal section. If the resource container is a fuel tank, for example, the functional unit can be configured as a built-in tank unit. The functional unit can be introduced into the removal section via an appropriately dimensioned, closable opening in the conversion of the removal section.
  • the functional unit can have at least one conveying means for im Storage pot located equipment, have at least one filter medium for the equipment and / or at least one outlet.
  • the conveying means can be set up to pressurize operating materials from the storage pot and/or to convey them via the conveying line(s) to the outlet or out of the functional unit.
  • the conveying means is designed as a pump, in particular as a submersible pump, in the storage pot.
  • a lowest/lowest level (level of the mirror) of the resource, from which the conveying means can convey resource located in the storage pot, is preferably arranged adjacent to the storage pot bottom in the removal section.
  • the pump/the conveying means can be in the form of an active pump, in particular an electric pump.
  • the filter means can be provided as a solids filter.
  • the solids filter is set up to at least partially prevent solids contained in the operating medium from penetrating into the storage pot or into the conveying means/the pump.
  • the solids filter is expediently formed by a multiplicity of protruding elements which protrude from an outer storage pot bottom surface. The individual protruding elements are arranged at such a small distance from one another that the operating medium can flow through, but not the solids.
  • Such a solids filter is also known as a "rock stopper" and serves to protect the pump.
  • the resource container preferably forms the storage volume for storing the resource.
  • the operating fluid container can therefore form the essentially fluid-tight outer shell of the storage volume (hereinafter also referred to as “wall”) and delimit the storage volume from the installation space in the vehicle.
  • wall essentially fluid-tight outer shell of the storage volume
  • the equipment tank can be formed, for example, from two metal shells.
  • the removal section and the feed section together form the entire resource container.
  • the wall of the operating fluid container is preferably made up of a first part of the wall, which is an interior area of the extraction section in relation to the area surrounding the operating fluid container, and a second part of the wall, which delimits an inner area of the feed section in relation to the area surrounding the operating fluid container.
  • the removal section is preferably higher than the feed section, ie in the installed position of the operating fluid container, the removal section can protrude upwards over the feed section.
  • a filling section for filling the operating fluid container with the operating fluid can be arranged in the removal section, in the installation position in particular at a higher (vertical) level than the vertical highest point of the operating fluid container in the supply section.
  • the operating fluid can flow directly into the extraction section and go directly into the storage pot. If part of the resource flows into the feed section, this part can be conveyed at least partially into the resource reservoir by means of the first conveying device and then into the storage pot by means of the second conveying device when the resource container is aligned horizontally.
  • the first delivery device is provided with at least one first suction jet pump (also referred to as jet pump(s)).
  • the second delivery device can also be provided with at least one second ejector pump (jet pump(s)).
  • the respective ejector pumps can be used to convey the operating medium.
  • Each ejector pump can have at least one associated drive line and at least one suction line and/or sum line. This means that the at least one first ejector pump can have at least one first drive line, at least one first suction line and/or at least one first sum line.
  • the at least one second ejector pump can have at least one second drive line, at least one second suction line and/or at least one second sum line.
  • Suction jet pumps as such are known to those skilled in the art.
  • a ejector pump usually includes a mixing tube with an in Flow direction diverging cone.
  • a motive medium flows into this mixing tube and usually sucks in the operating medium from the suction line.
  • Such a suction jet pump is comparatively cheap, fail-safe and requires comparatively little space.
  • the first conveying device is preferably arranged entirely in the feed section. This makes it possible to convey the resource from the feed section into the resource reservoir without a detour via the removal section.
  • at least part of the second conveying device is further away from the storage pot than the operating medium reservoir, so that the latter can practically serve as an intermediate store for the operating medium along the flow path to the storage pot.
  • the resource reservoir is arranged between the first delivery device and the second delivery device. In particular, the resource reservoir can be provided upstream of the second conveyor device and/or upstream of the first conveyor device with respect to a resource flow through the resource conveyor system in the direction of the storage pot.
  • Any of the ejector pumps of the first and/or second delivery device can each be designed to be suction or driving.
  • Driving ejector pumps are characterized by the fact that the ejector itself is in the area from which it is to be pumped, whereas with suction ejector pumps only the suction point (if necessary in a suction unit), but not the ejector pump itself, is in the area from which to promote is placed.
  • At least one first ejector pump designed to drive is arranged adjacent to the first end of the feed section.
  • An associated first drive line may be connected to the delivery line so that it directs a portion of the pressurized operating fluid flowing through the delivery line as a first mass flow to the at least one first ejector pump.
  • a total flow from the first mass flow and a The second mass flow sucked in by means of the first ejector pump can then be fed to the resource reservoir via the associated first sum line, in particular without a detour via the extraction section.
  • At least one first ejector pump designed to suck is part of the first delivery device.
  • This first ejector pump is preferably arranged in the feed section; it can be contained in particular inside the resource reservoir.
  • a first suction line, which is fluidly connected to this first ejector pump, preferably has an end opposite this first ejector pump, which is preferably arranged adjacent to the first end of the feed section. If this first ejector pump is provided inside the operating fluid reservoir, a summation line can be dispensed with.
  • the associated first driving line can be connected to the delivery line so that it directs part of the pressurized operating medium flowing through the delivery line as a first mass flow to the at least one first ejector pump. A total flow of the first mass flow and a second mass flow sucked in by means of the first ejector pump via the suction line can then be supplied to the operating medium reservoir.
  • the second conveying device has at least one drivingly configured second ejector pump, which is preferably arranged in the feed section, in particular in the operating medium reservoir, in order to optimize the installation space.
  • This second ejector pump preferably contains an inlet which is arranged adjacent to the bottom of the operating medium reservoir and through which the operating medium can flow from the operating medium reservoir into the second ejector pump.
  • An associated second driving line can be fed with operating resources from the conveying line analogously to the variants described above in connection with the first conveying device. This means that this second driving line can be connected to the delivery line so that it directs part of the pressurized operating medium flowing through the delivery line as a first mass flow to the at least one second ejector pump. A total flow from the first mass flow and a The second mass flow sucked in by means of the second ejector pump can then be fed to the storage pot via the associated second sum line, in particular across the threshold.
  • At least one second ejector pump designed to suck is part of the second delivery device.
  • This second ejector pump is preferably arranged in the extraction section; it can in particular be contained in the functional unit.
  • a second suction line, which is fluidly connected to this second ejector pump, has an end opposite this second ejector pump, which is preferably fluidly connected to the operating fluid reservoir in such a way that operating fluid can be drawn out of the operating fluid reservoir by means of the second ejector pump, in particular adjacent to the bottom of the operating fluid reservoir the suction line can be sucked in.
  • the associated second drive line can in turn be connected to the delivery line so that it directs part of the pressurized operating medium flowing through the delivery line as a first mass flow to the at least one second ejector pump.
  • a total flow of the first mass flow and a second mass flow sucked in by means of the second ejector pump via the second suction line can then be fed to the storage pot.
  • the first conveying device comprises a plurality of first ejectors, drive lines, suction lines and/or sum lines
  • these components can each be configured as an arrangement of the above-described at least one first ejector pump, first drive line, first suction line and first sum line.
  • the second delivery device comprises a plurality of second ejectors, drive lines, suction lines and/or sum lines
  • these components can each be configured as an arrangement of the at least one second ejector pump, second drive line, second suction line and second sum line described above.
  • all ejector pumps of the resource delivery system are arranged in the resource reservoir.
  • resource can not only slosh over the threshold in the removal section, but also be promoted by means of the resource delivery system in the storage pot.
  • Operating fluid located outside of the storage pot in the removal section can flow into the storage pot when the valve opens at the inlet and, once the lowest level at which the conveying medium can convey the operating medium in the storage pot is reached, can be pressurized by the conveying medium and conveyed in the direction of the outlet .
  • Some of this resource may be diverted to operate the ejectors to provide efficient evacuation of the feed section via the resource handling system.
  • the take-out section is higher than the supply section.
  • the height of the removal section can be the maximum extension of the removal section and of the operating fluid container perpendicular to the bottom of the operating fluid container in the unloading section. If this part of the floor is aligned horizontally in the installed position, the height of the removal section and the height of the operating fluid container correspond to the vertical extent (height) of the removal section.
  • the width of the resource container can be measured in the main extension direction of the removal section or perpendicular to a direction in which the feed section extends away from the removal section.
  • a length of the resource container (or its sections) can be measured in a longitudinal direction of the feed section parallel to the bottom of the removal section and/or perpendicular to the main extension direction of the removal section.
  • the height of the removal section is preferably at least 1.5 times or at least twice the height of the feed section.
  • the height of the extraction section can be at least 20 cm; the height of the feeding section can be at most 20 cm or at most 15 cm.
  • the width of the feed section can essentially correspond to the width of the removal section and/or the entire width of the operating material container. This width is preferably between 0.70 m and 1.00 m.
  • the length of the operating material container is preferably between 1.00 m and 1.50 m the length of the extraction section.
  • the base area of the feed section is preferably at least twice as large, preferably at least three times as large as the (horizontal) base area of the removal section.
  • the feed section can be longer than the removal section is high.
  • the feed section is at least 5 times or at least 8 times as long as the feed section is high.
  • the feed section is preferably flatter than the removal section, but preferably has a larger capacity (internal volume) for the operating means than the removal section. This can have a particularly advantageous effect on the center of gravity and thus on the driving dynamics of the vehicle.
  • the inner volume of the feed section can in particular be at least twice as large as an inner volume of the removal section.
  • the feed section preferably has a ratio of base area in square meters to height in meters of between 5:1 and 20:1 or between 7:1 and 15:1.
  • the above threshold can be at most half or at most one quarter of the height of the feed section.
  • the extraction section contains a sump for the operating medium.
  • the sump can be formed as a depression in the bottom of the extraction section.
  • the sump preferably extends over the entire base area of the extraction section.
  • the sump can extend (in the longitudinal direction) from the boundary between the removal section and the feed section to the end of the removal section opposite the feed section.
  • the sump can extend over part of the width of the extraction section or over the entire width of the extraction section.
  • the sump preferably has a larger volume than the storage pot.
  • the transition between the connecting section and the sump can be stepped or smooth, with the transition preferably having a greater incline than the ramp so that sloshing in the direction of the sump is preferred.
  • the sump is also preferably delimited horizontally directly by one or more walls of the operating fluid container.
  • the storage pot is arranged at least in sections in the sump.
  • the inlet of the storage pot and/or a lowest level of resources from which the functional unit can convey resources from the storage pot by means of the conveying means are preferably arranged in the sump. This can make it possible to reduce the minimum initial filling amount of operating fluid with which the vehicle can be operated as intended.
  • the resource is preferably a fuel for a motor vehicle.
  • the technology disclosed herein can be used to store other liquids (e.g. water or an aqueous solution) in a motor vehicle.
  • the fuel can be liquid at least in a temperature range from -25 to +100.degree.
  • the fuel can be petrol or diesel.
  • the operating fluid container can be designed accordingly for storing the liquid operating fluid at standard pressure.
  • the resource container is not a saddle tank. Instead, the resource container is preferably designed as a flat tank and/or as a single-chamber tank.
  • the vehicle proposed here is preferably a motor vehicle and has an operating fluid container described in detail above, which is mounted on the vehicle in its installed position.
  • the resource container is preferably aligned in such a way that the feed section is positioned at the front in the longitudinal direction of the vehicle and the removal section is positioned at the rear in the longitudinal direction of the vehicle. In this way, equipment located in the equipment container, due to its moment of inertia, can be pushed in the direction of the Removal section and thus shift into the storage pot, so that the resource level in the storage pot can increase at the time of increased resource consumption.
  • the resource container is preferably arranged in the underfloor area of the vehicle, in particular partially or completely between a front axle and a rear axle of the vehicle. In the installation position, the equipment level in the equipment container runs horizontally (horizontally).
  • the technology disclosed here relates to a large-area resource container (single-chamber tank) with an intermediate store for the at least one suction jet pump announced fuel.
  • the operating fluid container enables fuel to be pumped into a surge tank, even in large tanks.
  • the functional unit/tank installation unit can be quickly filled for the first time in the vehicle factory and/or the minimum extraction quantity can be improved if the contact area of the storage pot/tank installation unit is lowered by at least one height difference compared to the bottom of the operating fluid container in the immediate vicinity of the storage pot corresponds to the height of the extraction point (lowest level of equipment level from which the equipment can be extracted) of the functional unit/tank installation unit above the contact area.
  • the buffer (resource reservoir) can be attached directly to the bottom of the resource container or via feet to the bottom of the resource container.
  • a suction jet pump is integrated in the buffer store.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an operating fluid container for a vehicle in a vertical longitudinal sectional view, the operating fluid container being in its installation position;
  • FIG. 2 shows the operating fluid container from FIG. 1 in a horizontal sectional view, with lines being omitted for the sake of clarity;
  • FIG. 3 shows a detailed view of the operating fluid container from FIG. 1 in the area of the storage pot;
  • FIG. 4 shows a perspective front view of the operating material container from FIG. 1 from diagonally below the horizontal;
  • FIG. 5 shows a second embodiment of an operating fluid container for a vehicle in a vertical longitudinal sectional view, with the operating fluid container being in its installed position;
  • FIG. 6 shows a detailed view of the operating fluid container from FIG. 5 in the area of the storage pot.
  • FIG. 7 shows a vehicle with the operating fluid container from FIG. 1 in a side view, the operating fluid container being in its installed position in the underfloor area of the vehicle.
  • FIGS. 1 to 4 show an operating fluid container 10 for a vehicle 100 shown schematically in FIG. 7, which is a motor vehicle, for example a passenger car.
  • the vehicle 100 has a drive unit with an internal combustion engine 100, which can be operated with an operating resource in the form of fuel, just by way of example.
  • the resource container 10 is a single-chamber tank and is provided for storing liquid resource; it is integrally formed and consists of a removal section 20 and a feed section 30, wherein the Feeding section 30 is flatter and has a larger base than the removal section 20.
  • an entire one-piece shell of the operating fluid container 10 is formed by a part of the shell that delimits the removal section 20 and a part of the shell that delimits the feed section 30 .
  • a bottom 12 of the operating fluid container 10 is part of this shell and forms the base of the operating fluid container 10.
  • a transition/a boundary between the feed section 30 and the discharge section 20 is open and forms a fluid-conducting connection between the feed section 30 and the discharge section 20, the feed section 30 has a connection section 35 which borders on the extraction section 20 .
  • a storage pot 22 is arranged in the removal section 20, which is part of a functional unit 24 for removing the operating medium from the removal section 20 and has an inlet 26 with a valve.
  • the valve can be designed, for example, as a flap or as a non-return valve (in particular as a mushroom valve).
  • the inlet 26 is formed in the area of the base (here as an opening in the base) of the storage pot 22 and is arranged adjacent to the base 12 . The inlet 26 serves to enable liquid operating medium to flow directly from the removal section 20 into the storage pot 22 .
  • the storage pot 22 stands in a contact area of the base 12 on the base 12 in such a way that the base 12 and the base of the storage pot are at least partially spaced apart from one another, particularly in the area of the inlet 26 .
  • the storage pot 22 may also have one or more other inlets (inlets) in the bottom 12 or at higher vertical levels in a wall of the storage pot 22 .
  • the functional unit 24 also comprises at least one delivery means 28 designed as an (active) operating fluid pump and an outlet 29.
  • the functional unit 24 is set up to deliver operating fluids from the storage pot 22 by means of the delivery means 28 via at least one delivery line 27 in the direction of the outlet 29 to promote.
  • the conveyor 28 can do that Produce resources in this manner when the level of the resource is at least at a predetermined lowest resource level 42 .
  • the functional unit 20 can be introduced into the removal section 20 via an appropriately dimensioned, closable opening 23 in the conversion of the removal section 20 .
  • a filling section 21 for filling the operating fluid container with the operating fluid is part of a closure of the opening 23.
  • an operating material delivery system with an operating material reservoir 52 arranged in the feed section 30 and a first delivery device 54 and a second delivery device 56 which are each fluidly connected to the operating material reservoir 52 .
  • the first conveying device 54 is set up to convey resources from the feed section 30 from outside the resource reservoir 52, in particular from one or more suction units 58, 60, into the resource reservoir 52.
  • the second delivery device 56 is set up to deliver resources from the resource reservoir 52 to the storage pot 22 .
  • the first conveying device 54 contains two first ejector pumps 62, 64, both of which are arranged in the feed section 30 and are designed to drive, as explained in more detail below.
  • Each first ejector pump 62, 64 is fluidly connected to a first drive line 62a, 64a and a first sum line 62c, 64c.
  • a respective separate suction line is not necessary here and therefore not shown; however, it can also be used for the connection between an additional suction unit 58, 60 and the associated first ejector pump 62, 64.
  • the first drive lines 62a, 64a each connect the delivery line 27 to the first ejector pumps 62, 64, in particular to a connection of the respective first ejector pump 62, 64 for the motive medium, which is from the delivery line 27 branched, pressurized equipment.
  • the driving medium together with the operating medium (so-called suction medium) sucked in from the feed section 30 in the area of the respective first ejector pump 62, 64, via the respective summation line 62c, 64c into the operating medium reservoir 52.
  • the entry of the total flow into the operating medium reservoir 52 causes an operating medium level 68 to rise Resource reservoir 52, which is vented via a vent valve 70.
  • the second delivery device 56 contains a sucking second ejector pump 66, which is arranged in the extraction section 20 in this variant.
  • the second ejector pump 66 is designed as part of the functional unit 24 .
  • a second drive line 66a fluidly connects the delivery line 27 to the second ejector pump 66, in particular to a connection of the second ejector pump 66 for the motive medium, which is also pressurized operating fluid branched off from the delivery line 27.
  • a second suction line 66b connects an outlet of the working fluid reservoir 52, which is arranged adjacent to or in the bottom of the latter, to a second connection of the second ejector pump 66 for the suction medium (working fluid supplied to the second ejector pump 66 via the second suction line 66b).
  • the bottom 12 of the resource container 10 runs in the contact area for the storage pot 22 and in this variant in the entire removal section 20 essentially along a plane E, which can be aligned horizontally.
  • the plane E runs parallel to an operating fluid level of the operating fluid located in the operating fluid container 10, particularly when the vehicle is stationary.
  • the bottom 12 runs parallel or coplanar to the plane E.
  • the floor 12 is provided with a threshold 37 in the connection section 35 .
  • the base 12 can be essentially flat apart from elevations formed as beads 36 in the base 12 . The beads 36 protrude into the interior of the operating fluid container 10 and run in the longitudinal direction of the feed section 30.
  • the resource container 10 has a height HE perpendicular to the plane E which is at least 1.5 times, preferably at least twice as large as a height Hz of the feed section (in the same direction, see FIG. 1).
  • the removal section 20 has a main extension direction m parallel to the plane E; in this main extension direction m, the entire equipment container has a width BG.
  • Both the removal section 20 and the delivery section 30 have the same width BG.
  • the feed section 30 has a length Lz that is between 2 and 5 times as long, here in particular at least 2.5 times as long as a length L of the removal section (measured in same direction).
  • the supply section 30 is designed to be flat, in particular flatter than the removal section 20, so that the resource container 10 with its supply section 30 can utilize a flat installation space as efficiently as possible, in particular in the underfloor area of the vehicle 100.
  • the length Lz of the feed section 30 is at least 5 times or at least 8 times the height Hz of the feed section 30.
  • the feed section 30 has a ratio of base area in square meters to height in meters between 5:1 and 20:1, between 7:1 and 15:1, or (preferred) between 9:1 and 11:1.
  • An internal volume of the feed section 30 is preferably at least twice as large as an internal volume of the removal section 20.
  • the total nominal capacity of the operating material container can be between 40 and 150 liters and is 50 liters here.
  • the extraction section 20 also has a sump 40 for the operating medium, in which a vertically lower part of the storage pot 22 is arranged.
  • the sump 40 is designed such that the bottom 12 in the area of the removal section 20 is vertically lower by a depth Ts of the sump 40 than the bottom 12 at an end of the feed section 30 adjacent to the removal section 20.
  • the sump 40 is defined by the above mentioned threshold.
  • the inlet 26 of the storage pot 22 and the lowest resource level 42, from which the functional unit 24 can convey the resource from the storage pot 22 by means of the conveyor 28, is in the sump 40.
  • a resource container 10 shown in Figures 5 and 6 differs from the resource container 10 from Figure 1 in that the first delivery device 54 has a suction first ejector pump 62 instead of two driving first ejector pumps and the second delivery device 56 has a driving second ejector pump 66 instead of a suction second ejector pump 66 has.
  • the first and second ejector pumps 62, 66 are contained in the resource reservoir 52 here, for example.
  • the first conveying device 54 contains a suction line 66b instead of the sum line 62c, via which the first ejector pump 62 is connected to the suction units 58, 60 in a fluid-conducting manner.
  • the suction units 58, 60 are preferably arranged on a side of the operating medium reservoir 52 opposite the removal section 20. Due to the arrangement of the first ejector pump 62, the total flow of this first ejector pump 62 reaches the working fluid reservoir 52 directly.
  • the second delivery device 56 has a summing line 66c instead of the suction line 66b, with the summing line 66c fluidly connecting the working fluid reservoir 52 to the storage pot 22. Otherwise, the resource container 10 according to FIGS. 5 and 6 has all the features of the resource container 10 according to FIG.
  • the vehicle 100 shown in FIG. 7 contains a resource container 10 according to FIG. 1, although the resource container 10 according to FIG. 5 is contained instead can be.
  • the vehicle 100 is in its horizontal position and the resource container 10 is mounted on the vehicle 100 in its installation position.
  • the feed section 30 projects away from the removal section 20 in the direction of travel R of the vehicle.
  • the supply section 30 is arranged at the front relative to the longitudinal axis of the vehicle and the removal section 20 is arranged at the rear relative to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the operating fluid container 10 In its installed position, the operating fluid container 10 is partially or completely located in the underfloor space and/or between a front axle and a rear axle of the vehicle 100.
  • the length Lz of the feed section 30 is at least 1/6, preferably at least 1/5, of the overall length of the vehicle 100 and here less than 5/6 of the total length of the vehicle 100.
  • the expression "at least one" has been partially omitted for the sake of simplicity. If a feature of the technology disclosed here is described in the singular or indefinitely (e.g. the/one resource container, the/one storage pot, etc.), its plurality should also be disclosed at the same time (i.e. the at least one resource container, the at least one storage pot, etc.).
  • the number of ejector pumps and associated drive, suction and/or sum lines per delivery device 54, 56 can be one, two, three, four, five or more in all conceivable combinations.
  • the term “essentially” includes the exact property or the exact value as well as deviations that are insignificant for the function of the property/value (e.g. due to manufacturing tolerances).

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Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß einen Betriebsmittelbehälter (10) für ein Fahrzeug, wobei der Betriebsmittelbehälter (10) zum Speichern von flüssigem Betriebsmittel vorgesehen ist und Folgendes umfasst: einen Entnahmeabschnitt (20) mit einem darin angeordneten Speichertopf (22); einen fluidleitend mit dem Entnahmeabschnitt (20) verbundenen, an den Entnahmeabschnitt (20) angrenzenden Zuführabschnitt (30); und ein Betriebsmittelfördersystem mit einem im Zuführabschnitt (30) angeordneten Betriebsmittelreservoir (52) sowie einer ersten Fördereinrichtung (54) und einer zweiten Fördereinrichtung (56). Die erste und die zweite Fördereinrichtung (52, 54) sind jeweils fluidleitend mit dem Betriebsmittelreservoir (52) verbunden, wobei die erste Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt von außerhalb des Betriebsmittelreservoirs in das Betriebsmittelreservoir hinein zu fördern, und die zweite Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir in den Speichertopf zu fördern. Darüber hinaus betrifft die Technologie ein Fahrzeug mit dem Betriebsmittelbehälter (10).

Description

Betriebsmittelbehälter für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit Betriebsmittelbehälter
Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Betriebsmittelbehälter für ein Fahrzeug, der zum Speichern von flüssigem Betriebsmittel vorgesehen ist, sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Betriebsmittelbehälter.
Zum Speichern eines flüssigen Betriebsmittels, beispielsweise eines Kraftstoffes, wie Benzin oder Diesel, in einem Fahrzeug (insbesondere einem Luft-, Boden- oder Wasserfahrzeug) ist es bekannt, das Fahrzeug mit einem Betriebsmittelbehälter, im genannten Beispiel in Form eines Kraftstofftanks, zu versehen. Während des Tankvorgangs in den Kraftstofftank eingefülltes und sodann im Kraftstofftank gespeichertes Benzin kann einem Antriebsaggregat des Fahrzeuges mittels einer Kraftstoffpumpe und Kraftstoffleitungen zugeführt werden.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, einen vergleichsweise kostengünstig herstellbaren Betriebsmittelbehälter für ein Fahrzeug bereitzustellen, der sich selbst bei flacher Bauweise effizient bis auf eine relativ geringe Restmenge an Betriebsmittel entleeren lässt. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Technologie, ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen. 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 sowie der weiteren unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. Gemäß einem Aspekt wird hier ein Betriebsmittelbehälter vorgeschlagen, der zum Speichern von (insbesondere bei Normbedingungen) flüssigem Betriebsmittel vorgesehen ist. Der Betriebsmittelbehälter umfasst einen Entnahmeabschnitt mit einem darin angeordneten Speichertopf, einen fluidleitend mit dem Entnahmeabschnitt verbundenen, an den Entnahmeabschnitt angrenzenden Zuführabschnitt sowie ein Betriebsmittelfördersystem. Das Betriebsmittelfördersystem enthält ein im Zuführabschnitt angeordnetes Betriebsmittelreservoir sowie eine erste Fördereinrichtung und eine zweite Fördereinrichtung. Die erste und die zweite Fördereinrichtung sind jeweils fluidleitend mit dem Betriebsmittelreservoir verbunden. Ferner ist die erste Fördereinrichtung dazu eingerichtet, Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt von außerhalb des Betriebsmittelreservoirs in das Betriebsmittelreservoir hinein zu fördern. Die zweite Fördereinrichtung ist dazu eingerichtet, Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir in den Speichertopf zu fördern.
Das Betriebsmittelfördersystem mit dem Betriebsmittelreservoir im Zuführabschnitt ermöglicht, den Betriebsmittelbehälter mit vergleichsweise großer Grundfläche zu bauen und das Betriebsmittel dennoch zuverlässig zur weiteren Förderung in den Speichertopf vorzuhalten. Da das Betriebsmittelreservoir im Zuführabschnitt angeordnet ist, kann Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt in der Umgebung des Betriebsmittelreservoirs (energie-) effizient mittels der ersten Fördereinrichtung über eine relativ kurze Leitung in das Reservoir geleitet werden. Darüber hinaus kann die erste Fördereinrichtung vergleichsweise einfach und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere kann eine Anzahl von Fördermitteln (Pumpen) reduziert werden. Der Betriebsmittelbehälter gemäß der hier offenbarten Technologie ermöglicht, eine geringe (Rest-) Menge an Betriebsmittel im Betriebsmittelbehälter vergleichsweise effektiv zu nutzen. Im Umkehrschluss kann die Erstbefüllmenge an Betriebsmittel reduziert werden.
Der Zuführabschnitt weist vorzugsweise einen Verbindungsabschnitt auf, über den der Zuführabschnitt mit dem Entnahmeabschnitt fluidleitend verbunden ist. In diesem Fall kann ein Boden des Betriebsmittelbehälters im Verbindungsabschnitt eine Schwelle (Erhebung) aufweisen. Bevorzugt ist die zweite Fördereinrichtung dazu eingerichtet, im Betriebsmittelreservoir enthaltenes Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir über die Schwelle hinweg, insbesondere in den Speichertopf hinein, zu fördern.
Der Boden des Betriebsmittelbehälters verläuft im Entnahmeabschnitt vorzugsweise horizontal, insbesondere in einer horizontalen Ebene, wenn sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage befindet. Die im Verbindungsabschnitt vorgesehene Schwelle kann auf einer dem Entnahmeabschnitt und insbesondere einem im Entnahmeabschnitt optional vorgesehenen, unten näher erläuterten Sumpf entgegengesetzten Seite rampenartig abgeschrägt sein. Die Rampe kann insbesondere von einem niedrigen (ersten) Niveau des Bodens des Betriebsmittelbehälters an einem dem Entnahmeabschnitt entgegengesetzten Ende des Verbindungsabschnitts auf ein höheres (zweites) Niveau des Bodens an einem dem Entnahmeabschnitt zugewandten Ende des Verbindungsabschnitts führen. Dies ermöglicht, dass Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt insbesondere bei einem niedrigen Betriebsmittelpegel unterhalb des hohen Niveaus infolge von Fahrzeugbewegungen über die Rampe zum Entnahmeabschnitt strömen kann.
Im restlichen Zuführabschnitt (außerhalb des Verbindungsabschnitts) kann der Boden des Betriebsmittelbehälters ebenfalls horizontal verlaufen, insbesondere wenn sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage befindet. In diesem restlichen Zuführabschnitt kann der Boden somit im Wesentlichen parallel zum Teil des Bodens des Betriebsmittelbehälters im Entnahmeabschnitt verlaufen. Insbesondere kann der Boden des Betriebsmittelbehälters an einem vom Entnahmeabschnitt abgewandten ersten Ende des Zuführabschnitts, an dem der Betriebsmittelbehälter endet, in der Einbaulage des Betriebsmittelbehälters vertikal auf einem niedrigeren Niveau angeordnet ist als an einem an den Entnahmeabschnitt angrenzenden zweiten Ende.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff „Einbaulage“ die Lage des Betriebsmittelbehälters in seinem am Fahrzeug montierten Zustand bei waagerecht ausgerichtetem Fahrzeug bezeichnen. Wenn im Folgenden von einer horizontalen Ausrichtung des Betriebsmittelbehälters gesprochen wird, kann damit die Ausrichtung des Betriebsmittelbehälters in der Einbaulage gemeint sein. Sofern in der vorliegenden Offenbarung nichts Gegenteiliges angegeben ist, gelten die erläuterten Lagebeziehungen, Ausrichtungen, Anordnungen und alle sonstigen Merkmale insbesondere dann, wenn sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage befindet. Die Einbaulage kann im Umkehrschluss unabhängig vom Fahrzeug dadurch definiert sein, dass der Boden des Betriebsmittelbehälters im Entnahmeabschnitt horizontal verläuft. Insofern können in diesem Fall alle horizontal verlaufenden Teile des Betriebsmittelbehälters als sich (im Wesentlichen) parallel zueinander erschreckend offenbart angesehen werden.
Analog bezieht sich der Begriff „Niveau“, mit dem die Lage in vertikaler Richtung gemeint ist, vorzugsweise ebenfalls auf den Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage. Der Begriff „Höhe“ kann als vertikale Höhe in der Einbaulage / senkrecht zum Boden des Betriebsmittelbehälters im Entnahmeabschnitt verstanden werden. Oben/oberhalb und unten/unterhalb können sich ebenfalls auf die Einbaulage beziehen.
Der Boden des Betriebsmittelbehälters kann der gesamte Abschnitt der Wandlung des Betriebsmittelbehälters sein, auf dem in der Einbaulage der hydrostatische Druck (Gravitationsdruck) des vollständig / randvoll mit Betriebsmittel gefüllten Betriebsmittelbehälters (direkt oder indirekt über im Inneren des Betriebsmittelbehälters vorgesehene Komponenten) lastet. Insbesondere kann der Boden des Betriebsmittelbehälters im Zuführabschnitt der gesamte Abschnitt der Wandlung des Betriebsmittelbehälters sein, auf dem in der Einbaulage der hydrostatische Druck (Gravitationsdruck) des vollständig mit Betriebsmittel gefüllten Zuführabschnitts lastet.
Der Boden kann insbesondere im Zuführabschnitt ein Oberflächenprofil enthalten, welches beispielsweise eine oder mehrere längliche Erhebungen/Sicken und/oder einen oder mehrere Kanäle aufweist. Vorzugsweise ist das Oberflächenprofil derart ausgestaltet, dass im Zuführabschnitt befindliches Betriebsmittel (in der Einbaulage) bei fallendem Betriebsmittelpegel durch die Schwerkraft zu einem oder mehreren Einlässen der ersten Fördereinrichtung strömt, von denen aus die erste Fördereinrichtung das Betriebsmittel in das Betriebsmittelreservoir fördern kann. Bevorzugt befinden sich die einen oder mehreren Einlässe an lokalen Tiefpunkten oder Vertiefungen im Boden im Bereich des Zuführabschnitts.
Der Speichertopf und/oder das Betriebsmittelreservoir können insbesondere als Schwalltopf ausgestaltet sein. Der Speichertopf und/oder das Betriebsmittelreservoir können jeweils dazu dienen, einen Teil des im Betriebsmittelbehälter enthaltenen Betriebsmittels zu bevorraten. Das Volumen des Speichertopfes bzw. des Betriebsmittelreservoirs ist bevorzugt sehr klein im Vergleich zum Speichervolumen des Betriebsmittelbehälters. Beispielsweise kann das Volumen des Speichertopfes bzw. des Betriebsmittelreservoirs mindestens um den Faktor 10, bevorzugt mindestens um den Faktor 50, und besonders bevorzugt mindestens um den Faktor 100, kleiner sein als das Speichervolumen des Betriebsmittelbehälters.
Vorzugsweise steht der Speichertopf auf einem Aufstandsbereich auf, welcher als Teil des Bodens des Betriebsmittelbehälters im Entnahmeabschnitt ausgebildet sein kann. Analog steht das Betriebsmittelreservoir bevorzugt auf einem weiteren Aufstandsbereich im Zuführabschnitt auf, welcher insbesondere als Teil des Bodens des Betriebsmittelbehälters im Zuführabschnitt ausgebildet sein kann.
Der Speichertopf kann einen Einlass (Zulauf) für in der unmittelbaren Umgebung des Speichertopfes im Entnahmeabschnitt befindliches Betriebsmittel aufweisen, durch den dieses Betriebsmittel in den Speichertopf hineinströmen kann. Um einen Rückstrom in die Gegenrichtung zu unterbinden, kann der Einlass mit einem Rückschlagventil, beispielsweise einem Pilzventil oder einer Ventilklappe, versehen sein. Der Speichertopf kann ferner Teil einer Funktionseinheit zur Entnahme des Betriebsmittels aus dem Entnahmeabschnitt sein. Wenn der Betriebsmittelbehälter beispielsweise ein Kraftstofftank ist, kann die Funktionseinheit als Tankeinbaueinheit ausgestaltet sein. Die Funktionseinheit kann über eine entsprechend dimensionierte, verschließbare Öffnung in der Wandlung des Entnahmeabschnitts in den Entnahmeabschnitt einbringbar sein.
Die Funktionseinheit kann zusätzlich zum Speichertopf mindestens ein mit dem Speichertopf über eine Förderleitung fluidleitend verbundenes Fördermittel für im Speichertopf befindliches Betriebsmittel, mindestens ein Filtermittel für das Betriebsmittel und/oder mindestens einen Auslass aufweisen. Das Fördermittel kann dazu eingerichtet sein, Betriebsmittel aus dem Speichertopf unter Druck zu setzen und/oder über die Förderleitung/en zum Auslass beziehungsweise aus der Funktionseinheit heraus zu fördern. In einer bevorzugten Variante ist das Fördermittel als Pumpe, insbesondere als Tauchpumpe, im Speichertopf ausgebildet. Ein niedrigster/tiefster Pegel (Niveau des Spiegels) des Betriebsmittels, ab dem das Fördermittel im Speichertopf befindliches Betriebsmittel fördern kann, ist vorzugsweise benachbart zum Speichertopfboden im Entnahmeabschnitt angeordnet. Die Pumpe / das Fördermittel kann als eine aktive Pumpe, insbesondere elektrische, Pumpe ausgestaltet sein.
Das Filtermittel kann als Feststofffilter vorgesehen sein. Der Feststofffilter ist eingerichtet, im Betriebsmittel enthaltene Festkörper zumindest teilweise am Eindringen in den Speichertopf bzw. in das Fördermittel/die Pumpe zu behindern. Zweckmäßig wird der Feststofffilter von einer Vielzahl von vorstehenden Elementen ausgebildet, die von einer äußeren Speichertopfbodenoberfläche abstehen. Die einzelnen vorstehenden Elemente sind dabei untereinander in einem so geringen Abstand angeordnet, dass das Betriebsmittel hindurchströmen kann, nicht jedoch die Feststoffe. Ein solcher Feststofffilter wird auch als „Rock Stopper“ bezeichnet und dient dem Schutz der Pumpe.
Der Betriebsmittelbehälter bildet vorzugsweise das Speichervolumen zur Speicherung des Betriebsmittels aus. Der Betriebsmittelbehälter kann also die im Wesentlichen fuiddichte Außenhülle vom Speichervolumen (im Folgenden auch als „Wandung“ bezeichnet) ausbilden und das Speichervolumen gegenüber dem Einbauraum im Fahrzeug abgrenzen. Im Falle von Kunststoffbehältern spricht man beispielsweise von der Blase. Im Falle von Stahlbehältern kann der Betriebsmittelbehälter beispielsweise aus zwei Metallschalen ausgebildet sein.
Insbesondere bilden der Entnahmeabschnitt und der Zuführabschnitt zusammen den gesamten Betriebsmittelbehälter aus. D.h., die Wandung des Betriebsmittelbehälters setzt sich vorzugsweise aus einem ersten Teil der Wandung, der einen Innenbereich des Entnahmeabschnitts gegenüber der Umgebung des Betriebsmittelbehälters begrenzt, und einem zweiten Teil der Wandung, der einen Innenbereich des Zuführabschnitts gegenüber der Umgebung des Betriebsmittelbehälters begrenzt, zusammen. Der Entnahmeabschnitt ist bevorzugt höher als der Zuführabschnitt, d.h. in der Einbaulage des Betriebsmittelbehälters kann der Entnahmeabschnitt nach oben über den Zuführabschnitt hinausragen.
Ein Einfüllabschnitt zum Befüllen des Betriebsmittelbehälters mit dem Betriebsmittel kann im Entnahmeabschnitt, in der Einbaulage insbesondere auf einem höheren (vertikalen) Niveau als der vertikal höchste Punkt des Betriebsmittelbehälters im Zuführabschnitt, angeordnet sein. Beim Befüllen des Betriebsmittelbehälters, insbesondere mit einer vergleichsweise geringen Erstbefüllmenge von beispielsweise 5 bis 13 Liter an Betriebsmittel, kann das Betriebsmittel somit direkt in den Entnahmeabschnitt einströmen und auf direktem Weg in den Speichertopf gelangen. Sofern ein Teil des Betriebsmittels in den Zuführabschnitt strömt, kann dieser Teil bei horizontaler Ausrichtung des Betriebsmittelbehälters zumindest teilweise mittels der ersten Fördereinrichtung in das Betriebsmittelreservoir und anschließend mittels der zweiten Fördereinrichtung in den Speichertopf gefördert werden.
Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die erste Fördereinrichtung mit mindestens einer ersten Saugstrahlpumpe (auch als Strahlpumpe/n bezeichnet) versehen ist. Analog kann auch die zweite Fördereinrichtung mit mindestens einer zweiten Saugstrahlpumpe (Strahlpumpe/n) versehen sein. Insbesondere können die jeweiligen Saugstrahlpumpen zum Fördern des Betriebsmittels verwendet werden. Zu jeder Saugstrahlpumpe kann mindestens eine zugehörige Treibleitung sowie, mindestens eine Saugleitung und/oder Summenleitung gehören. D.h., die mindestens eine erste Saugstrahlpumpe kann mindestens eine erste Treibleitung, mindestens eine erste Saugleitung und/oder mindestens eine erste Summenleitung aufweisen. Entsprechend kann die mindestens eine zweite Saugstrahlpumpe mindestens eine zweite Treibleitung, mindestens eine zweite Saugleitung und/oder mindestens eine zweite Summenleitung aufweisen. Saugstrahlpumpen als solche sind dem Fachmann bekannt. Eine Saugstrahlpumpe umfasst i.d.R. ein Mischrohr mit einem in Strömungsrichtung divergierenden Konus. In dieses Mischrohr strömt ein Treibmedium ein und saugt dabei das Betriebsmittel i.d.R. aus der Saugleitung mit ein. Eine solche Saugstrahlpumpe ist vergleichsweise günstig, ausfallsicher und benötigt vergleichsweise wenig Platz.
Die erste Fördereinrichtung ist - abgesehen von ihrer/ihren erste/n Treibleitung/en, die sich bis in den Entnahmeabschnitt und insbesondere bis zur Funktionseinheit erstrecken kann/können - vorzugsweise vollständig im Zuführabschnitt angeordnet. Dies ermöglicht, das Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt ohne Umweg über den Entnahmeabschnitt in das Betriebsmittelreservoir zu fördern. Höchstvorzugsweise ist zumindest ein Teil der zweiten Fördereinrichtung weiter vom Speichertopf entfernt als das Betriebsmittelreservoir, sodass letzteres praktisch als Zwischenspeicher für das Betriebsmittel entlang des Strömungspfades zum Speichertopf dienen kann. Höchstvorzugsweise ist das Betriebsmittelreservoir zwischen der ersten Fördereinrichtung und der zweiten Fördereinrichtung angeordnet. Insbesondere kann das Betriebsmittelreservoir bezüglich eines Betriebsmittelstroms durch das Betriebsmittelfördersystem in Richtung des Speichertopfes stromaufwärts von der zweiten Fördereinrichtung und/oder stromaufwärts von der ersten Fördereinrichtung vorgesehen sein.
Beliebige der Saugstrahlpumpen der ersten und/oder zweiten Fördereinrichtung können jeweils saugend oder treibend ausgestaltet sein. Treibende Saugstrahlpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sich die Saugstrahlpumpe selbst im Bereich, aus dem zu fördern ist, befindet, wohingegen bei saugenden Saugstrahlpumpen nur die Ansaugstelle (ggf. in einer Ansaugeinheit), nicht jedoch die Saugstrahlpumpe selbst, im Bereich, aus dem zu fördern ist, platziert wird.
In einer bevorzugten Variante ist mindestens eine treibend ausgestaltete erste Saugstrahlpumpe benachbart zum ersten Ende des Zuführabschnitts angeordnet. Eine zugehörige erste Treibleitung kann mit der Förderleitung verbunden sein, sodass sie einen Teil des unter Druck gesetzten, durch die Förderleitung strömenden Betriebsmittels als ersten Massenstrom zu der mindestens einen ersten Saugstrahlpumpe leitet. Ein Summenstrom aus dem ersten Massenstrom und einem mittels der ersten Saugstrahlpumpe angesaugten zweiten Massenstrom kann sodann dem Betriebsmittelreservoir über die zugehörige erste Summenleitung, insbesondere ohne Umweg über den Entnahmeabschnitt, zugeführt werden.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist mindestens eine saugend ausgestaltete erste Saugstrahlpumpe Teil der ersten Fördereinrichtung. Diese erste Saugstrahlpumpe ist vorzugsweise im Zuführabschnitt angeordnet; sie kann insbesondere im Inneren des Betriebsmittelreservoirs enthalten sein. Eine erste Saugleitung, die mit dieser ersten Saugstrahlpumpe fluidleitend verbunden ist, weist bevorzugt ein dieser ersten Saugstrahlpumpe entgegengesetztes Ende auf, welches vorzugsweise benachbart zum ersten Ende des Zuführabschnitts angeordnet ist. Wenn diese erste Saugstrahlpumpe im Inneren des Betriebsmittelreservoirs vorgesehen ist, kann auf eine Summenleitung verzichtet werden. Die zugehörige erste Treibleitung kann wie oben beschrieben mit der Förderleitung verbunden sein, sodass sie einen Teil des unter Druck gesetzten, durch die Förderleitung strömenden Betriebsmittels als ersten Massenstrom zu der mindestens einen ersten Saugstrahlpumpe leitet. Ein Summenstrom aus dem ersten Massenstrom und einem mittels der ersten Saugstrahlpumpe über die Saugleitung angesaugten zweiten Massenstrom kann sodann dem Betriebsmittelreservoir zugeführt werden.
Eine weitere bevorzugte Variante sieht vor, dass die zweite Fördereinrichtung mindestens eine treibend ausgestaltete zweite Saugstrahlpumpe aufweist, die vorzugsweise zur Bauraumoptimierung im Zuführabschnitt, insbesondere im Betriebsmittelreservoir, angeordnet ist. Diese zweite Saugstrahlpumpe enthält vorzugsweise einen Einlass, der benachbart zum Boden des Betriebsmittelreservoirs angeordnet ist und durch den das Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir in die zweite Saugstrahlpumpe einströmen kann. Eine zugehörige zweite Treibleitung kann analog zu den oben in Zusammenhang mit der ersten Fördereinrichtung beschriebenen Varianten mit Betriebsmittel aus der Förderleitung gespeist werden. D.h., diese zweite Treibleitung kann mit der Förderleitung verbunden sein, sodass sie einen Teil des unter Druck gesetzten, durch die Förderleitung strömenden Betriebsmittels als ersten Massenstrom zu der mindestens einen zweiten Saugstrahlpumpe leitet. Ein Summenstrom aus dem ersten Massenstrom und einem mittels der zweiten Saugstrahlpumpe angesaugten zweiten Massenstrom kann sodann dem Speichertopf über die zugehörige zweite Summenleitung, insbesondere über die Schwelle hinweg, zugeführt werden.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist mindestens eine saugend ausgestaltete zweite Saugstrahlpumpe Teil der zweiten Fördereinrichtung. Diese zweite Saugstrahlpumpe ist vorzugsweise im Entnahmeabschnitt angeordnet; sie kann insbesondere in der Funktionseinheit enthalten sein. Eine zweite Saugleitung, die mit dieser zweiten Saugstrahlpumpe fluidleitend verbunden ist, weist ein dieser zweiten Saugstrahlpumpe entgegengesetztes Ende auf, welches vorzugsweise derart mit dem Betriebsmittelreservoir fluidleitend verbunden ist, dass Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir mittels der zweiten Saugstrahlpumpe, insbesondere benachbart zum Boden des Betriebsmittelreservoirs, in die Saugleitung eingesaugt werden kann. Die zugehörige zweite Treibleitung kann wiederum mit der Förderleitung verbunden sein, sodass sie einen Teil des unter Druck gesetzten, durch die Förderleitung strömenden Betriebsmittels als ersten Massenstrom zu der mindestens einen zweiten Saugstrahlpumpe leitet. Ein Summenstrom aus dem ersten Massenstrom und einem mittels der zweiten Saugstrahlpumpe über die zweite Saugleitung angesaugten zweiten Massenstrom kann sodann dem Speichertopf zugeführt werden.
Wenn die erste Fördereinrichtung mehrere erste Saugstrahlpumpen, Treibleitungen, Saugleitungen und/oder Summenleitungen umfasst, können diese Komponenten jeweils wie eine Anordnung aus der oben beschriebenen mindestens einen ersten Saugstrahlpumpe, ersten Treibleitung, ersten Saugleitung und ersten Summenleitung konfiguriert sein. Wenn analog dazu die zweite Fördereinrichtung mehrere zweite Saugstrahlpumpen, Treibleitungen, Saugleitungen und/oder Summenleitungen umfasst, können diese Komponenten jeweils wie eine Anordnung aus der oben beschriebenen mindestens einen zweiten Saugstrahlpumpe, zweiten Treibleitung, zweiten Saugleitung und zweiten Summenleitung konfiguriert sein. In einer besonders bevorzugten Variante sind alle Saugstrahlpumpen des Betriebsmittelfördersystems im Betriebsmittelreservoir angeordnet. Beim Befüllen des Betriebsmittelbehälters oder während des Fährbetriebs des Fahrzeuges in den Zuführabschnitt gelangtes Betriebsmittel kann somit nicht nur über die Schwelle in den Entnahmeabschnitt schwappen, sondern auch mittels des Betriebsmittelfördersystems in den Speichertopf gefördert werden. Im Entnahmeabschnitt außerhalb des Speichertopfes befindliches Betriebsmittel kann unter Öffnung des Ventils am Einlass in den Speichertopf hineinströmen und ab Erreichen des niedrigsten Pegels, ab dem das Fördermittel das im Speichertopf befindliche Betriebsmittel fördern kann, mittels des Fördermittels unter Druck gesetzt und in Richtung des Auslasses gefördert werden. Ein Teil dieses Betriebsmittels kann zum Betreiben der Saugstrahlpumpen umgeleitet werden, um eine effiziente Entleerung des Zuführabschnitts mittels des Betriebsmittelfördersystems bereitzustellen.
Es ist bevorzugt, dass der Entnahmeabschnitt höher als der Zuführabschnitt ist. Die Höhe des Entnahmeabschnitts kann dabei die maximale Erstreckung des Entnahmeabschnitts sowie des Betriebsmittelbehälters senkrecht zum Boden des Betriebsmittelbehälters im Entnahmeabschnitt sein. Wenn dieser Teil des Bodens in der Einbaulage horizontal ausgerichtet ist, entsprechen also die Höhe des Entnahmeabschnitts sowie die Höhe des Betriebsmittelbehälters der vertikalen Erstreckung (Höhe) des Entnahmeabschnitts. Die Breite des Betriebsmittelbehälters kann in der Haupterstreckungsrichtung des Entnahmeabschnitts oder senkrecht zu einer Richtung, in der sich der Zuführabschnitt vom Entnahmeabschnitt weg erstreckt, gemessen sein. Eine Länge des Betriebsmittelbehälters (bzw. seiner Abschnitte) kann in einer Längsrichtung des Zuführabschnitts parallel zum Boden des Entnahmeabschnitts und/oder senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Entnahmeabschnitts gemessen sein.
Die Höhe des Entnahmeabschnitts ist vorzugsweise mindestens 1 ,5-mal oder mindestens doppelt so groß wie die Höhe des Zuführabschnitts. Die Höhe des Entnahmeabschnitts kann mindestens 20 cm betragen; die Höhe des Zuführabschnitts kann höchstens 20 cm oder höchstens 15 cm betragen. Die Breite des Zuführabschnitts kann im Wesentlichen der Breite des Entnahmeabschnitts und/oder der gesamten Breite des Betriebsmittelbehälters entsprechen. Vorzugsweise beträgt diese Breite zwischen 0,70 m und 1 ,00 m. Vorzugsweise beträgt die Länge des Betriebsmittelbehälters zwischen 1 ,00 m und 1 ,50 m. Die Länge des Zuführabschnitts ist vorzugsweise mindestens doppelt so groß, bevorzugt mindestens dreimal so groß, wie die Länge des Entnahmeabschnitts. Entsprechend ist die Grundfläche des Zuführabschnitts vorzugsweise mindestens doppelt so groß, bevorzugt mindestens dreimal so groß, wie die (horizontale) Grundfläche des Entnahmeabschnitts.
Insbesondere kann der Zuführabschnitt länger sein als der Entnahmeabschnitt hoch ist. In einer besonders bevorzugten Variante ist der Zuführabschnitt mindestens 5- mal oder mindestens 8-mal so lang wie der Zuführabschnitt hoch ist. Im Ergebnis ist der Zuführabschnitt somit vorzugsweise flacher als der Entnahmeabschnitt ausgebildet, weist jedoch bevorzugt ein größeres Fassungsvolumen (Innenvolumen) für das Betriebsmittel auf als der Entnahmeabschnitt. Dies kann sich insbesondere vorteilhaft auf den Schwerpunkt und somit auf die Fahrdynamik des Fahrzeuges auswirken. Das Innenvolumen des Zuführabschnitts kann insbesondere mindestens doppelt so groß sein wie ein Innenvolumen des Entnahmeabschnitts. Bevorzugt weist der Zuführabschnitt ein Verhältnis von Grundfläche in Quadratmeter zu Höhe in Meter zwischen 5:1 und 20:1 oder zwischen 7:1 und 15:1 auf. Die oben genannte Schwelle kann höchstens halb so hoch oder höchstens ein Viertel so hoch sein wie der Zuführabschnitt.
In einer weiteren bevorzugten Variante enthält der Entnahmeabschnitt einen Sumpf für das Betriebsmittel. Der Sumpf kann als Vertiefung im Boden des Entnahmeabschnitts ausgebildet sein. Vorzugsweise erstreckt sich der Sumpf über die gesamte Grundfläche des Entnahmeabschnitts. Insbesondere kann sich der Sumpf (in Längsrichtung) von der Grenze zwischen dem Entnahmeabschnitt und dem Zuführabschnitt bis zum dem Zuführabschnitt entgegengesetzten Ende des Entnahmeabschnitts erstrecken. Ferner kann sich der Sumpf über einen Teil der Breite des Entnahmeabschnitts oder über die gesamte Breite des Entnahmeabschnitts erstrecken. Vorzugsweise weist der Sumpf ein größeres Volumen auf als der Speichertopf. Der Übergang zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Sumpf kann stufenförmig oder fließend ausgebildet sein, wobei der Übergang bevorzugt eine größere Neigung aufweist als die Rampe, damit das Schwappen in Richtung des Sumpfes bevorzugt ist. Der Sumpf ist außerdem vorzugsweise horizontal direkt durch einen oder mehrere Wandungen des Betriebsmittelbehälters begrenzt. Höchst vorzugsweise ist der Speichertopf zumindest abschnittsweise im Sumpf angeordnet. Der Einlass des Speichertopfes und/oder ein tiefster Betriebsmittelpegel, ab dem die Funktionseinheit Betriebsmittel aus dem Speichertopf mittels des Fördermittels fördern kann, sind dabei vorzugsweise im Sumpf angeordnet. Dies kann ermöglichen, die mindeste Erstbefüllmenge an Betriebsmittel zu reduzieren, mit der das Fahrzeug bestimmungsgemäß betrieben werden kann.
Das Betriebsmittel ist bevorzugt ein Kraftstoff für ein Kraftfahrzeug. Gleichsam ist vorstellbar, dass die hier offenbarte Technologie zur Speicherung anderer Flüssigkeiten (z.B. Wasser oder einer wässrigen Lösung) in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Wenn hier die Rede ist von einem Betriebsmittelbehälter, Betriebsmittelpumpe und dergleichen, sollen gleichsam die Begriffe Kraftstoffbehälter bzw. Kraftstoffpumpe mit offenbart sein. Der Kraftstoff kann bei Normbedingungen und/oder bei Normdruck zumindest in einem Temperaturbereich von -25 bis +100 °C flüssig sein. Insbesondere kann es sich bei dem Kraftstoff um Benzin oder Diesel handeln. Der Betriebsmittelbehälter kann entsprechend zur Speicherung des flüssigen Betriebsmittels bei Normdruck ausgelegt sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Betriebsmittelbehälter kein Satteltank ist. Stattdessen ist der Betriebsmittelbehälter vorzugsweise als Flachtank und/oder als Einkammertank ausgestaltet.
Das hier vorgeschlagene Fahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeug und weist einen vorstehend im Detail beschriebenen Betriebsmittelbehälter auf, der in seiner Einbaulage am Fahrzeug montiert ist. Vorzugsweise ist der Betriebsmittelbehälter dabei derart ausgerichtet, dass der Zuführabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung vorne und der Entnahmeabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung hinten positioniert sind. Auf diese Weise kann sich im Betriebsmittelbehälter befindliches Betriebsmittel, bedingt durch sein Trägheitsmoment, beim Anfahrvorgang in Richtung des Entnahmeabschnitts und somit in den Speichertopf hinein verlagern, sodass der Betriebsmittelspiegel im Speichertopf im Zeitpunkt erhöhten Betriebsmittelverbrauchs ansteigen kann. Der Betriebsmittelbehälter ist vorzugsweise im Unterflurbereich des Fahrzeuges, insbesondere abschnittsweise oder vollständig zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeuges, angeordnet. In der Einbaulage verläuft der Betriebsmittelspiegel im Betriebsmittelbehälter horizontal (waagerecht).
Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie einen großflächigen Betriebsmittelbehälter (Einkammertank) mit einem Zwischenspeicher für den mindestens einer Saugstrahlpumpe angesagten Kraftstoff. Der Betriebsmittelbehälter ermöglicht auch in großflächigen Tanks das Fördern von Kraftstoff in einen Schwalltopf.
Darüber hinaus kann eine schnelle Erstbefüllung der Funktionseinheit / Tankeinbaueinheit im Fahrzeugwerk und/oder eine Verbesserung der minimalen Absaugmenge erreicht werden, wenn der Aufstandsbereich des Speichertopfes / der Tankeinbaueinheit um mindestens eine Höhendifferenz gegenüber dem Boden des Betriebsmittelbehälters in der unmittelbaren Umgebung des Speichertopfes abgesenkt wird, die der Höhe der Absaugstelle (niedrigste Betriebsmittelspiegelhöhe, ab der das Betriebsmittel abgesaugt werden kann) der Funktionseinheit/Tankeinbaueinheit über dem Aufstandsbereich entspricht. Dadurch kann auch der Wiederstart nach einer Kanisterbetankung erleichtert werden. Der Zwischenspeicher (Betriebsmittelreservoir) kann direkt am Boden des Betriebsmittelbehälters oder über Füße am Boden des Betriebsmittelbehälters befestigt werden. Im Zwischenspeicher ist in einer Variante eine Saugstrahlpumpe integriert.
An dieser Stelle ist außerdem das oben im Detail beschriebene Betriebsmittelfördersystem in unabhängiger Form offenbart.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen schematisch: Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Betriebsmittelbehälters für ein Fahrzeug in einer vertikalen Längsschnittsansicht, wobei sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage befindet;
Figur 2 den Betriebsmittelbehälter aus Figur 1 in einer horizontalen Schnittansicht, wobei Leitungen der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind;
Figur 3 eine Detailansicht des Betriebsmittelbehälters aus Figur 1 im Bereich des Speichertopfes;
Figur 4 eine perspektivische Vorderansicht des Betriebsmittelbehälters aus Figur 1 von schräg unterhalb der Horizontalen;
Figur 5 eine zweite Ausführungsform eines Betriebsmittelbehälters für ein Fahrzeug in einer vertikalen Längsschnittsansicht, wobei sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage befindet;
Figur 6 eine Detailansicht des Betriebsmittelbehälters aus Figur 5 im Bereich des Speichertopfes; und
Figur 7 ein Fahrzeug mit dem Betriebsmittelbehälter aus Figur 1 in einer Seitenansicht, wobei sich der Betriebsmittelbehälter in seiner Einbaulage im Unterflurbereich des Fahrzeuges befindet.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Betriebsmittelbehälter 10 für ein in Figur 7 schematisiert dargestelltes Fahrzeug 100, bei dem es sich hier um ein Kraftfahrzeug, beispielhaft einen Personenkraftwagen, handelt. In diesem Beispiel hat das Fahrzeug 100 ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor 100, der lediglich beispielhaft mit einem Betriebsmittel in Form von Kraftstoff betrieben werden kann. Der Betriebsmittelbehälter 10 ist ein Einkammertank und zum Speichern von flüssigem Betriebsmittel vorgesehen; er ist einstückig ausgebildet und besteht aus einen Entnahmeabschnitt 20 und einem Zuführabschnitt 30, wobei der Zuführabschnitt 30 flacher ist und eine größere Grundfläche aufweist als der Entnahmeabschnitt 20.
In dieser Variante ist eine gesamte einstückige Hülle des Betriebsmittelbehälters 10 durch einen den Entnahmeabschnitt 20 begrenzenden Teil der Hülle und einen den Zuführabschnitt 30 begrenzenden Teil der Hülle gebildet. Ein Boden 12 des Betriebsmittelbehälters 10 ist Teil dieser Hülle und bildet die Grundfläche des Betriebsmittelbehälters 10. Ein Übergang/eine Grenze zwischen dem Zuführabschnitt 30 und dem Entnahmeabschnitt 20 ist offen und bildet eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Zuführabschnitt 30 und dem Entnahmeabschnitt 20, wobei der Zuführabschnitt 30 einen Verbindungsabschnitt 35 hat, der an den Entnahmeabschnitt 20 grenzt.
Im Entnahmeabschnitt 20 ist ein Speichertopf 22 angeordnet, welcher Teil einer Funktionseinheit 24 zur Entnahme des Betriebsmittels aus dem Entnahmeabschnitt 20 ist und einen Einlass 26 mit einem Ventil aufweist. Das Ventil kann beispielsweise als Klappe oder als Rückschlagventil (insbesondere als Pilzventil) ausgebildet sein. Der Einlass 26 ist im Bereich des Bodens (hier als Öffnung im Boden) des Speichertopfes 22 ausgebildet und benachbart zum Boden 12 angeordnet. Der Einlass 26 dient dazu, dass flüssiges Betriebsmittel aus dem Entnahmeabschnitt 20 direkt in den Speichertopf 22 strömen kann. Um dies zu ermöglichen, steht der Speichertopf 22 in einem Aufstandsbereich des Bodens 12 derart auf dem Boden 12 auf, dass der Boden 12 und der Boden des Speichertopfes insbesondere im Bereich des Einlasses 26 zumindest bereichsweise voneinander beabstandet sind. Der Speichertopf 22 kann außerdem einen oder mehrere weitere Einlässe (Zuläufe) im Boden 12 oder auf höheren vertikalen Niveaus in einer Wandlung des Speichertopfes 22 aufweisen.
Die Funktionseinheit 24 (sogenannte Tankeinbaueinheit) umfasst ferner mindestens ein als (aktive) Betriebsmittelpumpe ausgebildetes Fördermittel 28 sowie einen Auslass 29. Die Funktionseinheit 24 ist dazu eingerichtet, Betriebsmittel aus dem Speichertopf 22 mittels des Fördermittels 28 über mindestens eine Förderleitung 27 in Richtung des Auslasses 29 zu fördern. Das Fördermittel 28 kann das Betriebsmittel auf diese Weise fördern, wenn der Spiegel des Betriebsmittels mindestens auf einem vorbestimmten niedrigsten Betriebsmittelpegel 42 liegt. Die Funktionseinheit 20 kann über eine entsprechend dimensionierte, verschließbare Öffnung 23 in der Wandlung des Entnahmeabschnitts 20 in den Entnahmeabschnitt 20 eingebracht werden. Ein Einfüllabschnitt 21 zum Befüllen des Betriebsmittelbehälters mit dem Betriebsmittel ist hierbei Teil eines Verschlusses der Öffnung 23.
Im Inneren des Betriebsmittelbehälters 10 ist ferner ein Betriebsmittelfördersystem mit einem im Zuführabschnitt 30 angeordneten Betriebsmittelreservoir 52 sowie einer ersten Fördereinrichtung 54 und einer zweiten Fördereinrichtung 56, die jeweils mit dem Betriebsmittelreservoir 52 fluidleitend verbunden sind, angeordnet. Die erste Fördereinrichtung 54 ist dazu eingerichtet, Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt 30 von außerhalb des Betriebsmittelreservoirs 52, insbesondere von einer oder mehreren Ansaugeinheiten 58, 60, in das Betriebsmittelreservoir 52 hinein zu fördern. Die zweite Fördereinrichtung 56 ist dazu eingerichtet, Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir 52 zum Speichertopf 22 zu fördern.
In der Variante aus Figur 1 enthält die erste Fördereinrichtung 54 zwei erste Saugstrahlpumpen 62, 64, die beide im Zuführabschnitt 30 angeordnet und wie im Folgenden näher erläutert treibend ausgestaltet sind. Jede erste Saugstrahlpumpe 62, 64 ist fluidleitend mit einer ersten Treibleitung 62a, 64a sowie einer ersten Summenleitung 62c, 64c verbunden. Eine jeweilige separate Saugleitung ist hier nicht erforderlich und daher auch nicht abgebildet; sie kann jedoch zusätzlich zur Verbindung zwischen jeweils einer zusätzlichen Ansaugeinheit 58, 60 und der zugehörigen ersten Saugstrahlpumpe 62, 64 verwendet werden. Die ersten Treibleitungen 62a, 64a (siehe Figuren 1 und 3) verbinden jeweils die Förderleitung 27 mit den ersten Saugstrahlpumpen 62, 64, insbesondere mit einem Anschluss der jeweiligen ersten Saugstrahlpumpe 62, 64 für das Treibmedium, bei dem es sich um aus der Förderleitung 27 abgezweigtes, unter Druck gesetztes Betriebsmittel handelt.
Nach Durchgang des Treibmediums durch die jeweilige erste Saugstrahlpumpe 62, 64 unter Erhöhung des Massenstroms an Betriebsmittel auf einen Summenstrom, gelangt das Treibmedium zusammen mit aus dem Zuführabschnitt 30 im Bereich der jeweiligen ersten Saugstrahlpumpe 62, 64 angesaugtem Betriebsmittel (sogenanntes Saugmedium) über die jeweilige Summenleitung 62c, 64c in das Betriebsmittelreservoir 52. Durch den Eintrag des Summenstroms in das Betriebsmittelreservoir 52 steigt ein Betriebsmittelpegel 68 im Betriebsmittelreservoir 52, welcher über ein Entlüftungsventil 70 entlüftet wird.
Zum Fördern von Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir 52 enthält die zweite Fördereinrichtung 56 eine saugende zweite Saugstrahlpumpe 66, die in dieser Variante im Entnahmeabschnitt 20 angeordnet ist. Insbesondere ist die zweite Saugstrahlpumpe 66 als Teil der Funktionseinheit 24 ausgebildet. Eine zweite Treibleitung 66a verbindet die Förderleitung 27 fluidleitend mit der zweiten Saugstrahlpumpe 66, insbesondere mit einem Anschluss der zweiten Saugstrahlpumpe 66 für das Treibmedium, bei dem es sich ebenfalls um aus der Förderleitung 27 abgezweigtes, unter Druck gesetztes Betriebsmittel handelt. Eine zweite Saugleitung 66b verbindet einen Auslass des Betriebsmittelreservoirs 52, der benachbart zum oder im Boden des letzteren angeordnet ist, mit einem zweiten Anschluss der zweiten Saugstrahlpumpe 66 für das Saugmedium (der zweiten Saugstrahlpumpe 66 über die zweite Saugleitung 66b zugeführtes Betriebsmittel). Nach Durchgang des Treibmediums aus der zweiten Treibleitung 66a durch die zweite Saugstrahlpumpe 66 unter Ansaugung von Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir 52 über die zweite Saugleitung 66b, strömt somit der resultierende Summenstrom entweder unmittelbar oder über eine zweite Summenleitung (nicht dargestellt) in den Speichertopf 22.
Der Boden 12 des Betriebsmittelbehälters 10 verläuft im Aufstandsbereich für den Speichertopf 22 und in dieser Variante im gesamten Entnahmeabschnitt 20 im Wesentlichen entlang einer Ebene E, welche horizontal ausgerichtet sein kann. In der in Figur 3 gezeigten Einbaulage des Betriebsmittelbehälters 10 ist vorgesehen, dass die Ebene E insbesondere bei Stillstand des Fahrzeuges parallel zu einem Betriebsmittelspiegel des im Betriebsmittelbehälter 10 befindlichen Betriebsmittels verläuft. Im Bereich des Zuführabschnitts 30 außerhalb des Verbindungsabschnitts 35 verläuft der Boden 12 parallel oder komplanar zur Ebene E. Im Verbindungsabschnitt 35 ist der Boden 12 mit einer Schwelle 37 versehen. Im Zuführabschnitt 30 außerhalb des Verbindungsabschnitts 35 kann der Boden 12 abgesehen von als Sicken 36 im Boden 12 ausgebildeten Erhebungen im Wesentlichen flach sein. Die Sicken 36 ragen in den Innenraum des Betriebsmittelbehälters 10 hinein und verlaufen in Längsrichtung des Zuführabschnitts 30.
Der Betriebsmittelbehälter 10 weist im Bereich des Entnahmeabschnitts 20 eine Höhe HE senkrecht zur Ebene E auf, die mindestens 1 ,5-mal, vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist wie eine Höhe Hz des Zuführabschnitts (in derselben Richtung, vgl. Figur 1 ). Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass der Entnahmeabschnitt 20 eine Haupterstreckungsrichtung m parallel zur Ebene E aufweist; in dieser Haupterstreckungsrichtung m hat der gesamte Betriebsmittelbehälter eine Breite BG. Sowohl der Entnahmeabschnitt 20 als auch der Zuführabschnitt 30 weisen dieselbe Breite BG auf. In der Ebene E und senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung m weist der Zuführabschnitt 30 eine Länge Lz auf, die zwischen 2- und 5-mal so groß, hier insbesondere mindestens 2,5-mal so groß, ist wie eine Länge L des Entnahmeabschnitts (gemessen in derselben Richtung).
Damit der Betriebsmittelbehälter 10 mit seinem Zuführabschnitt 30 einen flachen Bauraum, insbesondere im Unterflurbereich des Fahrzeuges 100, möglichst effizient ausnutzen kann, ist der Zuführabschnitt 30 flach, insbesondere flacher als der Entnahmeabschnitt 20, ausgebildet. Die Länge Lz des Zuführabschnitts 30 ist mindestens 5-mal oder mindestens 8-mal so groß wie die Höhe Hz des Zuführabschnitts 30. Der Zuführabschnitt 30 hat ein Verhältnis von Grundfläche in Quadratmeter zu Höhe in Meter zwischen 5:1 und 20:1 , zwischen 7:1 und 15:1 , oder (bevorzugt) zwischen 9:1 und 11 :1. Vorzugsweise ist ein Innenvolumen des Zuführabschnitts 30 mindestens doppelt so groß wie ein Innenvolumen des Entnahmeabschnitts 20. Das gesamte nominale Fassungsvolumen des Betriebsmittelbehälters kann zwischen 40 und 150 Liter betragen und beträgt hier 50 Liter. Der Entnahmeabschnitt 20 weist ferner einen Sumpf 40 für das Betriebsmittel auf, in dem ein vertikal unterer Teil des Speichertopfes 22 angeordnet ist. Insbesondere ist der Sumpf 40 derart ausgebildet, dass der Boden 12 im Bereich des Entnahmeabschnitts 20 um eine Tiefe Ts des Sumpfes 40 vertikal tiefer liegt als der Boden 12 an einem an den Entnahmeabschnitt 20 angrenzenden Ende des Zuführabschnitts 30. Der Sumpf 40 wird durch die oben genannte Schwelle begrenzt. Der Einlass 26 des Speichertopfes 22 und der tiefste Betriebsmittelpegel 42, ab dem die Funktionseinheit 24 das Betriebsmittel aus dem Speichertopf 22 mittels des Fördermittels 28 fördern kann, liegt im Sumpf 40.
Ein in den Figuren 5 und 6 dargestellter Betriebsmittelbehälter 10 unterscheidet sich dadurch von Betriebsmittelbehälter 10 aus Figur 1 , dass die erste Fördereinrichtung 54 eine saugende erste Saugstrahlpumpe 62 anstatt zwei treibenden ersten Saugstrahlpumpen und die zweite Fördereinrichtung 56 eine treibende zweite Saugstrahlpumpe 66 anstatt einer saugenden zweiten Saugstrahlpumpe 66 aufweist. Die erste und zweite Saugstrahlpumpe 62, 66 sind hier beispielhaft im Betriebsmittelreservoir 52 enthalten. Entsprechend enthält die erste Fördereinrichtung 54 anstatt der Summenleitung 62c eine Saugleitung 66b, über die die erste Saugstrahlpumpe 62 fluidleitend mit den Ansaugeinheiten 58, 60 verbunden ist.
Die Ansaugeinheiten 58, 60 sind bevorzugt auf einer dem Entnahmeabschnitt 20 entgegengesetzten Seite des Betriebsmittelreservoirs 52 angeordnet. Der Summenstrom dieser ersten Saugstrahlpumpe 62 gelangt aufgrund der Anordnung der ersten Saugstrahlpumpe 62 unmittelbar in das Betriebsmittelreservoir 52. Die zweite Fördereinrichtung 56 weist hingegen eine Summenleitung 66c anstatt der Saugleitung 66b auf, wobei die Summenleitung 66c das Betriebsmittelreservoir 52 fluidleitend mit dem Speichertopf 22 verbindet. Im Übrigen weist der Betriebsmittelbehälter 10 gemäß den Figuren 5 und 6 sämtliche Merkmale des Betriebsmittelbehälters 10 gemäß Figur 1 auf.
Das in Figur 7 gezeigte Fahrzeug 100 enthält einen Betriebsmittelbehälter 10 gemäß Figur 1 , obgleich stattdessen der Betriebsmittelbehälter 10 gemäß Figur 5 enthalten sein kann. Das Fahrzeug 100 befindet sich in seiner waagerechten Position und der Betriebsmittelbehälter 10 ist in seiner Einbaulage am Fahrzeug 100 montiert. Dabei ragt der Zuführabschnitt 30 in Fahrtrichtung R des Fahrzeuges vom Entnahmeabschnitt 20 weg. Mit anderen Worten, der Zuführabschnitt 30 ist relativ zur Fahrzeuglängsachse vorne und der Entnahmeabschnitt 20 ist relativ zur Fahrzeuglängsachse hinten angeordnet. In seiner Einbaulage befindet sich der Betriebsmittelbehälter 10 abschnittsweise oder vollständig im Unterflurraum und/oder zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeuges 100. In der Fahrzeuglängsrichtung beträgt die Länge Lz des Zuführabschnitts 30 mindestens 1/6, bevorzugt mindestens 1/5 der Gesamtlänge des Fahrzeuges 100 und hier weniger als 5/6 der Gesamtlänge des Fahrzeuges 100.
Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens eine“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Betriebsmittelbehälter, der/ein Speichertopf, etc.) so soll gleichzeitig auch seine Mehrzahl mit offenbart sein (d.h. , der mindestens eine Betriebsmittelbehälter, der mindestens eine Speichertopf, etc.). Insbesondere kann die Anzahl von Saugstrahlpumpen sowie zugehörigen Treib-, Saug- und/oder Summenleitungen pro Fördereinrichtung 54, 56 jeweils allen denkbaren Kombinationen eins, zwei, drei, vier, fünf, oder mehr betragen.
Der Begriff „im Wesentlichen“ umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft/des Wertes unerhebliche Abweichungen (z.B. aufgrund von Fertigungstoleranzen).
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims

Patentansprüche Betriebsmittelbehälter (10) für ein Fahrzeug, wobei der Betriebsmittelbehälter
(10) zum Speichern von flüssigem Betriebsmittel vorgesehen ist und Folgendes umfasst: einen Entnahmeabschnitt (20) mit einem darin angeordneten Speichertopf (22); einen fluidleitend mit dem Entnahmeabschnitt (20) verbundenen, an den Entnahmeabschnitt (20) angrenzenden Zuführabschnitt (30); und ein Betriebsmittelfördersystem mit einem im Zuführabschnitt (30) angeordneten Betriebsmittelreservoir (52) sowie einer ersten Fördereinrichtung (54) und einer zweiten Fördereinrichtung (56), wobei die erste und die zweite Fördereinrichtung (54, 56) jeweils fluidleitend mit dem Betriebsmittelreservoir (52) verbunden sind, und wobei die erste Fördereinrichtung (54) dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Zuführabschnitt (30) von außerhalb des Betriebsmittelreservoirs (52) in das Betriebsmittelreservoir (52) hinein zu fördern, und die zweite Fördereinrichtung (56) dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir (52) in den Speichertopf (22) zu fördern. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Fördereinrichtung (56) mit einer oder mehreren zweiten Saugstrahlpumpen (66) und, pro zweiter Saugstrahlpumpe (66), jeweils einer zweiten Treibleitung (66a) ausgestaltet ist, wobei sich die zweite/n Saugstrahlpumpe/n (66) im Zuführabschnitt (30) befindet/befinden. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Fördereinrichtung (54) mit einer oder mehreren ersten Saugstrahlpumpen (62, 64) und, pro erster Saugstrahlpumpe (62, 64), jeweils einer ersten Treibleitung (62a, 64a) ausgestaltet ist, wobei sich die erste/n Saugstrahlpumpe/n (62, 64) im Zuführabschnitt (30) befindet/befinden. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere der ersten beziehungsweise zweiten Saugstrahlpumpen (62, 64, 66) im Betriebsmittelreservoir (52) angeordnet sind. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Innenvolumen des Zuführabschnitts (30) mindestens doppelt so groß ist wie ein Innenvolumen des Entnahmeabschnitts (20), und/oder wobei der Zuführabschnitt (30) in der Einbaulage des Betriebsmittelbehälters (10) vertikal höchstens halb so hoch ist wie der Entnahmeabschnitt (20). Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zuführabschnitt (30) ein Verhältnis von Grundfläche in Quadratmeter zu Höhe in Meter zwischen 5:1 und 20:1 oder zwischen 7:1 und 15:1 aufweist. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Entnahmeabschnitt (20) eine Haupterstreckungsrichtung (m) aufweist, und wobei eine horizontale Länge (Lz) des Zuführabschnitts (30) senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (m) des Entnahmeabschnitts (20) in der Einbaulage des Betriebsmittelbehälters (10) mindestens 5-mal oder mindestens 8-mal so groß ist wie eine vertikale Höhe (Hz) des Zuführabschnitts (30). Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zuführabschnitt (30) einen Verbindungsabschnitt (35) aufweist, über den der Zuführabschnitt (30) mit dem Entnahmeabschnitt (20) fluidleitend verbunden ist, wobei ein Boden (12) des Betriebsmittelbehälters (10) im Verbindungsabschnitt (35) eine Schwelle (37) aufweist, und wobei die zweite Fördereinrichtung (56) dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelreservoir (52) über die Schwelle (37) hinweg zu fördern.
9. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Boden (12) des Betriebsmittelbehälters (10) an einem vom Entnahmeabschnitt (20) abgewandten ersten Ende (32) des Zuführabschnitts (30), an dem der Betriebsmittelbehälter (10) endet, in der Einbaulage des Betriebsmittelbehälters (10) vertikal auf einem niedrigeren Niveau angeordnet ist als an einem an den Entnahmeabschnitt (20) angrenzenden zweiten Ende (34).
10. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Boden (12) des Betriebsmittelbehälters (10) im Zuführabschnitt (30) mit einer oder mehreren Sicken (36) versehen ist, die in einen Innenbereich des Betriebsmittelbehälters (10) hineinragen.
11 . Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Speichertopf (22) Teil einer Funktionseinheit (24) zur Entnahme von Betriebsmittel aus dem Entnahmeabschnitt (20) ist, welche ferner ein Fördermittel (28) sowie eine Förderleitung (27) aufweist, und wobei die Funktionseinheit (24) dazu eingerichtet ist, Betriebsmittel aus dem Speichertopf (22) mittels des Fördermittels (28) durch die Förderleitung (27) aus der Funktionseinheit (24) heraus zu fördern.
12. Betriebsmittelbehälter (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Entnahmeabschnitt (20) mit einen Sumpf (40) für Betriebsmittel versehen ist, in dem der Speichertopf (22) zumindest abschnittsweise angeordnet ist, und wobei ein tiefster Betriebsmittelpegel (42), ab dem die Funktionseinheit (24) Betriebsmittel aus dem Speichertopf (22) mittels des Fördermittels (28) durch die Förderleitung (27) fördern kann, im Sumpf (40) angeordnet ist. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Fördereinrichtung (54, 56) fluidleitend mit der Förderleitung (27) verbunden sind/ist. Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Betriebsmittel ein Kraftstoff für ein Kraftfahrzeug ist, und/oder wobei der Betriebsmittelbehälter (10) ein Kraftstofftank oder ein Kraftstoff-Flachtank ist, und/oder wobei der Betriebsmittelbehälter (10) als Einkammertank ausgestaltet ist. Fahrzeug (100), umfassend einen Betriebsmittelbehälter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebsmittelbehälter (10) in seiner Einbaulage am Fahrzeug (100) montiert ist.
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