DE-102025102465-B3 - System zur Bereitstellung einer Betriebsflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug

Abstract

System (1) zur Bereitstellung einer Betriebsflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug (2) aufweisend einen Tank (3), in welchem die Betriebsflüssigkeit lagerbar ist, und eine Abgabestelle (4), an welcher die Betriebsflüssigkeit bereitstellbar ist, weiter aufweisend eine funktional betrachtet zwischen dem Tank (3) und der Abgabestelle (4) angeordnete und bidirektional betreibbare Förderpumpe (9) zum Fördern der Betriebsflüssigkeit, und weiter aufweisend eine Ansaugleitung (15) und eine Rücklaufleitung (16), welche funktional betrachtet parallel zueinander zwischen der Förderpumpe (9) und dem Tank (3) angeordnet sind, wobei die Betriebsflüssigkeit mittels der Rücklaufleitung (16) an der Ansaugleitung (15) vorbei zu dem Tank (3) rückförderbar ist, wobei in der Rücklaufleitung (16) ein Sperrventil (6) angeordnet ist, welches als Schnabelventil (27) ausgebildet ist und welches ein Ansaugen von Betriebsflüssigkeit über die Rücklaufleitung (16) aus dem Tank (3) verhindert.

Inventors

• Heiko Lantzsch
• Alexander Reinisch
• Karsten Pietschmann
• Andreas Schmidt

Assignees

• TESONA GMBH & CO. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250123

Claims (10)

1. System (1) zur Bereitstellung einer Betriebsflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug (2) aufweisend einen Tank (3), in welchem die Betriebsflüssigkeit lagerbar ist, und eine Abgabestelle (4), an welcher die Betriebsflüssigkeit bereitstellbar ist, weiter aufweisend eine funktional betrachtet zwischen dem Tank (3) und der Abgabestelle (4) angeordnete und bidirektional betreibbare Förderpumpe (9) zum Fördern der Betriebsflüssigkeit, und weiter aufweisend eine Ansaugleitung (15) und eine Rücklaufleitung (16), welche funktional betrachtet parallel zueinander zwischen der Förderpumpe (9) und dem Tank (3) angeordnet sind, wobei die Betriebsflüssigkeit mittels der Rücklaufleitung (16) an der Ansaugleitung (15) vorbei zu dem Tank (3) rückförderbar ist, wobei in der Rücklaufleitung (16) ein Sperrventil (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Sperrventil (6) als Schnabelventil (27) ausgebildet ist und ein Ansaugen von Betriebsflüssigkeit über die Rücklaufleitung (16) aus dem Tank (3) verhindert.
2. System (1) nach Anspruch 1 , wobei das Schnabelventil (27) derart ausgebildet ist, dass ein durch das Schnabelventil (27) erzeugter Druckverlust bei einem Rückförderbetrieb der Förderpumpe (9) kleiner ist als ein durch alle übrigen Komponenten in der Rücklaufleitung (16) erzeugter Druckverlust.
3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei in der Rücklaufleitung (16) in Rückförderrichtung vor oder hinter dem Schnabelventil (27) ein weiteres Sperrventil (6) angeordnet ist.
4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Ansaugleitung (15) ebenfalls ein Sperrventil (6) angeordnet ist, welches ein Rückfördern der Betriebsflüssigkeit über die Ansaugleitung (15) zu dem Tank (3) verhindert.
5. System (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 , wobei mehrere der Sperrventile (6) in einem integralen Bauteil (11) zusammengefasst sind.
6. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an oder in der Ansaugleitung (15) ein erstes Filtermodul (17) angeordnet ist.
7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an oder in der Abgabestelle (4) oder an oder in einer Leitung (8) zwischen der Förderpumpe (9) und der Abgabestelle (4) ein zweites Filtermodul (26) angeordnet ist.
8. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsflüssigkeit Wasser ist.
9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) ein Steuergerät (21) aufweist, mit welchem die Förderpumpe (9) ansteuerbar ist.
10. Kraftfahrzeug (2) mit einer Verbrennungskraftmaschine (28) und einem System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbrennungskraftmaschine (28) mindestens ein Saugrohr (29) zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine (28) mit Luft und mindestens einen Zylinder (30) für die Verbrennung aufweist, wobei die Abgabestelle (4) des Systems (1) an oder in dem Saugrohr (29) angeordnet und für eine Abgabe der Betriebsflüssigkeit in das Saugrohr (29) eingerichtet ist oder die Abgabestelle (4) an dem Zylinder (30) angeordnet und für eine Abgabe der Betriebsflüssigkeit in den Zylinder (30) eingerichtet ist.

Description

Eine Bereitstellung von Betriebsflüssigkeiten in einem Kraftfahrzeug ist für viele Funktionen des Kraftfahrzeugs erforderlich. Die wichtigste Betriebsflüssigkeit im Kraftfahrzeug ist heute meist der Kraftstoff für eine Verbrennungskraftmaschine. Weitere Betriebsflüssigkeiten werden beispielsweise für den Betrieb eines Abgassystems der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise Harnstoff-Wasser-Lösungen zur selektiven katalytischen Reduktion, oder für eine Optimierung des Energiewandlungsprozesses in der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch für eine Verbesserung der Leistung der Verbrennungskraftmaschine, der Abgasqualität und/oder des Kraftstoffverbrauchs, verwendet. Bei Verwendung von Wasser als Betriebsflüssigkeit, und je nach Mischungsverhältnis auch bei Verwendung von Wasser-Alkohol-Gemischen, kann es erforderlich sein, ein System zur Bereitstellung der Betriebsflüssigkeit bei abgestelltem Kraftfahrzeug gegen Einfrieren zu schützen, um Schäden an dem System zu vermeiden. Es ist beispielsweise bekannt, die Betriebsflüssigkeit aus dem System, insbesondere aus Leitungen des Systems, zu entfernen, indem die Betriebsflüssigkeit von einer Abgabestelle des Systems in einen Tank des Systems rückgefördert wird. Für ein solches Rückfördern, aber auch für ein Rückfördern von überschüssiger Betriebsflüssigkeit, kann eine Rücklaufleitung vorgesehen sein. In der Regel ist es wünschenswert, dass bei einem bestimmungsgemäßen Förderbetrieb der Förderpumpe zur Bereitstellung der Betriebsflüssigkeit an der Abgabestelle ein Ansaugen von Betriebsflüssigkeit über eine solche Rücklaufleitung verhindert wird. Aus der DE 10 2019 201 144 A1 sowie der DE 10 2015 208 509 A1 ist jeweils ein System bekannt, bei welchem für ein Verhindern des Ansaugens von Betriebsflüssigkeit über die Rücklaufleitung ein Kugelrückschlagventil verwendet wird. Nachteil eines solchen Kugelrückschlagventils ist es jedoch, dass eine gewisse Vorspannkraft einer Feder des Kugelrückschlagventils erforderlich ist, damit das Kugelrückschlagventil in einem geschlossenen Zustand gehalten werden kann. Die Vorspannkraft muss dann bei einem Rückförderbetrieb der Förderpumpe zunächst überwunden werden, damit Betriebsflüssigkeit überhaupt zu dem Tank rückförderbar ist. Ein solches anfängliches Überwinden der Vorspannkraft hat sich in der Praxis als problematisch herausgestellt. Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderte Problem wenigstens teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird gelöst mit dem System gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und insbesondere auch in der Figurenbeschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann die einzelnen Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und damit zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gelangt. Hier beschrieben werden soll ein System zur Bereitstellung einer Betriebsflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug aufweisend einen Tank, in welchem die Betriebsflüssigkeit lagerbar ist, und eine Abgabestelle, an welcher die Betriebsflüssigkeit bereitstellbar ist, weiter aufweisend eine funktional betrachtet zwischen dem Tank und der Abgabestelle angeordnete und bidirektional betreibbare Förderpumpe zum Fördern der Betriebsflüssigkeit, und weiter aufweisend eine Ansaugleitung und eine Rücklaufleitung, welche funktional betrachtet parallel zueinander zwischen der Förderpumpe und dem Tank angeordnet sind, wobei die Betriebsflüssigkeit mittels der Rücklaufleitung an der Ansaugleitung vorbei zu dem Tank rückförderbar ist, wobei in der Rücklaufleitung ein Sperrventil angeordnet ist, welches als Schnabelventil ausgebildet ist und welches ein Ansaugen von Betriebsflüssigkeit über die Rücklaufleitung aus dem Tank verhindert. Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Schnabelventil ist in einem Rückförderbetrieb der Förderpumpe eine anfängliche Überwindung einer Feder-Vorspannkraft überflüssig. Das Schnabelventil wird im Ansaugbetrieb im Wesentlichen kraftlos geschlossen und durch eine wirkende Druckdifferenz vor und hinter dem Schnabelventil immer fester geschlossen. Kehrt sich die Druckdifferenz beim Rückförderbetrieb um, öffnet das Schnabelventil ebenso im Wesentlichen kraftlos. Das Schnabelventil weist einen einem Entenschnabel nachempfundenen Abschnitt auf, in welchem sich eine Umwandung von einem Zulauf zu einem Ablauf hin verjüngt, wobei an dem Ablauf in einem geschlossenen Zustand des Schnabelventils abgeflachte Seitenwände aneinander anliegen. So ein Schnabelventil ist beispielsweise aus der DE 10 2008 006 686 A1 bekannt. Die abgeflachten Seitenwände können gegeneinander vorgespannt sein, wobei die Vorspannung insbesondere über das Material des Schnabelventils sowie die Geometrie des zuvor beschriebenen Abschnitts auslegbar ist. Bei der Auslegung des Schnabelventil