EP2235339A1

EP2235339A1 - Tankentnahmesystem

Info

Publication number: EP2235339A1
Application number: EP08862914A
Authority: EP
Inventors: Christian Wildegger
Original assignee: DBK David and Baader GmbH
Current assignee: DBK David and Baader GmbH
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-10-06
Also published as: DE102007061808A1; WO2009077067A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tankentnahmevorrichtung (1) mit einer Kaltstartheizung (6) für gefrorene Flüssigkeiten (11 ) aus einem Kraftfahrzeugtanksystem mit mindestens einem Haupttank (2), mit wenigstens einem Wärmeabgabeelement (13, 27, 33), das mit mindestens einem Heizelement (19) wärmeleitend verbunden ist und die im Heizelement (19) erzeugte Wärme in die gefrorene Flüssigkeit (11 ) leitet, wodurch ein Kaltstartvolumen (5) aufgeschmolzen wird, sowie ein Verfahren zur Entnahme einer gefrorenen Flüssigkeit (11 ) aus dem Kraftfahrzeugtanksystem. Um die Flüssigkeit (11) des Kaltstartvolumens (5) aus dem Kraftfahrzeugtanksystem entnehmen zu können, ohne dass eine zusätzliche Belüftungsvorrichtung (10) oder eine gesonderte Entnahmeleitung (20, 20') benötigt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich das Kaltstartvolumen (5) von einem Gasvolumen (12) oberhalb der gefrorenen Flüssigkeit (11 ) bis zur Entnahmeöffnung (4) erstreckt, sowie ein Verfahren, bei dem das Kaltstartvolumen (5) von einem an ein Gasvolumen (12) angrenzenden Flüssigkeitsspiegel (O) der gefrorenen Flüssigkeit (11 ) bis zu einer Entnahmeöffnung (4) des Tanksystems aufgeschmolzen wird.

Description

Tankentnahmesystem

Die Erfindung betrifft ein Tankentnahmesystem für ein Kraftfahrzeug mit einem mindestens eine Entnahmeöffnung aufweisenden Tanksystem, das wenigstens einen Haupttank aufweist, der mit einer gefrorenen Flüssigkeit gefüllt ist, wobei sich oberhalb der Flüssigkeit im Haupttank ein Gasvolumen befindet, einer im Haupttank angeordneten Kaltstartheizung, die mindestens ein Heizelement und wenigstens ein mit dem Heizelement wärmeleitend verbundenes Wärmeabgabeelement umfasst, durch das im Betrieb die gefrorene Flüssigkeit wenigstens abschnittsweise abschmelzbar ist, und mit einem von abgeschmolzener Flüssigkeit gebildeten, das Wärmeabgabeelement wenigstens teilweise umgebenden und von diesem abgeschmolzenen Kaltstartvolumen, dessen Rauminhalt einem innerhalb eines Kaltstartzeitraumes einem an die Entnahmeöffnung anschließbaren Flüssigkeitsverbraucher zur Verfügung zu stellenden Volumen aufgeschmolzener Flüssigkeit entspricht.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeit aus einem bis zu einem Flüssigkeitsspiegel mit gefrorener Flüssigkeit gefüllten Haupttank eines Tanksystems bei einem Fahrzeug-Kaltstart, bei dem innerhalb einer vorbestimmten Kaltstartzeit ein vorbestimmtes Kaltstartvolumen der Flüssigkeit im Tanksystem abgeschmolzen und an einer Entnahmeöffnung des Tanksystems zur Verfügung gestellt wird.

Bei Fluidsystemen, welche eine Flüssigkeit aus einem Reservoir durch Leitungen bis zu einem Flüssigkeitsverbraucher fördern, tritt das Problem auf, dass die Flüssigkeiten in den Tanks gefrieren, wenn die Umgebungstemperaturen unter den Gefrierpunkt der zu fördernden Flüssigkeiten sinken. So erstarrt insbesondere im Winter die Reinigungslösung der Scheibenwaschanlage im Vorratsbehälter, so dass die Heck- und Windschutzscheiben unmittelbar nach dem Kaltstart des Kraftfahrzeugs nicht gereinigt werden können.

Den Reinigungsflüssigkeiten von Scheiben- bzw. Scheinwerferwaschanlagen in Kraftfahr- zeugen wird aus diesem Grund ein Frostschutzmittel zugesetzt. Allerdings senkt das Frostschutzmittel den Gefrierpunkt des Scheibenwischwassers lediglich auf bis zu etwa -20⁰C, so dass die Flüssigkeit trotz Frostschutzmittel bei Temperaturen von unter -20⁰C im Tank und den Leitungen der Scheibenwaschanlage erstarrt.

Um die Stickoxyd-Emissionen in den Abgasen von Verbrennungsmotoren, beispielsweise Dieselmotoren, zu senken, kann eine Abgasreinigung nach dem sogenannten SCR- Verfahren (Selective Catalytic Reduction: Selektive katalytische Reduktion) durchgeführt werden. Bei dem SCR-Verfahren werden die Stickoxyde in einem Katalysator mit einem geeigneten Reduktionsmittel chemisch in die unbedenklichen Substanzen Stickstoff und Wasser umgesetzt. Als Reduktionsmittel wird dampf- beziehungsweise gasförmiges Ammo- niak verwendet, das aus einer wässrigen Harnstofflösung erzeugt und in den Abgasstrom eingebracht wird. Die wässrige Harnstofflösung mit beispielsweise einem Harnstoffgehalt von 32,5 Gew.-% gefriert bei einer Temperatur von unter -11 °C und kann so nicht mehr zum Katalysator befördert werden.

Daher werden die Vorratsbehälter von SCR-Anlagen oder Scheiben- bzw. Scheinwerfer- Waschanlagen mit Heizsystemen ausgestattet, welche die gefrorenen Flüssigkeiten im Vorratsbehälter abschmelzen.

Um die gefrorenen Flüssigkeiten mit einem hohen Wirkungsgrad abzuschmelzen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Heizsysteme mit deren Heiz- und/oder Wärmeabgabeelementen im Tank untergebracht sind. Da jedoch die zur Verfügung stehende Heiz- leistung sowie die Wärmeleitfähigkeit der Heizsysteme endlich sind, kann in einem begrenzten Zeitraum nur ein beschränktes Volumen aufgeschmolzen werden. Stünde eine unbegrenzte Heizleistung zur Verfügung und wäre die Wärmeleitung zwischen dem Heizsystem und der gefrorenen Flüssigkeit in idealer Weise unendlich groß, so bestünde das Problem, dass so nicht das gesamte Volumen des Tanks in einem bestimmten Zeitraum abgeschmol- zen würde, sondern dass in der Umgebung des Heizsystems befindliche Flüssigkeit erst aufschmelzen und anschließend verdampfen würde, wodurch Gasblasen entstehen, die die Wärmeleitung verringern.

Zusätzlich führen Temperaturen von über 60⁰C bei wässriger Harnstofflösung zu einer thermischen Zersetzung des Harnstoffes, so dass diese Höchsttemperatur an den Oberflächen der Wärmeabgabeelemente nicht überschritten werden darf.

Um zumindest ein in einer vorbestimmten Kaltstartzeit durch einen Flüssigkeitsverbraucher benötigtes Kaltstartvolumen abzuschmelzen, lehrt der Stand der Technik, dass nur ein entsprechendes Teilvolumen der im Vorratsbehälter vorhandenen und gefrorenen Flüssigkeit aufgetaut wird. Hierzu ist in der DE 10 2006 027 487 A1 beschrieben, dass ein Kraftfahr- zeugtank eine Funktionseinheit aufweist, die unter anderem aus einem Innenbehälter mit einer integrierten elektrischen Heizung besteht. Bei einem Kaltstart wird zuerst die im Innenbehälter vorhandene und gefrorene Flüssigkeit mit Hilfe der elektrischen Heizung aufge- taut. Die aufgetaute Flüssigkeit wird über eine Saugleitung aus dem Innenbehälter abgesaugt. Zusätzlich zu dieser Saugleitung gibt es eine weitere Saugleitung, welche die Flüssigkeit aus dem restlichen Fahrzeugtank absaugt, sobald diese aufgetaut ist.

Eine solche Vorrichtung nennt man auch „Tank in Tank"-System. Wie bereits aus der DE 10 2006 027 487 A1 bekannt, wird in solchen Systemen die Flüssigkeit aus dem Tank und aus dem Innenbehälter über mindestens zwei Entnahmestellen entleert. Die erste Entnahmestelle, aus der die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter selbst entnommen wird, liegt in der Regel an einer seiner tiefsten Stellen. Würde man die elektrische Heizung hier unterbringen und entstünde so ein abgeschlossenes Volumen geschmolzener Flüssigkeit, welches keine Verbindung zum Flüssigkeitsspiegel der gefrorenen Flüssigkeit hat, würde die aufgetaute Flüssigkeit gegen einen steigenden Unterdruck abgesaugt werden. Dieser muss über ein gesondertes Belüftungsventil ausgeglichen werden, um die aufgetaute Flüssigkeit aus der sie umschließenden gefrorenen Flüssigkeit absaugen zu können.

Alternativ kann man die elektrische Heizung auch im oberen Bereich des Vorratsbehälters so vorsehen, dass das abgeschmolzene Volumen in direktem Kontakt zum Gasvolumen oberhalb der gefrorenen Flüssigkeit beziehungsweise der Belüftungseinrichtung steht, durch die der bei einem Absaugen der Flüssigkeit entstehende Unterdruck ausgeglichen werden kann. Hier ist jedoch eine zweite Entnahmestelle vorzusehen, da ein so abgeschmolzenes Volumen durch die restliche noch gefrorene Flüssigkeit im Tank von einer im unteren Be- reich des Tanks vorgesehenen Entnahmeöffnung abgeschnitten ist. Eine derartige Vorrichtung ist in der DE 20 2006 010 615 UI beschrieben.

Das Kaltstartvolumen kann auch, wie in der DE 10 2005 046 029 A1 beschrieben, in einem zweiten und gegebenenfalls kleineren Zusatztank vorhanden sein, der mit dem ersten Tank oder auch Haupttank über eine womöglich beheizbare Fluidleitung verbunden ist. Eine sol- che Anordnung weist die gleichen Nachteile wie das oben beschriebene „Tank in Tank"- System auf, da der Zusatztank belüftbar sein muss.

Eine außerhalb des Tanks angeordnete Kaltstartheizung, die neben einem externen, in einem Rohr befindlichen, Kaltstartvolumen an gefrorener Flüssigkeit ebenfalls einen Teil einer Außenwandung des Tanks beheizt, ist in der DE 102004 026 866 A1 gezeigt. In der DE 203 15 852 U1 ist ein beheizter Scheibenreinigungsmittelbehälter offenbart. Eine stabförmige Heizvorrichtung ist im Wesentlichen vertikal oder leicht geneigt im Behälter angeordnet und ragt bis in den Ansaugbereich einer Flüssigkeitspumpe. Zusätzliche Belüftungsventile und Entnahmeleitungen müssen beheizt werden. Die zusätzlichen Teile sowie der erhöhte Montageaufwand für unter anderem deren Verkabelung verteuern die Vorrichtung und erschweren ihren Einsatz.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entnahme von abgeschmolzener Flüssigkeiten aus einem Kaltstartvolumen in einem Kraftfahrzeugtanksystem zu schaffen, bei der für die Entnahme eine Entnahmeleitung ausreicht, die nicht über ein zusätzliches Belüftungsventil belüftet werden muss.

Die Aufgabe wird für die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich das Kaltstartvolumen durchgängig vom Gasvolumen bis zur Entnahmeöffnung erstreckt. Die Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren ertlndungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kaltstartvolumen durchgängig von der Entnahmeöffnung bis zum Flüssigkeitsspiegel abgeschmolzen wird.

Durch diese einfache Maßnahme ist es möglich, dass die aufgetaute Flüssigkeit des Kaltstartvolumens und auch die gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt aufgetaute Flüs- sigkeit des restlichen Volumens über eine gemeinsame Entnahmeöffnung entnommen werden können, ohne dass das Kaltstartvolumen oder die Entnahmeleitung über eine gesonderte Belüftungsvorrichtung belüftet werden müssen, da das abgeschmolzene Kaltstartvolumen einen Belüftungskanal durch die gefrorene Flüssigkeit umfasst und es einen zusammenhängenden Bereich abgeschmolzener Flüssigkeit bildet, der sich vom Gasvolumen bis zur Entnahmeöffnung erstreckt.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann sich das Kaltstartvolumen im Haupttank befinden. Dabei kann es beispielsweise im Wesentlichen im unteren Bereich des Haupttanks, in dem sich auch die Entnahmeöffnung befinden kann, als höhlenartige Ausbuchtung angeordnet sein und mit einem kanalförmig abgeschmolzenen Teil des Kaltstartvolumens mit einem Flüssigkeitsspiegel verbunden sein.

Reicht der Belüftungskanal von dem Flüssigkeitsspiegel durch das Kaltstartvolumen bis in den Bereich der Entnahmeöffnung und entsteht auch hier ein durchgehender aufgeschmol- zener Bereich, so kann das Zusatzvolumen auch oberhalb des unteren Bereichs des Vorratsbehälters angeordnet sein. Der zusammenhängende Bereich aufgeschmolzener Flüssigkeit kann sich dabei am Rand des Behälters oder in dessen Mitte oder in einem Bereich dazwischen befinden. Eine Saugpumpe kann direkt mit der Entnahmeöffnung oder im Ver- lauf einer mit der Öffnung verbundenen Entnahmeleitung verbunden sein.

Die Kaltstartheizung beziehungsweise ihre gegebenenfalls mehrere Wärmeabgabeelemente können auch die beheizte Entnahmeleitung umfassen, so dass hier der durchgehende Bereich geschmolzener Flüssigkeit entsteht und die Entnahmeöffnung des Tanksystems am Ende der Entnahmeleitung liegt. Dabei beeinflusst unter anderem die Form der Wärmeab- gabeelemente die resultierenden Formen des Kaltstartvolumens, also die Entstehung einer höhlenartigen Ausbuchtung, eines kanalförmigen Belüftungskanals oder eines anders ausgeformten Bereichs aufgetauter Flüssigkeit.

Sind die höhlenartige Ausbuchtung und der Belüftungskanal über zumindest zwei separat ausgeformte Wärmeabgabeelemente oder Heizelemente aufschmelzbar, ist deren kombi- nierte Wirkung als mehrteilig ausgeformte Kaltstartheizung für die Entstehung des zusammenhängenden Bereichs aus ausgeschmolzener Flüssigkeit entscheidend.

Das Kaltstartvolumen kann zumindest teilweise durch horizontale oder vertikale Trennwände, die mit einer Wandung des Haupttanks verbunden sind, vom restlichen Volumen des Tanks abgetrennt sein. Dabei kann zumindest die horizontale Trennwand mindestens eine Öffnung aufweisen, die ein Ablaufen der aufgetauten Flüssigkeit vorzugsweise auch dann erlaubt, wenn die Kaltstartheizung zumindest teilweise in die Öffnung hinein- oder durch sie hindurchragt. Die Trennwände können aus einem wärmeleitenden Material bestehen und wärmeleitend mit der Kaltstartheizung verbunden sein.

Die thermische Energie kann elektrisch im Heizelement erzeugt werden oder mittels Zufüh- rung von heißen Abgasen oder von aufgeheizten Kühlflüssigkeiten des Verbrennungsmotors eingebracht werden. Dabei können die wärmeerzeugenden Elemente beziehungsweise die das Abgas oder die Kühlflüssigkeit leitenden Elemente durch die gesamte Kaltstartheizung geführt sein oder nur in einem Teilbereich.

Die Verwendung von heißen Abgasen oder aufgeheizten Flüssigkeiten aus dem Verbren- nungsmotor des Kraftfahrzeuges vermeidet in vorteilhafter Weise einerseits eine weitere

Erhöhung des Verbrauchs elektrischer Energie sowie einen weiteren Verkabelungsaufwand und erhöht andererseits die Effektivität des Kraftfahrzeuges, da Abwärme, die ansonsten in die Umwelt abgegeben würde, sinnvoll im Kraftfahrzeug genutzt wird.

Jedoch stehen aufgeheizte Flüssigkeiten, wie etwa die Kühlflüssigkeit, erst nach einer gewissen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors mit einer zum Aufschmelzen notwendigen Temperatur zur Verfügung. Im Verbrennungsmotor entstehende Abgase haben sofort nach dessen Start eine hohe Temperatur. Die Temperatur der Medien kann jedoch so hoch sein, dass die aufgetaute Flüssigkeit verdampft oder sich thermisch zersetzt.

Daher kann bei Verwendung heißer Medien aus dem Verbrennungsmotor sowohl eine Temperaturmessung als auch -regelung notwendig sein. Die Messung kann über Tempera- tursensoren realisiert werden, die beispielsweise in vorteilhafter Weise in der Kaltstartheizung integriert sind oder in oder an den Zuführleitungen der heißen Medien beziehungsweise zumischbaren kalten Medien vorgesehen sein. Die Temperaturregelung gestaltet sich schwierig, da die Zufuhr der heißen Medien gegebenenfalls über Ventile gesteuert werden muss oder die Medien durch Mischung mit kühleren Medien oder anderweitige Abkühlung temperiert werden müssen. Zusätzlich ist die Zuleitung der Medien zur Kaltstartheizung aufwendig, da die Medien über Rohre oder Leitungen durch den Motorraum geführt werden müssen.

Um solch eine aufwendige Zuführung und Temperaturregelung zu vermeiden, kann es bei ausreichender elektrischer Energie vorteilhaft sein, die Wärme der Kaltstartheizung elekt- risch zu erzeugen. Auch hier kann die Temperatur der Kaltstartheizung über Temperatursensoren gemessen werden, deren Signal zur Steuerung der Kaltstartheizung verwendet werden kann.

Dabei kann die Verwendung eines elektrischen Kaltleiters zur Wärmeerzeugung vorteilhaft sein, da sich Kaltleiter nur bis zu einer vorgegebenen Grenztemperatur aufheizen, bei wel- eher sich ihr elektrischer Widerstand sprunghaft vergrößert, wodurch ein weiteres Aufheizen verhindert wird. Somit ist eine Messung der Temperatur der Kaltstartheizung zu deren Steuerung nicht unbedingt notwendig. Temperatursensoren können jedoch auch hier verwendet werden, um beispielsweise eine drohende Vereisung zu detektieren oder den Füllstand im Tanksystem zu bestimmen. Dazu können die Temperatursensoren auch in oder an der KaIt- Startheizung, an der Innenseite des Tanksystems oder auch in der Flüssigkeit vorgesehen sein. Als Temperatursensor kann ein Kalt- oder auch ein Heißleiter oder auch ein anderer Sensor verwendet werden. Zur Messung des Füllstands können auch Sensoren zur Druckmessung oder optische Sensoren verwendet werden.

Wärmeabgabeelemente leiten die Wärme vom Heizelement in die gefrorene Flüssigkeit. Diese Wärmeabgabeelemente können form-, kraft- oder stoffflüssig mit dem Heizelement verbunden sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Wärmeabgabeelemente eine, im Vergleich zu ihrem Volumen, große Oberfläche aufweisen.

Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Wärmeabgabeelemente tellerförmig ausgeformt sind. Dabei können die tellerförmigen Wärmeabgabeelemente rund sein oder eine mehreckige Grundform aufweisen. Auch können die Wärmeabgabeelemente stabförmig ausgestaltet sein und in einer Ebene senkrecht vom Heizelement wegzeigen oder sternförmig oder auch beliebig ausgerichtet sein. Diese stabförmigen Wärmeabgabeelemente können eine gerade Grundform aufweisen, sie können jedoch auch in ihrem Verlauf eine oder mehrere Richtungsänderungen aufweisen, gekrümmt oder gewendelt verlaufen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn möglichst viele stabförmige Wärmeabgabeelemente vorgesehen sind und sich diese bis an den Rand des Kaltstartvolumens erstrecken.

Die Wärmeabgabeelemente können in ihrem mittleren Bereich mit dem Heizelement verbunden sein oder auch außermittig. Zueinander können die Wärmeabgabeelemente parallel stehen oder auch beliebig ausgerichtet sein.

Das Wärmeabgabeelement der Kaltstartheizung und hier insbesondere des Teils, der den Belüftungskanal schmilzt, kann jedoch auch als ein im Wesentlichen zylinderförmiger Stab ausgebildet sein, was die Produktion und die Montage der Kanalheizung vereinfacht. Diese Kanalheizung kann, wie auch der Rest der Kaltstartheizung, in ihrem Inneren hohl und insbesondere rohrförmig ausgestaltet sein. Dies hat den Vorteil, dass die so ausgestaltete Kaltstartheizung die Funktion der Entnahmeleitung im Inneren des Haupttanks fortsetzt. Das rohrförmig Wärmeabgabeelement kann gerade, gekrümmt, gewendelt oder beliebig ausgeformt sein und in seinem Verlauf mindestens eine Richtungsänderung aufweisen.

Um eine gute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeabgabeelemente und des Heizelementes nicht nur durch deren Geometrie zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Elemente aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen. Hier kann ein Metall, beispielsweise Kupfer, eingesetzt werden. Falls die Flüssigkeit beispielsweise mit Kupfer reagiert, also kor- rosiv ist, können die Elemente auch aus einem anderen Metall, wie etwa Edelstahl, beispielsweise Cr-Ni-Stahl, bestehen.

Im Wesentlichen kann das Kaltstartvolumen zumindest teilweise auch in Form eines Zusatztanks außerhalb des Vorratsbehälters angeordnet sein. Dabei kann der Zusatztank direkt mit dem Haupttank an seiner Unterseite, an einem Seitenteil oder der Oberseite verbunden sein. Mindestens eine Entnahmeöffnung in der Wandung des Haupttanks und eine Einflussöffnung im Zusatztank ermöglichen bei einer entsprechenden Anordnung der beiden Tanks eine fluidleitende Verbindung zwischen den Tanks, in der sich die Öffnungen zumindest teilweise überlappen.

Ist der Zusatztank so angeordnet, dass die Entnahmeöffnung des Haupttanks nicht in seinem unteren Bereich vorgesehen ist, kann eine rohrförmig ausgeformte Leitung, deren oberes Ende mit der Ausflussöffnung verbunden ist, in den unteren Bereich des Haupttanks ragen. Mit der Leitung kann die aufgetaute Flüssigkeit auch abgesaugt werden, auch wenn der Tank nicht bis zu seinem Maximum befüllt ist.

Die rohrförmige Leitung kann auch als flexibler Saugschlauch oder als ein festes Rohr aus Metall oder Kunststoff ausgeformt sein. Die_. Leitung kann mit Heizelementen und/oder Wärmeabgabeflächen versehen sein oder selbst eine Wärmeabgabefläche der Kaltstartheizung sein.

Sollte eine solche Anordnung mit Zusatztank, beispielsweise aus Platzmangel im Bereich des Haupttanks, nicht möglich sein und trotzdem auf eine Ausgestaltungsform mit Zusatztank zurückgegriffen werden wollen, so kann der Zusatztank auch räumlich entfernt oder getrennt vom Haupttank angeordnet werden. In dieser Anordnung kann eine Fluidleitung, zum Beispiel ein Schlauch, die Entnahmeöffnung des Haupttanks mit der Einflussöffnung des Zusatztanks flüssigkeitsleitend verbinden. Die Leitung kann beheizbar sein und über ein separates Heizelement verfügen oder durch die Heizung des Zusatztanks oder die Kaltstartheizung beheizbar sein. Insbesondere kann die Kaltstartheizung auch den Zusatztank und die Fluidleitung beheizen.

Der Zusatztank weist wenigstens eine Einfluss- und eine Entnahmeöffnung auf und bildet mit dem Haupttank und mit einer die Tanks gegebenenfalls verbindenden Fluidleitung das Tanksystem. In allen genannten Ausführungsformen mit Zusatztank wird ein zusammenhängender Bereich zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Haupttank und zumindest der Entnahmeöffnung des Tanksystems im Zusatztank aufgeschmolzen.

Die Saugpumpe kann hier im Verlauf der Fluidleitung oder hinter der Entnahmeöffnung ent- weder direkt oder im Verlauf der Entnahmeleitung angeordnet sein.

Die Entnahmeöffnung des Zusatztanks kann, wie auch die Entnahmeöffnung des Haupttanks, in verschiedenen Bereichen des Zusatztanks vorgesehen sein. Befindet sich die Entnahmeöffnung nicht im unteren Bereich des Zusatztanks, so kann auch hier die oben beschriebene rohrförmig ausgeformte Leitung zur Entnahme der aufgeschmolzenen Flüssig- keit verwendet werden.

Wenn der Zusatztank keine Entnahmeöffnung aufweisen soll, kann die Fluidleitung zwischen den beiden Tanks in ihrem Verlauf eine Abzweigung aufweisen, von der eine Abzweigungsleitung abgeht. Dabei bildet ein Teil der Abzweigung beziehungsweise der Abzweigungsleitung die verbraucherseitige Entnahmeöffnung. Hier kann an oder vor der Ent- nahmeöffnung die Saugpumpe vorgesehen sein. Der Zusatztank ist hier jedoch gegebenenfalls mit einer Belüftungsvorrichtung zu versehen.

Das Kaltstartvolumen kann zumindest teilweise aus dem Inhalt der beheizbaren Entnahmeleitung bestehen, die sich von der Entnahmeöffnung bis zur gegebenenfalls beheizbaren Saugpumpe oder bis zum Flüssigkeitsverbraucher erstrecken kann und dabei gegebenen- falls die Saugpumpe mit umfassen kann. Sollte das Kaltstartvolumen bis zum Flüssigkeitsverbraucher reichen, so kann dieser, falls nötig, auch über die Kaltstartheizung beheizbar sein.

Die verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in unterschiedlichen vorteilhaften Reihenfolgen miteinander kombiniert werden. Die Reihenfolge der ein- zelnen Elemente ist hier beispielhaft in Flussrichtung der Flüssigkeit beschrieben.

So kann es vorteilhaft sein, wenn die Kaltstartheizung einen Entlüftungskanal im Bereich zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der höhlenförrnig aufgeschmolzenen Ausbuchtung des Kaltstartvolumens aufschmilzt. Die Ausbuchtung befindet sich im unteren Bereich des Haupttanks. Im unteren Bereich des Kaltstartvolumens mündet an der Entnahmeöffnung die Entnahmeleitung. Ihr folgt gegebenenfalls die Säugpumpe, die die aufgetaute Flüssigkeit zu einem Verbraucher befördert.

Die höhlenförmige Ausbuchtung kann auch an den Flüssigkeitsspiegel angrenzen. Die Kaltstartheizung kann dann zumindest das untere Ende dieses Volumens mit dem ebenfalls aufgeschmolzenen Bereich an der Mündung der Entnahmeleitung kanalförmig verbinden und auch hier einen durchgängig aufgeschmolzenen Bereich zwischen Flüssigkeitsspiegel und Entnahmeöffnung erzeugen.

Liegt das Kaltstartvolumen im Wesentlichen im Zusatztank außerhalb des Haupttanks und sind die Tanks über die beheizbare Fluidleitung miteinander verbunden, so kann die KaIt- Startheizung so im Haupttank angeordnet sein, dass sie die gefrorene Flüssigkeit zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der Mündung der Entnahmeleitung auftaut, die beheizbare Fluidleitung die gefrorene Flüssigkeit zwischen dem aufgeschmolzenen Bereich im Haupttank und dem im Zusatztank und die Heizung im Zusatztank die dort befindliche Flüssigkeit auftaut. An der Entnahmeöffnung des Zusatztanks kann gegebenenfalls direkt oder über eine sich anschließende Entnahmeleitung eine Pumpe angeschlossen sein, die die aufgetaute Flüssigkeit zum Verbraucher pumpen kann.

Tritt die Entnahmeleitung im oberen Bereich eines der Tanks in diesen ein und endet in seinem unteren Bereich, so kann ihr Mantel einen Teil der Kaltstartheizung beinhalten und die Entnahmeleitung kann sowohl in ihrem Inneren als auch außen an ihrem Mantel angren- zende Flüssigkeit auftauen.

Sowohl der Haupttank als auch der Zusatztank können aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Sie können aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein, die miteinander verschweißt, vernietet, verklebt oder auf eine andere Weise flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind. Die Tanks können auch einstückig ausgeformt und ihre Entnahmeöffnung kann gegebenenfalls mit einem wiederverschließbaren Deckel versehen sein, der ein- oder aufschraubbar sein kann oder auch mit Hilfe einer Spange oder eines anderen Klemmelementes verklemmbar sein kann. Die Tanks können einen rechteckigen, runden, ellipsoiden oder auch einen anderen Querschnitt aufweisen und als Rotationskörper ausgeformt sein beziehungsweise eine zylindrische Grundform aufweisen.

Ist die Kaltstartheizung an ihrem oberen Ende mit einem Verschlusselement, beispielsweise einem Deckel mit Innen- oder Außengewinde, verbunden, kann sie mit entsprechend am Tank vorzusehenden Gegenverschlusselementen verschraubt und so am Tank befestigt werden. Insbesondere kann das Gegenverschlusselement Teil der Einfüllöffnung sein. Die Kaltstartheizung kann auch anders, beispielsweise mit einem Klemmelement, am Tank befestigt oder in eine Öffnung der Wandung des Tanks eingepresst sein.

Beide Tanks können womöglich mehrere Druckausgleichsvorrichtungen aufweisen. So kann beispielsweise ein Unterdruckventil ein Gas, beispielsweise Luft, in einen der Tanks einlassen, wenn der Tank zu einem gewissen Grad geleert wurde und im Gasvolumen ein vorbestimmter Unterdruck entstanden ist. Die Druckausgleichsvorrichtung kann auch ein schaltbares Ventil sein, das mit Hilfe eines Signals eines in einem Tank vorgesehenen Drucksen- sors gesteuert wird. Auch eine Entlüftung des Tanksystems kann so realisiert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, das sich von dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die andere Anordnung des Kaltstartvolumens unterscheidet;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das sich von den bisherigen Ausführungsbeispielen durch einen Zusatztank unterscheidet;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung, in dem der Zusatztank anders angeordnet ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer in den Tank ragenden Entnahmeleitung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 8 eine schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Zusatztank;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das im Wesentlichen eine mögliche Ausführungsform der Wärmeabgabe- elemente zeigt;

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Wärmeabgabeelemente;

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines elften Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Zunächst wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen Tankentnahmesystems mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der Figur 1 beschrieben. Hier wird schematisch das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit dem Haupttank 2 gezeigt. Der Haupttank 2 weist in seinem oberen Bereich eine Einfüllöffnung 3 auf. In seinem unteren Bereich befindet sich eine Entnahmeöffnung 4. Im Bereich der Entnahmeöffnung 4 befindet sich das als im Wesentlichen höhlenförmige Ausbuchtung ausgeformte Kaltstartvolumen 5. Ein Teil der Kaltstarthei- zung 6 ist in der oberen Wandung 7 des Haupttanks 2 montiert und reicht bis in das Kaltstartvolumen 5.

Der Haupttank 2 kann aus einem Kunststoff oder einem Metall bestehen und, wie hier gezeigt, aus einem Stück oder auch aus mehreren Elementen gefertigt sein. Ist er aus mehreren Elementen gefertigt, so können diese miteinander verschweißt, vernietet, verschraubt, verklebt oder auf eine andere Weise miteinander verbunden sein, so dass ein flüssigkeitsdichter Tank entsteht. Der hier gezeigte Haupttank 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Jedoch kann der Haupttank 2 auch einen runden, ellipsoiden oder einen anderen Querschnitt aufweisen und als Rotationskörper ausgeformt sein oder eine zylindrische Grundform aufweisen.

Die Einfüllöffnung 3 weist hier eine aufschraubbare Verschlusskappe 8 auf, mit der die Einfüllöffnung 3 wiederholt offen- und schließbar ist. Alternativ kann anstelle der gezeigten Ver- τι ιr Δ nKinrli inn \/r\n Cinfi ϊlllαiti innαn wnrπαcohon sein, die auch mit den dafür vorgesehenen Elementen der Einfüllöffnung 3 verschraubbar sein können. Die Kaltstartheizung 6 ist hier durch die obere Wandung 7 in den Haupttank 2 eingesteckt. Dabei kann sie durch in der Wandung 7 und/oder an der Kaltstartheizung 6 gegebenenfalls vorgesehene Dichtmittel, wie etwa O-Ringe, abgedichtet werden. Es ist jedoch auch möglich, wenn auch hier nicht gezeigt, dass das obere Ende 9 der Kaltstartheizung 6 als auf- schraubbares beziehungsweise einschraubbares Element ausgeformt ist, so dass die Kaltstartheizung 6 beziehungsweise ihr oberes Ende 9 in die Wandung 7 eingeschraubt werden kann, wenn in ihr ein passendes Gegengewinde vorgesehen ist. Ist das obere Ende 9 als aufschraubbare Kappe ausgeformt, so kann das obere Ende 9 der Kanalheizung 6 als Verschlusskappe 8 dienen. Hierzu ist die Einfüllöffnung 3 entsprechend auszurichten. Neben dem oberen Ende 9 der Kanalheizung 6 ist die Belüftungsvorrichtung 10 gezeigt. Sie kann auch als Teil der Verschlusskappe 8 beziehungsweise des oberen Endes 9 der Kanalheizung 6 ausgeformt sein.

Die Belüftungsvorrichtung 10 kann ein Unterdruckventil sein, das ein Gas, beispielsweise die umgebende Luft, in den Vorratsbehälter 2 einlässt, sobald die Flüssigkeit 11 zu einem gewissen Grad aus dem Vorratsbehälter 2 entnommen ist, wodurch im Gasvolumen 12 oberhalb der Flüssigkeit 11 ein Unterdruck entsteht. Hier nicht gezeigt, aber dennoch auch möglich, können Füllstands- oder Drucksensoren im oder am Vorratsbehälter vorgesehen sein, über deren Signale auch die Belüftungsvorrichtung 10 steuerbar sein kann. Ein Wärmeabgabeelement 13 der Kaltstartheizung 6 ist hier stabförmig ausgeformt gezeigt und ragt durch einen an das Gasvolumen 12 angrenzenden Flüssigkeitsspiegel O bis in den unteren Bereich des Haupttanks 2.

Die Haupttankheizvorrichtung 14 ist hier im linken Bereich der Flüssigkeit 11 gezeigt. Die Haupttankheizvorrichtung 14 kann Wärme mittels elektrischer Energie erzeugen oder über heiße Abgase beziehungsweise Kühlflüssigkeiten aus dem Verbrennungsmotor geheizt werden. Zuführ- bzw. Abführleitungen 15 für die elektrische Energie beziehungsweise die heißen Medien sind hier durch eine seitliche Wandung 16 des Haupttanks 2 geführt gezeigt. Deren Anordnung kann beliebig variiert werden.

Die hier gezeigte gewendelt ausgeformte Haupttankheizvorrichtung 14 kann auch gerade oder bogenförmig ausgeformt sein und_, auch weitere Wärrneabgabeflächen 13 aufweisen, die beispielsweise teller- oder stabförmig ausgeformt sein können.

Der höhlenförmige Teil des Kaltstartvolumens 5 ist mit einer vertikalen Trennwand 17, die auf der unteren Wandung 18 des Haupttanks 2 fußt, zumindest teilweise vom restlichen Vo- lumen des Haupttanks 2 getrennt. Im höhlenförmigen Teil des Kaltstartvolumens 5 ist ein zusätzlicher Teil der Kaltstartheizung 6 angedeutet, die hier mit beispielsweise einem Kaltleiter die elektrische in thermische Energie umwandelt. Auch dieser Teil der Kaltstartheizung 6 kann über heiße gasförmige oder flüssige Medien aus dem Verbrennungsmotor beheizt werden, was hier jedoch nicht gezeigt ist. Die Heizelemente 19 der Kaltstartheizung 6 können in einem begrenzten Bereich der Kaltstartheizung 6 angeordnet sein oder beliebig und insbesondere in deren Verlauf verteilt sein.

Im unteren Bereich des Kaltstartvolumens 5 mündet die Entnahmeöffnung 4, die mit einer beheizbaren Entnahmeleitung 20 verbunden ist. Die Entnahmeleitung 20 kann, wie hier ge- zeigt, eine elektrische Heizung aufweisen oder auch über heiße gasförmige oder flüssige Medien beheizbar sein. Im weiteren Verlauf der Entnahmeleitung 20 ist eine Pumpe 21 gezeigt, die ebenfalls beheizbar sein kann.

Alle hier erwähnten und gezeigten Heizvorrichtungen 6 und 14 können über hier nicht erkennbare Temperatursensoren verfügen, die eine Erwärmung auf Temperaturen im Bereich der Siedepunkte der Flüssigkeiten oder deren Komponenten erkennen, und über eine hier nicht gezeigte Steuerungselektronik kann die Heizleistung reduziert werden. Insbesondere kann mit einem solchen Aufbau auch ein Aufheizen der Harnstofflösung auf Temperaturen im Bereich von 60⁰C oder höher verhindert werden, wodurch ein thermisches Zersetzen des Harnstoffs verhindert wird.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der Figur 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zum Ausführungs- beispiel der Figur 1 eingegangen.

Der höhlenförmige Teil des Kaltstartvolumens 5 in der Figur 2 ist mit der zusätzlichen KaIt- Startheizung 6 nicht im unteren Bereich des Haupttanks 2 gezeigt, sondern direkt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels O. Die vertikale Trennwand 17 fußt hier auf einer horizontalen Trennwand 22, die wiederum mit der seitlichen Wandung 16 des Vorratsbehälters 2 verbunden ist. Die horizontale Trennwand 22 kann auch mit einer anderen Seitenwand verbunden sein. Im mittleren Bereich der Trennwand 22 ist eine Durchflussöffnung 23 vorgesehen, durch die die stabförmige Kaltstartheizung 6 durchgeführt werden kann und die vorzugsweise zusätzlich noch Raum lässt, so dass aufgeschmolzene Flüssigkeit 11 aus dem oberen Bereich des Kaltstartvolumens 5 entlang der Kaltstartheizung 6 in Richtung der Entnahme- Öffnung 4 fließen kann. Die Trennwände 17 und 22 können aus einem wärmeleitenden Material bestehen und mit der Kaltstartheizung 6 wärmeleitend verbunden und somit Teil der Kaltstartheizung 6 sein.

Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Auf- bau den Elementen der Ausführungsbeispiele der Figuren 1 oder 2 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 eingegangen.

In Figur 3 reicht das Kaltstartvolumen 5 vom unteren Bereich des Haupttanks 2 bis zum Flüssigkeitsspiegel O der Flüssigkeit 11. Die vertikale Trennwand 17 trennt das Kaltstartvo- lumen 5 im Wesentlichen auf der gesamten Höhe des Haupttanks 2 von seinem restlichen Hauptvolumen H ab. Nur im unteren Bereich der Trennwand 17 ist eine Durchflussöffnung 23 gezeigt, durch die nicht gefrorene Flüssigkeit 11 fließen kann. Die Entnahmeleitung 20 ist hier durch die obere Wandung 7 des Haupttanks 2 geführt und mündet im unteren Bereich des Kaltstartvolumens 5. Neben ihrer Transportfunktion fungiert die Entnahmeleitung 20 hier auch als Kaltstartheizung 6. Der Außerhalb des Haupttanks 2 gelegene Bereich der Entnahmeleitung 20 ist hier mit einer separaten Heizvorrichtung beheizt gezeigt. Jedoch kann auch die Kaltstartheizung 6 den außerhalb des Haupttanks 6 gelegenen Bereich heizen, wodurch ein zusätzliches Heizelement für die Entnahmeleitung 20 entfallen kann. Im weiteren Verlauf der Entnahmeleitung 20 ist wieder eine Pumpe 21 gezeigt. Die Entnahmeöff- nung 4 wird hier durch das untere Ende der in den Haupttank 2 ragenden Entnahmeleitung 20 gebildet.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.

Die Figur 4 zeigt das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 , wobei das Kaltstartvolumen 5 sich hier im Wesentlichen in einem Zusatztank 24 außerhalb des Haupttanks 2 befindet. Der externe Zusatztank 24 ist über die Fluid- oder Entnahmeleitung 20 mit dem Haupttank 2 verbunden. Die Entnahmeleitung 20 ist auch hier durch die obere Wandung 7 in den Haupttank 2 geführt und mündet in dessen unteren Bereich, wobei sie durch gegebenenfalls fest mit der Wandung des Haupttanks 2 verbundenen Sicherungselementen 18', die als zwei Ausbuchtungen der unteren Wandung 18 dargestellt sind, gegen eine beispielsweise durch Eisbildung hervorgerufene Verschiebung und womöglich daraus resultierende Beschädigung geschützt sein kann. Die Sicherungselemente 18' können die Entnahmeleitung 20 in allen in der Einbausituation des Haupttanks 2 horizontal und/oder vertikal verlaufenden Richtungen vor der Verschiebung schützen, sind dabei jedoch so ausgeformt oder angeord- net, dass sie ein Abfließen beziehungsweise Abpumpen von nicht gefrorener Flüssigkeit höchstens unwesentlich beeinflussen.

Auch hier erfüllt die Entnahmeleitung 20 wieder die Funktion der Kaltstartheizung 6. Der Zusatztank ist mit seiner Zusatztankheizung 25 dargestellt, die ein Bestandteil der Kaltstartheizung ist. An der Entnahmeöffnung 4 des Tanksystems ist eine Pumpe 21 angeschlossen.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel zeigt die Figur 5, wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.

In der Figur 5 ist das Kaltstartvolumen 5 wieder im Wesentlichen im externen Zusatztank 24 außerhalb des Haupttanks 2 angeordnet gezeigt. Die Entnahmeleitung 20 führt vom Zusatztank 24 zum Haupttank 2 und mündet in dessen unterer Wandung 18. Im Bereich der Mündung der Entnahmeleitung 20 liegt das untere Ende der Kaltstartheizung 6. Sowohl die Kaltstartheizung 6 als auch die Entnahmeleitung 20 und die Zusatzheizung 25 können, wie hier gezeigt, getrennt voneinander oder auch gemeinsam über eine einzelne Kaltstartheizung elektrisch beheizbar sein oder auch über gasförmige oder flüssige Medien aus dem Verbrennungsmotor beheizt werden. In Flussrichtung F hinter dem Zusatztank 24 ist die Pumpe 21 an der Entnahmeöffnung 4 angeschlossen gezeigt.

Die Figur 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren ent- sprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.

In Figur 6 ist das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit dem Haupttank 2 und der Entnahmeöffnung 4 in seiner unteren Wandung 18 gezeigt. Das Kaltstartvolumen 5 wird durch die rohrförmig ausgestaltete Kaltstartheizung 6 aufgeschmolzen, die von unten durch die Entnahmeöffnung 4 in den Haupttank 2 ragt. Außen an der Entnahmeöffnung 4 ist die Entnahmeleitung 20 gezeigt, die mit der Kaltstartheizung 6 fest verbunden ist. Entnahmelei- tung 20 und Entnahmeöffnung 4 können auch miteinander verspannt sein, über eine Schnellkupplung oder auf eine andere Weise miteinander verbunden sein. Die Kaltstartheizung 6 ist hier elektrisch beheizbar und schmilzt die gefrorene Flüssigkeit in dem von ihr umschlossenen Raum und außen an ihrem Mantel von der Entnahmeöffnung 4 bis hin zum Flüssigkeitsspiegel O der gefrorenen Flüssigkeit 11 auf. Im unteren Bereich der Kaltstartheizung 6 weist sie eine Durchflussöffnung 23 auf, durch die aufgetaute Flüssigkeit 11 außerhalb des Kaltstartvolumens 5 in Richtung der Entnahmeöffnung 4 fließen kann.

Im siebten Ausführungsbeispiel, das die Figur 7 zeigt, sind für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, ebenfalls dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.

In Figur 7 ist eine ähnliche Ausführungsform gezeigt wie in der Figur 6. Jedoch weist die rohrförmige Kaltstartheizung 6 hier nicht eine Durchflussöffnung 23 in ihrem unteren Bereich auf, sondern mehrere Durchflussöffnungen 23, die sich auf die gesamte Länge der KaIt- Startheizung 6 verteilen.

Ein achtes Ausführungsbeispiel zeigt die Figur 8, wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.

In der Figur 8 ist das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit einem Haupttank 2 und einem über eine Entnahme- oder auch Fluidleitung 20 mit dem Haupttank 2 verbundenen Zusatztank 24 gezeigt. Die Entnahmeöffnung 4 befindet sich hier in der Fluidleitung 20. Von der Öffnung geht eine Entnahmeleitung 20' ab, an der in ihrem Verlauf eine Saugpumpe 21 angeschlossen gezeigt ist. Das Kaltstartvolumen 5 wird durch drei hier separat beheizte Bereiche gebildet: durch das Volumen im Zusatztank 24, durch das Volumen in der Fluid- beziehungsweise Entnahmeleitung 20 und durch das kanalförmig abgeschmolzene Volumen im Haupttank 2. Diese drei separat aufschmelzbaren Bereiche sind hier also als eine dreiteilige Kaltstartheizung dargestellt, wobei die Kaltstartheizung je nach Ausführungsform auch mehr oder weniger Kaltstartheizungsteile umfassen kann.

Die weiteren Ausführungsbeispiele zeigen die Figuren 9, 10 und 11 und beschränken sich auf die im Wesentlichen stabförmige Kanalheizung 6 und deren mögliche beispielhafte Aus- gestaltungsformen, wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Die anderen Bestandteile der Kaltstartheizungen können auch in den hier beschriebenen Varianten und insbesondere mit den unterschiedlichen Wärmeab- gabeflächen ausgestaltet sein.

In der Figur 9 ist die Kaltstartheizung 6 mit einem deckeiförmigen oberen Ende 26 und mit drei zusätzlichen tellerförmigen Wärmeabgabeelementen 27 gezeigt. Die Wärmeabgabeelemente 27 weisen im Wesentlichen senkrecht vom hier gerade ausgeformten stabförmi- gen Grundkörper 28 der Kaltstartheizung 6 weg. Die Wärmeabgabeelemente 27 können einstückig mit dem Grundkörper 28 ausgeformt sein oder auch auf diesen aufgesteckt, ein- oder aufgeschraubt oder anderweitig mit diesem verbunden sein. Tellerförmige Wärmeabgabeelemente 27 können, wie hier gezeigt, in ihrem mittleren Bereich mit dem Grundkörper 28 verbunden sein oder auch außermittig. Hier sind drei Wärmeabgabeelemente 27 gezeigt, es können jedoch auch mehr oder weniger Wärmeabgabeflächen 27 vorhanden sein. Am vom deckeiförmigen Ende 26 weg weisenden Ende 29 ragt ein Teil des Grundkörpers 28 aus der untersten tellerförmigen Wärmeabgabefläche 27 heraus.

Das deckeiförmige Ende 26 ist hier als im Wesentlichen rotationssymmetrischer Körper gezeigt, dessen scheibenförmige Basis 30 im Wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Grundkörpers 28 ausgerichtet gezeigt ist. Am äußeren Rand der Basis 30 des de- ckelförmigen Endes 26 ist ein Kragen 31 gezeigt, der im Wesentlichen senkrecht auf der Basis 30 steht und in die Ausbreitungsrichtung des Grundkörpers 28 der Kanalheizung 6 weist. Am inneren Rand 32 des Kragens 31 ist ein Gewinde angedeutet, mit dem die Kanalheizung 6 auf eine außen am Haupttank 2 vorgesehene Aufnahme aufgeschraubt werden kann. Falls eine weitere Abdichtung nötig sein sollte, so können im Bereich der Basis 30 oder auch in der am Haupttank 2 vorzusehenden Aufnahme weitere Dichtmittel, wie etwa O-Ringe vorhanden sein, was hier jedoch nicht gezeigt ist.

Das deckeiförmige Ende 26 kann in seinem äußeren Bereich Flächen oder Schlitze aufweisen, die seine Verdrehung mit Hilfe eines Werkzeuges ermöglichen. Elektrische Anschlüsse oder Zuführieitungen für heiße Medien sind hier nicht gezeigt.

Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren, insbesondere der Figur 9 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 9 eingegangen.

In der Figur 10 ist die Kaltstartheizung 6 wieder mit dem deckeiförmigen oberen Ende 26 gezeigt. Am gerade ausgeformten Grundkörper 28 sind hier jedoch keine tellerförmigen Wärmeabgabeflächen 27, sondern stabförmige Wärmeabgabeelemente 33 gezeigt. Die stabförmigen Wärmeabgabeelemente 33 können einstückig mit dem Grundkörper 28 ausgeformt sein oder in diesen eingeschraubt oder auch anderweitig mit ihm verbunden sein. Hier weisen die Wärmeabgabeelemente 33 sternförmig vom Grundkörper 28 weg. Sie können jedoch auch beliebig, insbesondere senkrecht zum Grundkörper 28 oder anders ausgerich- tet sein und müssen auch nicht, wie hier gezeigt, in regelmäßigen Abständen vorhanden sein.

Die Wärmeabgabeelemente 33 der Figur 10 können wie auch die Wärmeabgabeelemente 27 der Figur 6 elektrische Heizelemente beinhalten oder von heißen Medien durchströmt werden.

Schließlich zeigt die Figur 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der bisherigen Figuren, insbesondere der Figuren 9 oder 10 entsprechen dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der bisherigen Figuren eingegangen.

Figur 11 zeigt eine Grundform der Kanalheizung 6. Der Grundkörper 28 ist hier als gerader, zylinderförmiger Stab ausgeformt gezeigt, der gleichzeitig als Wärmeabgabefläche 13 dient. Sein Durchmesser vergrößert sich im oberen Bereich 34. Im oberen Bereich 34 ist ein umlaufender Bereich 35 gezeigt, der eine Dichtung aufnehmen kann. Diese Dichtung kann mit der Innenwandung einer Öffnung im Haupttank 2 interagieren und so die Öffnung, durch die die Kaltstartheizung 6 in den Haupttank 2 eingesteckt werden kann, dicht verschließen. Dieses oder auch ein anderes Dichtungsmittel kann auch an anderen geeigneten Stellen vorhanden sein. Anstelle oder zusätzlich zum Dichtmittel kann hier auch ein Innengewinde zur Aufnahme durch ein in der Wandung 7, 16 und 18 der Tanks 2 und 24 vorgesehenes Gegengewinde vorgesehen sein. Hier ist das obere Ende der Kanalheizung 6 plattenförmig ausgeformt. Diese hier so genannte Abschlussplatte 36 kann auch hier nicht erkennbare Flächen oder Schlitze aufweisen, die eine Montage beziehungsweise Demontage der Ka- nalheizung 6 mit Hilfe eines Werkzeuges vereinfachen. Anstatt der Abschlussplatte 36 kann sich hier auch der Deckel 26 befinden.

Claims

Ansprüche

1. Tankentnahmesystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem mindestens eine Entnahmeöffnung (4) aufweisenden Tanksystem, das wenigstens einen Haupttank (2) aufweist, der wenigstens teilweise mit einer gefrorenen Flüssigkeit (11) gefüllt ist, wobei sich oberhalb der Flüssigkeit (11) im Haupttank (2) ein Gasvolumen (12) befindet, mindestens einer im Haupttank angeordneten Kaltstartheizung (6), die mindestens ein Heizelement (19) und wenigstens ein mit dem Heizelement (19) wärmeleitend verbundenes Wärmeabgabeelement (13, 27, 33) umfasst, durch das im Betrieb die gefrorene Flüssigkeit (11) wenigstens abschnittsweise abschmelzbar ist, und mit einem von abgeschmolzener Flüssigkeit (11) gebildeten, das Wärmeabgabeelement (13, 27, 33) wenigstens teilweise umgebenden und von diesem abgeschmolzenen Kaltstartvolumen (5), dessen Rauminhalt einem innerhalb eines Kaltstartzeitraumes einem an die Entnahmeöffnung (4) anschließbaren Flüssigkeitsverbraucher zur Verfügung zu stellenden Volumen aufgeschmolzener Flüssigkeit (11) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kaltstartvolumen (5) durchgängig vom Gasvolumen (12) bis zur Entnahmeöffnung (4) erstreckt.

2. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltstartvolumen (5) sich in einen mit dem Haupttank (2) verbundenen und die Entnahmeöffnung (4) aufweisenden Zusatztank (24) erstreckt.

3. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltstartheizung (6) das Kaltstartvolumen (5) im Wesentlichen in Form mindestens eines zylinderförmigen Kanals aufschmilzt und der Kanal gerade oder gekrümmt verläuft und/oder in seinem Verlauf Richtungsänderungen aufweist.

4. Tankentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltstartvolumen (5) im Haupttank (2) eine höhlenartige Ausbuchtung aus aufgetauter Flüssigkeit (11) bildet.

C Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Ausbuchtung kanalförmig abgeschmolzene Bereiche anschließen.

6. Tankentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltstartvolumen (5) vom restlichen Volumen des Haupttanks (2) durch wenigstens eine Trennwand (22, 17) abgetrennt ist und die Trennwand mindestens eine Durchflussöffnung (23) aufweist.

7. Tankentnahmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (22, 17) aus einem wärmeleitenden Material bestehen und wärmeleitend mit der Kaltstartheizung (6) verbunden sind.

8. Tankentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement (13, 27, 33) einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundkörper (28) aufweist.

9. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (28) im Wesentlichen rohrförmig mit wenigstens zwei offenen Enden ausgeformt ist, wobei zumindest ein Ende durch wenigstens eine im oberen Bereich des Tanks (2, 24) vorgesehene Öffnung nach außen ragt, wo es mit mindestens einer Entnahmeleitung (20) verbunden ist.

10. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein anderes Ende des Grundkörpers (28) bis in den unteren Bereich des Tanks (2, 24) ragt.

11. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (28) im Wesentlichen rohrförmig mit wenigstens zwei offenen Enden ausgeformt ist, wobei zumindest ein Ende durch wenigstens eine im unteren Bereich des Tanks (2, 24) vorgesehene Öffnung nach außen ragt, wo es mit mindestens einer Entnahmeleitung (20) verbunden ist.

12. Tankentnahmesystem (1) nach Anspruch 8 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein anderes Ende bis zum Flüssigkeitsspiegel (O) ragt und der Grundkörper (28) in seinem unteren Bereich mindestens eine Durchflussöffnung (23) aufweist.

13. Tankentnahmesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugtanksystem einen Zusatztank (24) mit einer Entnahmeöffnung (4) umfasst, der zumindest einen Teil des Kaltstartvolumens (4) beinhaltet und der mit dem Haupttank (2) direkt oder über eine Fluidleitung (20) flüssigkeitsleitend verbundenen ist.

14. Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeit (11) aus einem bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (O) mit wenigstens teilweise gefrorener Flüssigkeit (11) gefüllten Haupttank (2) eines Tanksystems bei einem Fahrzeug-Kaltstart, bei dem innerhalb einer vorbestimmten Kaltstartzeit ein vorbestimmtes Kaltstartvolumen (5) der Flüssigkeit (11) im Tanksystem abgeschmolzen und an einer Entnahmeöffnung (4) des Tanksystems zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltstartvolumen (5) durchgängig von der Entnahmeöffnung (4) bis zum Flüssigkeitsspiegel (O) abgeschmolzen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltstartvolumen (5) durch die Kaltstartheizung (6) hindurch entnommen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand und die Temperatur der Flüssigkeit (11) sowie die Temperatur der Heiz- (13) und Wärmeabgabeelemente (27) sowie der zugeführten Medien mit Temperatursensoren gemessen werden.