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Die Erfindung handelt von einem Schwimmerventil für die Kraftstofftankanlage eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Schwimmerkammer, einer oben an diese anschliessenden Dampfleitung, einem mit dem Kraftstofftank in Verbindung stehenden Zulauf und aus einem Schwimmerkörper, der in aufgeschwommenem Zustand ein Abschliessen der Dampfleitung bewirkt.
Derartige Schwimmerventile verhindern in Kraftstoffanlagen, dass flüssiger Kraftstoff in das Aktivkohlefilter gelangt, das in sogenannten ORVRSystemen (=onboard refuelling vapour recovery) die beim Betanken verdrängten Kraftstoffdämpfe adsorbiert. Berührung mit flüssigem Kraftstoff würde den Aktivkohlefilter zumindest zeitweise unbrauchbar machen.
Derartige Ventile erfüllen oft eine weitere Funktion : verhindern das Ausfliessen von Kraftstoff bei umgekipptem Fahrzeug ("roll-over").
Derartige Schwimmerventile werden entweder in der Verbindungsleitung zwischen Kraftstoffbehälter und dem Aktivkohlefilter oder am bzw im Kraftstoffbehälter angeordnet. Aus der DE 41 21 324 C ist ein derartiges
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Schwimmerventil, kombiniert mit einem Roll-Over-Ventil bekannt, wobei der Zulauf der Schwimmerkammer über Rohrleitungen mit dem Kraftstoff- tank und mit dem Füllstutzen in Verbindung steht und die Dampfleitung zu einem Aktivkohlefilter führt.
Gattungsgemässe Ventile sind auch in der DE 37 42 259 C, in der DE 43 44 837 C und in der WO 98/05525'beschrieben Ihre Wirkung besteht durch- wegs darin, dass sie Dämpfe bzw Gase ungehindert passieren lassen, dass aber bei Eintreten von Kraftstoff in die Schwimmerkammer der Schwim- merkörper aufschwimmt und so die am oberen Ende der Schwimmerkam- mer mündende Dampfleitung verschliesst. Bei der Roll-Over-Funktion und umgekipptem Fahrzeug sinkt der Schwimmerkörper durch sein Gewicht auf die nun unten zu liegen kommende Dampfleitung.
Bei allen diesen Ventilen kann es durch die Trägheit des Schwimmerkör- pers in bestimmten Situationen zum Durchschlagen von Flüssigkeit kom- men. Diese Situationen sind : schnelles oder zu hohes Füllen des Kraft- stoffbehälters, Ausdehnung durch hohe Temperatur, bei hohen Beschleu- nigungen (längs oder quer) kann Kraftstoff schwappen. Man trachtet zwar danach, schnelles Ansprechen des Schwimmerkörpers bei Berührung mit Kraftstoff durch kleine Querschnitte zu fördern, diese führen aber zu ho- hen Druckgefällen und Strömungsgeschwindigkeiten, die ein noch schnelleres Ansprechen des Schwimmerkörpers erfordern und durch die auch wieder Kraftstofftröpfchen mitgerissen werden können.
Es ist daher Ziel der Erfindung, ein gattungsgemässes Ventil vorzuschla- gen, das einer Dampfströmung geringen Widerstand leistet und Flüssigkeit mit Sicherheit nicht durchlässt. Erfindungsgemäss wird das dadurch er-
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reicht, dass im Zulauf ein aus einem offenporigen Schaum bestehender Schaumkörper vorgesehen ist.
Der Schaumstoff setzt der Gasströmung einen sehr geringen Widerstand entgegen, der Flüssigkeitsströmung jedoch einen sehr hohen. Das führt dazu, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit so weit herabgesetzt wird, dass der Schwimmerkörper trotz seiner Trägheit schnell genug schliesst.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist der Zulauf von einem zum Kraftstofftank führenden Rohr gebildet und ist der Schaumkörper im Rohr angeordnet (Anspruch 2). So brauchen an der Schwimmerkammer selbst keine konstruktiven Veränderungen vorgenommen zu werden. Der Schaumkörper bremst eine mit hoher Geschwindigkeit ankommende Flüssigkeitssäule wirksam ab bzw wirkt bei dispergierter Flüssigkeit als Tröpfchenabscheider.
Bei Schwimmerventilen, bei denen der Zulauf von einer Zulaufkammer im unteren Teil der Schwimmerkammer gebildet ist, besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass der Schaumkörper in der Zulaufkammer angeordnet ist (Anspruch 3). Der Schaumkörper erstreckt sich so über einen grösseren Zulaufquerschnitt, nämlich über den Querschnitt der gesamten Schwimmerkammer. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt und gleichmässig über den grossen Querschnitt verteilt.
Bei Schwimmerventilen bei denen der Zulauf die Schwimmerkammer umgibt, besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass die Schwimmerkammer in ihrer unteren Region Öffnungen aufweist und der Schaum-
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körper die Schwimmerkammer aussen umgibt (Anspruch 4). Dadurch können Schaumstoffteilchen, die sich nach jahrelangem Betrieb ablösen könnten, nicht in das Innere des Ventiles gelangen. Diese Ausführungform bietet sich besonders für ganz oder teilweise im Inneren des Kraftstofftanks angeordnete Ventile besonders an (Anspruch 5).
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1: Einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil in einer ersten Ausführungsform,
Fig.2 : Einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil in einer zweiten Ausführungsform, vergrössert,
Fig.3: Einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil in einer dritten Ausführungsform, vergrössert,
Fig.4 : Einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil in einer vierten Ausführungsform, vergrössert.
In Fig. 1 ist die Kraftstofftankanlage eines Kraftfahrzeuges teilweise schematisch dargestellt. Ein Kraftstofftank 1 mit Füllstutzen 2 steht über ein Verbindungsrohr 3 mit einem Schwimmerventil 4 in Verbindung, von dessen oberem Ende eine Dampfleitung 5 zu einem Aktivkohlefilter 6 führt. Beim Tanken wird durch den einströmenden Kraftstoff die mit Kraftstoffdämpfen gesättigte Luft aus dem Kraftstofftank verdrängt. Sie strömt durch das Verbindungsrohr 3 über das Schwimmerventil 4 zu dem Aktivkohlefilter 6.
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Das Schwimmerventil 4 besteht aus einer Schwimmerkammer 7, einem darin geführten Schwimmerkörper 8 und einem Zulauf 9. Wenn flüssiger Kraftstoff in den Zulauf 9 gelangt, schwimmt der Schwimmerkörper 8 auf und verschliesst die Dampfleitung 5.
Erfindungsgemäss befindet sich im Zulauf 9 ein Schaumkörper 10, der hier die Form eines Pfropfens hat. Der Schaumkörper 9 besteht aus einem offenporigen Schaum, der nicht saugfähig ist. Dieser Schaumkörper setzt einer gas- oder dampfförmigen Strömung nur sehr geringen Widerstand entgegen. Wenn hingegen eine Flüssigkeitsäule den Schaumkörper anströmt, wird sie durch diesen wirkungsvoll abgebremst und quillt sozusagen nur langsam in die Schwimmerkammer 7. Der Schwimmerkörper 8 hebt sich und verschliesst die Dampfleitung 5. Enthält die durch den Schaumkörper 10 strömende Luft Kraftstofftröpfchen, so werden sie im Schaumkörper 10 abgefangen. Wenn die Strömung später zum Stillstand gekommen ist, können die Tröpfchen abfliessen, zurück in den Kraftstofftank 1.
In Fig. 2 ist im unteren Teil der Schwimmerkammer 7 eine Zulaufkammer 13 ausgebildet. In dieser befinden sich Schemel 14, die den Schwimmerkörper 8 unterstützen, wenn sich in der Schwimmerkammer 7 keine Flüssigkeit befindet. Die Schemel 14 sind gleichmässig am Umfang der Zulaufkammer 13 verteilt, sie gestatten das Durchströmen von Gas oder Luft zwischen der Innenwand der Schwimmerkammer 7 und dem Schwimmerkörper 8.
Weiters befindet sich in der Zulaufkammer 13 ein Schaumkörper 17. Die im Verbindungsrohr 3 aufsteigende Flüssigkeit wird im Schaumkörper 17
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über den gesamten Querschnitt der Zulaufkammer 13 verteilt, wodurch zusammen mit der bremsenden Wirkung des Schaumes ein nur langsames Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels in der Schwimmerkammer 7 sichergestellt ist. Dadurch schwimmt der Schwimmerkörper 8 nur langsam auf, sein Ventilkopf 15 legt sich an einen im oberen Teil der Schwimmerkammer 7 ausgebildeten Ventilsitz 16 an und verschliesst so die Dampfleitung 5.
Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur dadurch, dass die Zulaufkammer 20 unten an die Schwimmerkammer 7 anschliesst und von dieser durch ein Lochblech 21 getrennt ist; und dadurch, dass der Schaumkörper 17 nicht die gesamte Höhe der Zulaufkammer 20 ausfüllt, sondern unter diesem ein Verteilraum frei bleibt.
Dieser verbessert die Verteilung heranströmender Flüssigkeit über den gesamten Querschnitt der Schwimmerkammer.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemässes Schwimmerventil in den Kraftstofftank 30, an dessen höchstem Punkt oder in einem nicht eigens dargestellten Dom untergebracht. Die Wand des Kraftstoffstankes ist abgerissen und mit 30 bezeichnet. Die Schwimmerkammer 31wird von einem Oberteil 32 von dem die Dampfleitung 5 wegführt, und von einem Topf 33 gebildet, der in seinem unteren Teil und in seinem Boden 35 Löcher 34 aufweist.
Die gesamte Schwimmerkammer 31besitzt einen Flansch 36, an dem sie mittels Schrauben 37 am Plafond des Kraftstoffstankes 30 angeschraubt ist. Die gesamte Schwimmerkammer 31ist von einem topfförmigen Schaumkörper 38 umgeben. Er besteht aus einem Mantelteil 39 und einem Bodenteil 40. Er könnte auch anders geformt oder gestaltet sein. Wesent-
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lich ist, dass er die Löcher 34 abdeckt. Der Schaumkörper 38 sorgt dafür, dass Kraftstoff, wenn er das Niveau des Schwimmerventiles erreicht, durch diesen hindurch zu den Löchern 34 und von diesen in das Innere der Schwimmerkammer 31gelangt. Der Zulauf 41 ist somit die äussere Umgebung der Schaumkörper 38.
Von den beschriebenen Ausführungsformen kann im Rahmen der Erfindung im Detail abgewichen werden ; sowohl was die Gestaltung der Schwimmerkammer und des Schwimmers und sein Zusammenwirken mit der Dampfleitung anbetrifft, als auch hinsichtlich der Gestaltung des Zulaufes und des Schaumkörpers. Dabei ist der Begriff Schaum in weitestem Sinne zu verstehen. Er umfasst jedes Material, das Gase und Dämpfe leicht durchlässt und dem Durchtritt von Flüssigkeit grossen Widerstand entgegen setzt.
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The invention relates to a float valve for the fuel tank system of a motor vehicle, consisting of a float chamber, a steam line adjoining it at the top, an inlet connected to the fuel tank and a float body which, in the floating state, closes off the steam line.
In fuel systems, such float valves prevent liquid fuel from getting into the activated carbon filter, which in so-called ORVR systems (= onboard refueling vapor recovery) adsorbs the fuel vapors displaced during refueling. Contact with liquid fuel would at least temporarily make the activated carbon filter unusable.
Valves of this type often fulfill another function: prevent fuel from flowing out when the vehicle tips over ("roll-over").
Such float valves are either arranged in the connecting line between the fuel tank and the activated carbon filter or on or in the fuel tank. Such is known from DE 41 21 324 C.
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Float valve, combined with a roll-over valve, the inlet of the float chamber being connected via pipes to the fuel tank and to the filler neck and the steam line leading to an activated carbon filter.
Valves of the generic type are also described in DE 37 42 259 C, in DE 43 44 837 C and in WO 98/05525 '. Their effect consistently consists in that they allow vapors or gases to pass unhindered, but that when Fuel floats into the float chamber of the float body and thus closes the steam line that opens at the upper end of the float chamber. With the roll-over function and the vehicle overturned, the weight of the float sinks onto the steam pipe that is now below.
With all of these valves, the sluggishness of the float can cause liquid to penetrate in certain situations. These situations are: rapid or excessive filling of the fuel tank, expansion due to high temperature, at high accelerations (lengthways or crossways) fuel can spill. Although efforts are being made to promote rapid response of the float body when it comes into contact with fuel through small cross sections, these lead to high pressure drops and flow velocities, which require an even faster response of the float body and through which fuel droplets can also be carried away.
It is therefore the aim of the invention to propose a generic valve which offers little resistance to steam flow and which certainly does not let liquid pass. According to the invention this is achieved
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it is sufficient that a foam body consisting of an open-pore foam is provided in the inlet.
The foam offers very little resistance to the gas flow, but very high resistance to the liquid flow. The result is that the flow velocity of the liquid is reduced so much that the float closes quickly enough despite its inertia.
In a particularly simple embodiment, the inlet is formed by a pipe leading to the fuel tank and the foam body is arranged in the pipe (claim 2). This means that no structural changes need to be made to the float chamber itself. The foam body effectively brakes a liquid column arriving at high speed or acts as a droplet separator in the case of dispersed liquid.
In the case of float valves in which the inlet is formed by an inlet chamber in the lower part of the float chamber, a preferred embodiment consists in the foam body being arranged in the inlet chamber (claim 3). The foam body thus extends over a larger inflow cross section, namely over the cross section of the entire float chamber. This reduces the flow velocity and distributes it evenly over the large cross-section.
In the case of float valves in which the inlet surrounds the float chamber, a preferred embodiment consists in that the float chamber has openings in its lower region and the foam
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body surrounds the float chamber outside (claim 4). As a result, foam particles that could become detached after years of operation cannot get inside the valve. This embodiment is particularly suitable for valves arranged entirely or partially in the interior of the fuel tank (claim 5).
The invention is described and explained below with the aid of figures. 1 shows a longitudinal section through a valve according to the invention in a first embodiment,
2 shows a longitudinal section through a valve according to the invention in a second embodiment, enlarged,
3: a longitudinal section through a valve according to the invention in a third embodiment, enlarged,
4: A longitudinal section through a valve according to the invention in a fourth embodiment, enlarged.
In Fig. 1, the fuel tank system of a motor vehicle is partially shown schematically. A fuel tank 1 with filler neck 2 is connected via a connecting pipe 3 to a float valve 4, from the upper end of which a steam line 5 leads to an activated carbon filter 6. When refueling, the inflowing fuel displaces the air saturated with fuel vapors from the fuel tank. It flows through the connecting pipe 3 via the float valve 4 to the activated carbon filter 6.
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The float valve 4 consists of a float chamber 7, a float body 8 guided therein and an inlet 9. When liquid fuel enters the inlet 9, the float body 8 floats and closes the steam line 5.
According to the invention, there is a foam body 10 in the inlet 9, which here has the shape of a plug. The foam body 9 consists of an open-cell foam that is not absorbent. This foam body offers very little resistance to a gaseous or vaporous flow. If, on the other hand, a liquid column flows against the foam body, it is effectively braked by it and swells, so to speak, only slowly into the float chamber 7. The float body 8 rises and closes the steam line 5. If the air flowing through the foam body 10 contains fuel droplets, they become in the foam body 10 intercepted. When the flow stops later, the droplets can flow back into the fuel tank 1.
In Fig. 2, an inlet chamber 13 is formed in the lower part of the float chamber 7. In this there are stools 14 which support the float body 8 when there is no liquid in the float chamber 7. The stools 14 are evenly distributed on the circumference of the inlet chamber 13, they allow gas or air to flow between the inner wall of the float chamber 7 and the float body 8.
Furthermore, there is a foam body 17 in the inlet chamber 13. The liquid rising in the connecting pipe 3 is in the foam body 17
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Distributed over the entire cross section of the inlet chamber 13, which together with the braking action of the foam ensures only a slow rise in the liquid level in the float chamber 7. As a result, the float body 8 floats only slowly, its valve head 15 lies against a valve seat 16 formed in the upper part of the float chamber 7 and thus closes the steam line 5.
The embodiment of FIG. 3 differs from the previous one only in that the inlet chamber 20 adjoins the float chamber 7 at the bottom and is separated from it by a perforated plate 21; and in that the foam body 17 does not fill the entire height of the inlet chamber 20, but a distribution space remains free underneath it.
This improves the distribution of incoming liquid over the entire cross section of the float chamber.
4, a float valve according to the invention is accommodated in the fuel tank 30, at its highest point or in a dome, which is not specifically shown. The wall of the fuel tank is torn off and labeled 30. The float chamber 31 is formed by an upper part 32 from which the steam line 5 leads away and by a pot 33 which has 35 holes 34 in its lower part and in its bottom.
The entire float chamber 31 has a flange 36 to which it is screwed to the ceiling of the fuel tank 30 by means of screws 37. The entire float chamber 31 is surrounded by a pot-shaped foam body 38. It consists of a jacket part 39 and a bottom part 40. It could also be shaped or designed differently. Essential
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Lich is that it covers the holes 34. The foam body 38 ensures that fuel, when it reaches the level of the float valve, passes through it to the holes 34 and from there into the interior of the float chamber 31. The inlet 41 is thus the outer environment of the foam body 38.
It is possible to deviate in detail from the described embodiments within the scope of the invention; both in terms of the design of the float chamber and the float and its interaction with the steam line, as well as with regard to the design of the inlet and the foam body. The term foam is to be understood in the broadest sense. It encompasses any material that allows gases and vapors to pass easily and provides great resistance to the passage of liquids.