CN112240257A - 燃料箱的阀单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料箱的阀单元(2a‑2d)，包括：壳体(4)，其具有用于将阀单元与燃料箱连接的箱接口(6a)和用于将阀单元与活性炭过滤器连接的过滤器接口(6b)；排气通道(8)，其中箱接口和过滤器接口经由排气通道流体连通或者是可流体连通的，并且其中具有阀元件的主排气阀(10)被布置在排气通道中，该阀元件在关闭位置闭合排气通道并且在开启位置开启排气通道；先导阀(12)，其用于打开主排气阀，其中先导阀一方面与主排气阀的压力室(14)流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与溢流区域(16)流体连通或者是可流体连通的，其中溢流区域使箱接口或箱侧的排气通道与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者可流体连通；三个止回阀。

Description

燃料箱的阀单元
本发明涉及机动交通工具的燃料箱的阀单元。特别地，本发明涉及如下的阀单元，该阀单元用于从燃料箱或向燃料箱中受控制地和/或受操纵地和/或受调节地排放或引入流体，优选是气体或者空气或者富含或饱和有
Figure BDA0002592113310000011
含碳氢化合物的燃料蒸汽的空气或者富含或饱和有碳氢化合物的空气。换句话说，阀单元可以与燃料箱的排气(Entlüften)或通风结合使用。术语排气在下文中的使用还应相应地包括通风的选项，即排气通道也可以用作通风通道，或者排气阀也可以用作通风阀。
在当今的机动交通工具的箱系统中，这种阀单元要执行不同的任务：
在加燃料时，燃料被加注到箱中，并且在箱中产生过压。为了减小这种过压并且再次建立常压(燃料箱是处于低水平的压力箱)，须将富含碳氢化合物的空气从箱中排放出来。在欧洲的传统箱系统中，这些碳氢化合物排放物在加燃料过程中仅经由将箱与注入管接头(Einfüllstutze)连接起来的管道返回，并且被喷嘴(Zapfpistole)吸走。在美国的传统箱系统中，须在加燃料过程中将富含碳氢化合物的全部气体量引导通过活性炭过滤器(下文也称为“AKF”)，以避免碳氢化合物排放到大气中。由于来自周围环境的新鲜空气也通过注入管接头被供应到箱中，因此新鲜空气可能会与碳氢化合物积聚在箱中，这会导致AKF的负载加重。因此，即使在美国的箱系统中，也有一小部分气体经由将箱与注入管接头连接起来的管道返回(“再循环”)。
箱系统中的阀或阀单元的另一个主要任务在于，限制燃料箱中的燃料的填充量。当注入管中的燃料升高并由此关闭喷嘴时，加油泵
Figure BDA0002592113310000012
的加注过程结束。为了使注入管中的燃料升高，箱中的排气管道在一定的装料高度下被受浮子控制的阀(所谓的装料限制阀“Fill Limit Vent Valve,FLVV”)闭合。随后，箱中的压力升高，因此不能再向箱中注入更多的燃料。
即使在交通工具的正常运行期间，燃料箱中也会例如由于燃料的升温而产生过压。还可能例如由于燃料的冷却而产生欠压。
然而，用于上述功能的迄今已知的大多数阀或阀单元只能在燃料箱中是过压时工作，因此明显限制了阀的应用范围。这种阀例如从US 2010/0051116 A1中已知。
从WO 2019/081709 A1中已知一种阀系统，该阀系统可以在过压和欠压下工作。然而，为了实现这个功能，需要多个先导阀(Vorsteuerventil)，一个先导阀用于过压，一个先导阀用于欠压，这导致用于操控阀系统的成本增加。
因此，本发明的任务在于，提出一种阀单元，该阀单元可以在燃料箱中是过压和欠压的情况下使用。
该任务通过具有根据权利要求1的特征的燃料箱的阀单元来解决，特别是如下的阀单元，该阀单元用于从燃料箱或向燃料箱中受控制地和/或受操纵地和/或受调节地排放或引入流体，优选是气体或者空气或者富含或饱和有碳氢化合物的空气。阀单元包括壳体，该壳体具有用于将阀单元与燃料箱连接的箱接口和用于将阀单元与活性炭过滤器连接的过滤器接口。此外，阀单元还包括至少一个排气通道，其中箱接口和过滤器接口经由排气通道流体连通或者是可流体连通的。具有阀元件的主排气阀被布置在排气通道中，该阀元件在关闭位置闭合排气通道并且在开启位置开启排气通道。箱接口和注入管接口也经由排气通道互相连接。
此外，阀单元还包括用于打开主排气阀的先导阀，其中先导阀一方面与主排气阀的压力室流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与溢流区域流体连通或者是可流体连通的，其中溢流区域使箱接口或箱侧的排气通道与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者可以流体连通。
阀单元还包括至少三个止回阀。箱-压力室-止回阀(Tank-Druckraum-Rückschlagventil)一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与主排气阀的压力室流体连通或者是可流体连通的。溢流区域-箱-止回阀一方面与溢流区域流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。溢流区域-过滤器-止回阀一方面与溢流区域流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。
在此，表述“箱侧的”排气通道应理解为排气通道的、在燃料箱或箱接口与主排气阀之间的区段。相应地，“过滤器侧的”排气通道在此应理解为排气通道的、在主排气阀与过滤器接口或活性炭过滤器之间的区段。以下所使用的术语“注入管侧的”排气通道描述了排气通道的、在箱接口或箱侧的排气通道与注入管接口或注入管之间的区段。
术语排气的使用还应相应地包括通风的选项，即排气通道也可以用作通风通道，或者排气阀也可以用作通风阀。
通过先导阀和至少三个止回阀以及溢流区域的根据本发明的布置，可以提供一种阀或阀单元，该阀或该阀单元可以仅使用一个先导阀和仅一个主排气阀实现在过压和欠压情况下所需要的所有功能。通过操控先导阀，主排气阀可以在过压和欠压的情况下有针对性地打开，而不需要另外的先导阀或另外的操控电子器件。因此，根据本发明的阀单元在过压和欠压的情况下允许有针对性地对燃料箱进行通风和排气。
根据一个优选的实施方式，阀单元还包括压力室-过滤器-止回阀，该压力室-过滤器-止回阀一方面与主排气阀的压力室流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。因此，总共设置了四个止回阀。由此，可以在压力室内设定定义的压力。
在其他有利的设计方案中，壳体可以具有将阀单元与燃料箱的注入管连接起来的注入管接口。
优选地，主排气阀的阀元件被设计成阀隔膜，其中阀隔膜具有压力面和流动面，该压力面面向主排气阀的压力室，该流动面面向箱接口或箱侧的排气通道、过滤器接口或过滤器侧的排气通道以及注入管或注入管侧的排气通道。阀隔膜的流动面在阀元件的关闭位置闭合排气通道，并且在阀元件的开启位置开启排气通道。被布置在主排气阀的压力室中的预加载元件将力施加到阀隔膜的压力面上。由此特别地，阀元件(具体为阀隔膜)在其关闭位置被预加载，为了转变到开启位置，至少须克服来自预加载元件的力，例如由于阀隔膜的压力面与流动面的相应的压力比而产生的力。预加载元件本身例如借助于被布置在阀隔膜或壳体上的引导装置被引导。
在阀单元的一个优选的设计方案中，该阀单元包括至少一个旁通阀，该旁通阀一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通者或是可流体连通的，并且另一方面与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。在这种情况下，该至少一个旁通阀可以直接或间接地(例如，经由空隙)使箱接口或箱侧的排气通道与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通。借助于这种旁通阀可以在机动交通工具运行期间更准确地调节燃料箱中的压力。
在另一个优选的设计方案中，阀单元包括至少一个再循环阀，该再循环阀一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与注入管接口或注入管侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。这种再循环阀能够实现在加燃料过程中精确地调节再循环流量。
本发明的一个改进方案提出，阀单元包括至少一个过压保护阀，特别是机械过压保护阀，该过压保护阀一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。由此，确保了燃料箱中的压力不超过过压的某个极限值，特别是当阀系统不运行时不超过过压的某个极限值。
另一个有利的实施方式提出，阀单元包括至少一个欠压保护阀，该欠压保护阀一方面与箱接口或箱侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与过滤器接口或过滤器侧的排气通道流体连通或者是可流体连通的。由此，确保了燃料箱中的压力不超过欠压的某个极限值。
在结构上有利的设计方案中，阀单元的壳体形成一个内壁或更多个内壁，这些内壁将压力室、溢流区域、箱侧的排气通道、过滤器侧的排气通道和/或注入管侧的排气通道彼此隔开。先导阀、箱-压力室-止回阀、过滤器-压力室-止回阀、溢流区域-箱-止回阀、溢流区域-过滤器-止回阀、至少一个旁通阀、至少一个再循环阀、过压保护阀和/或欠压保护阀分别被布置在形成于一个内壁或多个内壁中的开口中。因此，先导阀(其一方面与主排气阀的压力室流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与溢流区域流体连通或者是可流体连通的)被布置在将主排气阀的压力室与溢流区域彼此隔开的内壁的开口中。上述这种解释以类似方式适用于上文提到的其他阀。
先导阀是利用致动器操控的阀，优选是SMA阀或EAP阀或电磁阀(Magnetventil)或气动阀。
已知SMA阀(Shape Memory Alloy-形状记忆合金)的基本工作原理。基本上，SMA元件，即由形状记忆合金形成的线材或条带，该线材或条带在高于转变温度下(在该转变温度，结构从马氏体组织转变为奥氏体组织)被施加电流，使得该线材或该条带升温并且缩短。在这种情况下，SMA元件与阀元件接触，使得当SMA元件缩短时，SMA元件将力施加到阀元件上并且致动该阀元件，由此开启或关闭阀开口。
同样已知EAP阀(ElektroAktive-Polymere，电活性聚合物)的基本工作原理。EAP是通过施加电压而改变其形状的聚合物。在这里，以介电弹性体(DEA阀：具有介电弹性体致动器(Dielektrischer Elastomer-Aktuator)的阀)为例。DEA例如由多个聚氨酯层组成，石墨层作为电极被布置在这些聚氨酯层之间。如果将电压施加到这些电极上，使得相邻的电极具有不同的极性，则电极相互吸引并且由于聚氨酯层(弹性体)的柔性而朝向彼此运动，由此减小了聚氨酯层的壁厚度并且聚氨酯层在面积方面增大。通过将致动器相应地布置在阀内，由此可以实现阀的打开。
此外，优选地，至少一个旁通阀是SMA阀或DEA阀或电磁阀或气动阀。
同样优选地，至少一个再循环阀可以是SMA阀或DEA阀或电磁阀或气动阀。
附图说明
下面基于对实施例的描述并且参考附图对本发明的其他特征和优点进行更详细的阐述。在示意性原理图中：
图1A示出了根据第一实施方式的具有三个止回阀的阀单元的示意图，
图1B示出了根据第二实施方式的具有四个止回阀的阀单元的示意图，
图2示出了根据第三实施方式的阀单元的示意图，
图3示出了根据第四实施方式的阀单元的示意图，
图4示出了根据第五实施方式的阀单元的示意图，
图5以透视图示出了根据图2的阀单元，
图6以无壳体底部的底视图示出了根据图2的阀单元，
图7以无壳体盖的俯视图示出了根据图2的阀单元，
图8以无壳体盖的透视图示出了根据图2的阀单元，
图9以沿着图5中的线A-A的剖面视图示出了根据图2的阀单元。
根据图1A至图4，其中每个附图均以示意图示出了阀单元，应首先阐述基本结构或基本工作原理。相互对应的部件用相同的参考标记表示。图5至图9以不同的视图示出了根据一个实施方式的阀单元。
图1A和图1B分别以示意图示出了根据第一实施方式的阀单元2a，该阀单元2a用于从燃料箱或向燃料箱中受控制地和/或受操纵地和/或受调节地排放或引入流体，优选是气体或者空气或者富含或饱和有碳氢化合物的空气。阀单元2a包括壳体4。壳体4具有用于将阀单元2a与燃料箱(未示出)连接的箱接口6a。此外，阀单元2a还包括用于将阀单元2a与活性炭过滤器(未示出)连接的过滤器接口6b。此外，阀单元2a还可以包括用于将阀单元2a与注入管(未示出)连接的注入管接口6c，如本文中对于根据图1B的实施方式所示例性示出的。阀单元2a可以经由排气管道(未示出)或者在没有排气管道的情况下分别直接与燃料箱、活性炭过滤器和注入管连接。壳体4可以包括中间壳体4a，该中间壳体4a形成箱接口6a、过滤器接口6b以及必要时的注入管接口6c，该中间壳体4a在装配状态下在顶侧可以由壳体盖4b闭合，在底侧可以由壳体底部4c闭合，使得该中间壳体4a相对于周围环境是气动地密封的(图5)。
在所示的实施例中，箱接口6a和过滤器接口6b经由排气通道8彼此流体连通或者是可彼此流体连通的，该排气通道8包括箱侧的排气通道8a和过滤器侧的排气通道8b。主排气阀10被布置在排气通道8中，该主排气阀10在关闭位置闭合排气通道8，并且在开启位置开启排气通道8。
阀单元2a还包括用于打开主排气阀10的先导阀12，其中先导阀12一方面与主排气阀10的压力室14流体连通或者是可流体连通的，并且另一方面与溢流区域16流体连通或者是可流体连通的。为此，在壳体4中形成内壁20，该内壁20具有开口22，先导阀被布置在该开口22中。在所示的实施例中，溢流区域16使箱接口6a或箱侧的排气通道8a与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b彼此流体连通。在此，先导阀12是具有致动器的开/关阀，例如SMA阀。
在根据图1A的实施方式中，阀单元2a包括三个止回阀，这些止回阀根据本发明以如下所描述的方式布置。
在壳体4中形成内壁20a，该内壁20a具有开口22a，箱接口6a或箱侧的排气通道8a经由该开口22a与主排气阀10的压力室14流体连通。箱-压力室-止回阀18a被布置在该开口22a中，并且因此一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通，并且另一方面与主排气阀10的压力室14流体连通。在此，开口22a首先通向箱侧的流体通道或流体区域30a，该流体通道或流体区域30a本身通向箱侧的排气通道8a。
此外，在壳体4中还形成内壁20c，该内壁20c具有开口22c，溢流区域16经由该开口22c与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通。溢流区域-箱-止回阀18c被布置在该开口22c中，并且因此一方面与溢流区域16流体连通，并且另一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通。在此，开口22c首先通向箱侧的流体通道或流体区域30a，该流体通道或流体区域30a本身通向箱侧的排气通道8a。
此外，在壳体4中还形成内壁20d，该内壁20d具有开口22d，在此，溢流区域16经由该开口22d与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。溢流区域-过滤器-止回阀18d被布置在该开口22d中，并且因此一方面与溢流区域16流体连通，并且另一方面与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。在此，开口22d首先通向过滤器侧的流体通道或流体区域30b，该流体通道或流体区域30b本身通向过滤器侧的排气通道8b。
在根据图1B的实施方式中，阀单元2a包括另一个止回阀并且因此包括总共四个止回阀。为此，在壳体4中还形成内壁20b，该内壁20b具有开口22b，在此，主排气阀10的压力室14经由该开口22b与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。过滤器-压力室-止回阀18b被布置在该开口22b中，并且因此一方面与主排气阀10的压力室14流体连通，并且另一方面与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。在此，开口22b首先通向过滤器侧的流体通道或流体区域30b，该流体通道或流体区域30b本身通向过滤器侧的排气通道8b。
为了打开和关闭排气通道8，主排气阀10包括阀元件，该阀元件被设计成阀隔膜24并且在此被设计为圆形的
Figure BDA0002592113310000081
阀隔膜24具有面向主排气阀10的压力室14的压力面24a和面向过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b的流动面24b。阀隔膜24的流动面24b在关闭位置闭合排气通道8，并且在开启位置开启排气通道。被布置在主排气阀10的压力室14中的预加载元件26将力施加到阀隔膜24的压力面24a上。主排气阀10包括作为阀元件的阀隔膜24，该阀隔膜在此被设计为圆形的。在边缘区域，阀隔膜24具有周向的U形区段，该U形区段接合到同样为圆形的、由阀单元2a的壳体4形成的U形密封座中。流动面24b的环形的外部子区域邻接箱侧的排气通道8a，流动面24b的内部子区域邻接过滤器侧的排气通道8b。
下面将更详细地阐述主排气阀10的基本工作原理。在对燃料箱加燃料时，预计体积流量会大于40l/min，其中燃料箱中的压力须保持较低，使得注入管中流入的燃料不会过早地升高并导致喷嘴关闭。在此，通过被设计成受先导控制的隔膜阀的主排气阀10来实现。如果燃料箱中的压力升高，即与大气压力相比在燃料箱中存在过压，则流体(气体)流出燃料箱，必要时经由排气管道、经由箱接口6a流入到排气通道8中，更准确地说是流入到箱侧的排气通道8a中。阀隔膜24是关闭的，即流体不能继续流动至过滤器接口6b或活性炭过滤器。流体经由开口22a和打开的箱-压力室-止回阀18a流动到主排气阀10的压力室14中。如果设置了过滤器-压力室-止回阀18b(图1B)，则该过滤器-压力室-止回阀18b在此期间是关闭的，先导阀12也是关闭的。因此，与大气压力相比，压力室14中同样产生过压。阀隔膜24因此被压靠到过滤器侧的排气通道8b的开口28上，因此阀元件在其关闭位置上，并且主排气阀10是关闭的。没有流体可以从燃料箱通过排气通道8流动至过滤器接口6b并流动到活性炭过滤器中。
即使在燃料箱关闭时，燃料箱中例如由于升温也会产生过压。
为了可以使流体从燃料箱通过排气通道8流动到活性炭过滤器中并从而减小燃料箱中的过压，须打开主排气阀10。为此，须降低压力室14中的压力并从而降低阀隔膜24的压力面24a上的压力到如下程度，即阀隔膜24由于在箱侧的排气通道8a的区域中作用在阀隔膜的流动面24b上的流体压力而从过滤器侧的排气通道8b的开口28抬起，阀元件因此转变到其开启位置，并且因此打开主排气阀10并开启排气通道8。通过打开先导阀12实现压力室14中的压力降低。由此，流体可以从压力室14流动至活性炭过滤器。由于箱-压力室-止回阀18a仍然是打开的，因此流体虽然从燃料箱继续流动到压力室14中，然而流入压力室的流体的体积流量明显小于通过先导阀12、溢流区域16、溢流区域-过滤器-止回阀18d、过滤器侧的流体通道30b以及过滤器侧的排气通道8b朝向活性炭过滤器的流出的体积流量，这是因为具有箱-压力室-止回阀18a的第一开口22a的流道直径
Figure BDA0002592113310000091
明显小于打开的先导阀12的流道直径，流体可以首先聚集在溢流区域16中，并且从该溢流区域经由溢流区域-过滤器-止回阀18d流动到过滤器侧的排气通道8b中。为了避免先导阀12受到溢流区域-过滤器-止回阀18d(流体经由该溢流区域-过滤器-止回阀18d从溢流区域16中被导出)的限制，第四开口22d的流道直径大于第一开口22a的流道直径。因此，通过打开先导阀12减小了压力室14中的压力，主排气阀10打开，并且排气通道8为了流体从燃料箱流动至活性炭过滤器并从而减小燃料箱中的压力而开启。因此，流体可以从箱侧的排气通道8a通过主排气阀10流动到过滤器侧的排气通道8b中，这在图1A、图1B中通过实线箭头表示。
在燃料箱中例如可能由于冷却而产生欠压的情况下，压力补偿也可以经由主排气阀10以受控制的方式实现。如果燃料箱中的压力下降，即与大气压力相比在燃料箱中产生欠压，则流体(气体或空气)经由活性炭过滤器、必要时经由排气管道、过滤器接口6b，流动到排气通道8中，更准确地说是流动到过滤器侧的排气通道8b中。阀隔膜24是关闭的，即流体不能继续流动至燃料箱。如果存在过滤器-压力室-止回阀18b(图1B)，则流体经由过滤器侧的流体通道30b、第二开口22b和打开的过滤器-压力室-止回阀18b流动到主排气阀10的压力室14中。箱-压力室-止回阀18a是关闭的，先导阀12也是关闭的。因此，压力室14中基本上充斥着大气压力，因此充斥着高于箱侧的排气通道8a中的压力，也就是充斥着高于阀隔膜24的流动面24b的、邻接箱侧的排气通道8a的区域处的压力。因此，阀隔膜24被压靠到过滤器侧的排气通道8b的开口28上，阀元件因此处于其关闭位置，因此主排气阀10是关闭的。没有流体可以从活性炭过滤器通过排气通道8流入到燃料箱中。溢流区域-过滤器-止回阀18d防止与周围环境进行压力补偿。
如果不存在过滤器-压力室-止回阀18b(图1A)，则没有流体流动到压力室14中，因此在压力室14内，先前封闭的流体体积和存在的压力比仍然保持不变。
为了使流体可以从活性炭过滤器通过排气通道8流动到燃料箱中并从而减小燃料箱中的欠压，须打开主排气阀10。为此，须降低压力室14中的压力并从而降低阀隔膜24的压力面24a上的压力到如下程度，即阀隔膜24由于在过滤器侧的排气通道8b的区域中作用在该阀隔膜的流动面24b上的流体压力(基本上是大气压力)从过滤器侧的排气通道8b的开口28抬起，因此阀元件转变到其开启位置，由此打开主排气阀10并开启排气通道8。还是通过打开先导阀12实现压力室14中的压力降低。由此，流体可以从压力室经由先导阀12、溢流区域16和溢流区域-箱-止回阀18c流动到燃料箱(其中充斥着欠压)中。由于过滤器-压力室-止回阀18b(如果存在的话)仍然是打开的，因此流体虽然从活性炭过滤器继续流动到压力室14中，但是流入该压力室的流体的体积流量明显小于朝向燃料箱的流出的体积流量，这是因为具有过滤器-压力室-止回阀18b的开口22b的流道直径明显小于打开的先导阀12的流道直径。为了避免先导阀12受到溢流区域-箱-止回阀18c(流体经由该溢流区域-箱-止回阀18c从溢流区域16中被导出)的限制，第三开口22c的流道直径大于第二开口22b的流道直径。因此，通过打开先导阀12降低压力室14中的压力，主排气阀10打开，并且排气通道8为了流体从活性炭过滤器流动至燃料箱并从而减小燃料箱中的压力而开启。因此，流体可以从过滤器侧的排气通道8b通过主排气阀10流动到箱侧的排气通道8a中，这在图1A、图1B中通过虚线箭头表示。
在下面所示的实施方式中示出了阀单元，这些阀单元分别具有四个止回阀18a至18d以及包括注入管接口6c和注入管侧的排气通道8c的壳体。应当理解，下面所示的实施方式中的每个实施方式也可以被设计成仅具有三个止回阀和/或没有注入管接口6c或注入管侧的排气通道8c。
图2以示意图示出了根据第三实施方式的阀单元2b。在图5至图9中，阀单元2b仅以具体设计方案示例性地示出。因此，上文在阀单元2a(以及下文描述的阀单元2c、2d)中描述的并且与阀单元2b一致的部件对应于图5至图9中所示的部件。因此，下文仅描述相对于阀单元2a的不同之处，其余在结构和功能方面，参考上文关于图1A、图1B的实施方式。阀单元2b包括旁通阀32，该旁通阀32一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通，并且另一方面与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。在此，旁通阀32被设计为具有致动器的调节阀，例如SMA阀，并且允许在交通工具运行期间更准确地调节燃料箱中的压力。旁通阀32被布置在壳体4的、将箱侧的排气通道8a与过滤器侧的排气通道8b分隔开的内壁36a的开口34a中。
此外，阀单元2b还包括再循环阀38，该再循环阀38一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通，并且另一方面与注入管接口6c或注入管侧的排气通道8c流体连通。在此，再循环阀38被设计为具有致动器的调节阀，例如EAP阀，并且允许在加燃料期间精确地调节再循环流。再循环阀38被布置在壳体4的、将箱侧的排气通道8a与注入管侧的排气通道8c分隔开的内壁36b的开口34b中。
在内壁36a中形成另外的开口34c、34d，在这些另外的开口中布置过压保护阀40以及欠压保护阀42，并且分别使箱接口6a或箱侧的排气通道8a与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b流体连通。过压保护阀40和欠压保护阀42各自被设计成机械阀。
图3以示意图示出了根据第四实施方式的阀单元2c。阀单元2c包括旁通阀44，该旁通阀44一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通，并且另一方面与过滤器接口6b或过滤器侧的排气通道8b以及注入管接口6c或注入管侧的排气通道8c流体连通。为此，旁通阀44首先通向收集室46。转换阀(Umshaltventil)48被布置在收集室46中，该转换阀48根据操控来允许流体流动到过滤器侧的排气通道8b或注入管侧的排气通道8c中。在此，旁通阀44被设计为具有致动器的调节阀，例如SMA阀。旁通阀44被布置在壳体4的、将箱侧的排气通道8a与收集室46分隔开的内壁52的开口50中，转换阀48被布置在内壁36a的开口34a和内壁36b的开口34b中。收集室46的优点在于，仅上游的旁通阀44具有调节特性，并且转换阀48仅用作纯三通/二通换向阀(3/2-Wegeventil)。因此，只有旁通阀44才可以实现致动器的中间位置。此外，在结构和功能方面，参考上文关于图1A、图1B和图2的实施方式。
图4以示意图示出了根据第五实施方式的阀单元2d。阀单元2d包括第一旁通阀54a，该第一旁通阀54a一方面与箱接口6a或箱侧的排气通道8a流体连通，并且另一方面与收集室46流体连通。第二旁通阀54b从收集室46通向过滤器侧的排气通道8b。此外，再循环阀56从收集室46通向注入管侧的排气通道8c。旁通阀54a被设计为具有致动器的调节阀，例如SMA阀。旁通阀54b以及再循环阀56是开/关阀，这些阀例如同样可以具有SMA致动器。第一旁通阀54a被布置在壳体4的、将箱侧的排气通道8a与收集室46分隔开的内壁52的开口50中，第二旁通阀54b被布置在壳体4的、将收集室46与过滤器侧的排气通道8b分隔开的内壁36a的开口34a中，并且再循环阀56被布置在壳体4的、将收集室46与注入管侧的排气通道8c分隔开的内壁36b的开口34b中。此外，在结构和功能方面，参考上文关于图1A、图1B、图2和图3的实施方式。
参考标记列表
2a、2b、2c、2d 阀单元
4 壳体
4a 中间壳体
4b 壳体盖
4c 壳体底部
6a 箱接口
6b 过滤器接口
6c 注入管接口
8 排气通道
8a 箱侧的排气通道
8b 过滤器侧的排气通道
8c 注入管侧的排气通道
10 主排气阀
12 先导阀
14 压力室
16 溢流区域
18a 箱-压力室-止回阀
18b 过滤器-压力室-止回阀
18c 溢流区域-箱-止回阀
18d 溢流区域-过滤器-止回阀
20、20a、20b、20c、20d 内壁
22、22a、22b、22c、22d 开口
24 阀隔膜
24a 压力面
24b 流动面
26 预加载元件
28 排气通道的开口
30a 第一流体通道
30b 第二流体通道
32 旁通阀
34a、34b、34c、34d 开口
36a、36b 内壁
38 再循环阀
40 过压保护阀
42 欠压保护阀
44 旁通阀
46 收集室
48 转换阀
50 开口
52 内壁
54a、54b 旁通阀
56 再循环阀。

Claims (19)

1.一种燃料箱的阀单元(2a、2b、2c、2d)，包括：
a)壳体(4)，其具有：
a1)箱接口(6a)，其用于将所述阀单元(2)与所述燃料箱连接，以及
a2)过滤器接口(6b)，其用于将所述阀单元(2)与活性炭过滤器连接，
b)排气通道(8)，其中所述箱接口(6a)和所述过滤器接口(6b)经由所述排气通道(8)流体连通或者能够流体连通，并且其中具有阀元件的主排气阀(10)被布置在所述排气通道(8)中，所述阀元件在关闭位置闭合所述排气通道(8)并且在开启位置开启所述排气通道(8)，
c)先导阀(12)，其用于打开所述主排气阀(10)，其中所述先导阀(12)一方面与所述主排气阀(10)的压力室(14)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与溢流区域(16)流体连通或者能够流体连通，其中，所述溢流区域(16)使所述箱接口(6a)或箱侧的排气通道(8a)与所述过滤器接口(6b)或过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通，
d)至少三个止回阀，其中：
d1)箱-压力室-止回阀(18a)一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述主排气阀(10)的压力室(14)流体连通或者能够流体连通，
d2)溢流区域-箱-止回阀(18c)一方面与所述溢流区域(16)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，以及
d3)溢流区域-过滤器-止回阀(18d)一方面与所述溢流区域(16)
流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通。
2.根据权利要求1所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元包括压力室-过滤器-止回阀(18b)，所述压力室-过滤器-止回阀一方面与所述主排气阀(10)的压力室(14)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通。
3.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中，所述阀单元包括具有注入管接口(6c)的壳体，所述注入管接口用于将所述阀单元(2)与所述燃料箱的注入管连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述主排气阀(10)的阀元件被设计成阀隔膜(24)，其中：
-所述阀隔膜(24)具有压力面(24a)和流动面(24b)，所述压力面(24a)面向所述主排气阀(10)的压力室(14)，所述流动面(24b)面向所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)、所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)，并且其中，
-所述阀隔膜(24)的流动面(24b)在所述阀元件的关闭位置闭合所述排气通道(8)，并且在所述阀元件的开启位置开启所述排气通道(8)，并且其中，
-被布置在所述主排气阀(10)的压力室(14)中的预加载元件(26)将力施加到所述阀隔膜(24)的压力面(24a)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元包括至少一个旁通阀(32、44、54a、54b)，所述至少一个旁通阀一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元包括至少一个再循环阀(38、56)，所述至少一个再循环阀一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与注入管接口(6c)或注入管侧的排气通道(8c)流体连通或者能够流体连通。
7.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元包括至少一个过压保护阀(40)，所述过压保护阀一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元包括至少一个欠压保护阀(42)，所述欠压保护阀一方面与所述箱接口(6a)或所述箱侧的排气通道(8a)流体连通或者能够流体连通，并且另一方面与所述过滤器接口(6b)或所述过滤器侧的排气通道(8b)流体连通或者能够流体连通。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)、所述箱侧的排气通道(8a)和/或所述过滤器侧的排气通道(8b)彼此隔开，并且其中所述先导阀(12)、所述箱-压力室-止回阀(18a)、所述溢流区域-箱-止回阀(18c)和/或所述溢流区域-过滤器-止回阀(18d)分别被布置在形成于一个内壁或多个内壁(20、20a、20c)中的开口(22、22a、22c、22d)中。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)，所述箱侧的排气通道(8a)和/或所述过滤器侧的排气通道(8b)彼此隔开，并且其中压力室-过滤器-止回阀(18b)被布置在形成于一个内壁或多个内壁(20b)中的开口(22b)中。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)、所述箱侧的排气通道(8a)、所述过滤器侧的排气通道(8b)和/或注入管侧的排气通道(8c)彼此隔开，并且其中至少一个旁通阀(32、44、54a、54b)被布置在形成于一个内壁或多个内壁(36a、36b、52)中的开口(34a、34b、50)中。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)、所述箱侧的排气通道(8a)、所述过滤器侧的排气通道(8b)和/或注入管侧的排气通道(8c)彼此隔开，并且其中至少一个再循环阀(38、56)被布置在形成于一个内壁或多个内壁(36b)中的开口(34b)中。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)、所述箱侧的排气通道(8a)、所述过滤器侧的排气通道(8b)和/或注入管侧的排气通道(8c)彼此隔开，并且其中过压保护阀(40)被布置在形成于一个内壁或多个内壁(36a)中的开口(34c)中。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中所述壳体(4)形成一个内壁或更多个内壁(20、20a、20b、20c、20d、36a、36b、52)，所述内壁将所述压力室(14)、所述溢流区域(16)、所述箱侧的排气通道(8a)、所述过滤器侧的排气通道(8b)和/或注入管侧的排气通道(8c)彼此隔开，并且其中欠压保护阀(42)被布置在形成于一个内壁或多个内壁(36a)中的开口(34d)中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中，所述先导阀(12)是SMA阀或EAP阀或电磁阀或气动阀。
16.根据权利要求5至15中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中，至少一个旁通阀(32、44、54a、54b)是SMA阀或EAP阀或电磁阀或气动阀。
17.根据权利要求6至16中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，其中，至少一个再循环阀(38、56)是SMA阀或EAP阀或电磁阀或气动阀。
18.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元用于从所述燃料箱或向所述燃料箱中受控制地和/或受操纵地和/或受调节地排放或引入流体。
19.根据权利要求18所述的阀单元(2a、2b、2c、2d)，所述阀单元用于从所述燃料箱或向所述燃料箱中受控制地和/或受操纵地和/或受调节地排放或引入气体或者空气或者富含或饱和有碳氢化合物的空气。
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