DE10052399A1 - Kraftstoffbehälter mit integriertem Druckausgleichsbehälter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einem integrierten Druck-Ausgleichsbehälter sowie mit Entlüftungsventilen, die, in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet, linksseitig und rechtsseitig im Kraftstoffbehälter angeordnet sind und im Ausgleichsbehälter münden. Erfindungsgemäß erstreckt sich der flach bauende Ausgleichsbehälter nahezu über die gesamte Breite des Kraftstoffbehälters. Bevorzugt erstrecken sich die im Ausgleichsbehälter mündenden Leitungen innerhalb desselben von den Entlüftungsventilen nahezu bis zur dem jeweiligen Entlüftungsventil gegenüberliegenden Seite des Ausgleichsbehälters. Der Ausgleichsbehälter kann mit einer Vertiefung versehen sein, aus der sich dort ansammelnde Flüssigkeit mittels einer Pumpe, insbesondere mittels einer Saugstrahlpumpe, abziehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einem integrierten Druck-Ausgleichsbehälter sowie mit Entlüftungsventilen, die in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet linksseitig und rechtsseitig im Kraftstoff­ behälter angeordnet sind und im Ausgleichsbehälter münden. Zum techni­ schen Umfeld wird neben der DE 195 43 937 A1 insbesondere auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 199 51 969.2 verwiesen.

Ist - wie bspw. in letztgenannten deutschen Patentanmeldung beschrieben - ein Ausgleichsbehälter in den Innenraum eines Kraftstoffbehälters einge­ baut, so wird eine kompakte Bauweise erreicht. Ferner ist von Vorteil, dass die Anzahl von abzudichtenden Fügestellen verringert ist, so dass die Kraft­ stoffverdunstung reduziert wird. Darüber hinaus können durch die kompakte Bauweise wesentliche Prüfungen, zum Beispiel auf Dichtigkeit und Funktion, bereits vor dem Einbau des Kraftstoffbehälters in das Kraftfahrzeug erfolgen. Dabei können am Ausgleichsbehälter vorteilhafterweise wesentliche, bevor­ zugt sämtliche Ventile zum Entlüften des Kraftstoffbehälters, zur Begrenzung des Befüllniveaus, zur Regelung eines im Kraftstoffbehälter vorgegebenen Grenzdruckes sowie zum Auslaufschutz bei einem Überschlag (Roll-Over- Ventil) angeordnet sein, so dass die Zahl abzudichtender Fügestellen noch weiter verringert und somit die Kraftstoffverdunstung noch weiter reduziert werden kann.

Weitere Verbesserungen an einem Kraftstoffbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der flach bauende Ausgleichsbehälter nahezu über die gesamte Breite des Kraftstoff­ behälters erstreckt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß kann ein relativ großes Druck-Ausgleichsvolumen auch bei im Tank (bzw. im Kraftstoffbehälter) integrierter Bauweise dann erzielt werden, wenn sich dieses im wesentlichen über die gesamte Breite des Tanks (wenn man diesen in Fzg.-Fahrtrichtung betrachtet) erstreckt. Um da­ bei auch bei zur Seite hin geneigt abgestelltem Fahrzeug eine optimale Funktion des Ausgleichsbehälters zu gewährleisten und gleichzeitig ein mög­ lichst großes Kraftstoffbehälter-Volumen zu ermöglichen, soll der Aus­ gleichsbehälter möglichst flach, bevorzugt extrem flach bauen bzw. ausge­ bildet sein. Bei üblichen Kraftstoffbehälter-Volumina für Personenkraftwagen kann sich der Ausgleichsbehälter bspw. über 80% der Breite des Kraftstoff­ behälters erstrecken und eine Innenraum-Höhe von ca. 30 mm aufweisen, um ein ausreichendes Ausgleichsvolumen zur Verfügung zu stellen.

Bevorzugt erfolgt die zum Entlüften des Tanks gewünschte Verbindung zwi­ schen dem Tank-Innenraum und dem Volumen des Ausgleichsbehälters ü­ ber Entlüftungsleitungen, an deren freien Enden Entlüftungsventile vorgese­ hen sind, wobei zwei Entlüftungsleitungen vorgesehen sind und die Entlüf­ tungsventile jeweils linksseitig und rechtsseitig im Tank/Kraftstoffbehälter angeordnet sind. Überlappen sich dann die von den Entlüftungsventilen aus­ gehenden Entlüftungsleitungen innerhalb des Ausgleichsbehälters derart, dass sich die im Ausgleichsbehälter mündenden Leitungen von den Entlüf­ tungsventilen nahezu bis zur dem jeweiligen Entlüftungsventil gegenüberlie­ genden Seite des Ausgleichsbehälters erstrecken, so ist die Entlüftungsfunk­ tion bei praktisch jedweder Seitenneigung des Kraftfahrzeugs optimal ge­ währleistet.

Bevorzugt sind die Entlüftungsventile als Schwimmerventile ausgebildet, de­ ren Schwimmer diese Ventile bei steigendem Kraftstoffspiegel im Kraftstoff­ behälter verschließen, so dass im wesentlichen kein flüssiger Kraftstoff in den Ausgleichsbehälter gelangen kann. Beim Befüllen des Kraftstoffbehäl­ ters schließen dann diese Entlüftungsventile bei Erreichen eines vorbe­ stimmten Pegelstandes, wonach - mit weiterem Befüllen - der Druck im Kraftstoffbehälter ansteigt, was dann erwünschtermaßen zu einem Abschal­ ten der Tankzapfpistole führt.

Sollte jedoch eine geringe Menge von flüssigem Kraftstoff in den Aus­ gleichsbehälter gelangen, so wird vorgeschlagen, diese in einer im Aus­ gleichsbehälter vorgesehenen Vertiefung zu sammeln und von dort aus mit­ tels einer Pumpe, insbesondere mittels einer Saugstrahlpumpe, die außer­ halb des Ausgleichsbehälters angeordnet ist und bevorzugt über eine an sich bekannte Kraftstoffrücklaufleitung betrieben wird, abzuziehen.

Selbstverständlich ist auch eine Verbindung zwischen dem Druck- Ausgleichsbehälter und letztlich der Umgebung erforderlich, wie üblich unter Zwischenschaltung eines Aktivkohlefilters oder allg. einer sog. HC-Falle, das/die wie üblich gespült werden kann, d. h. die darin zwischengespeicher­ ten Kohlenwasserstoffe werden zu geeigneten Zeitpunkten der das Kraft­ fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt. Be­ vorzugt ist die Verbindung zwischen dem Ausgleichsbehälter und der HC- Falle von der geodätisch am weitesten obenliegenden Stelle des Aus­ gleichsbehälters abzweigend vorgesehen, wobei bevorzugt ein Labyrinth oder dgl. einen Austritt von flüssigem Kraftstoff verhindert. In diesem Bereich kann auch ein Roll-Over-Ventil oder allg. ein Sicherheitsventil vorgesehen sein, welches zusätzlich einen unzulässigen Druckaufbau (positiv oder nega­ tiv) im Kraftstoffbehälter verhindert.

Die beigefügte Prinzipskizze (Fig. 1) zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung im Querschnitt, d. h. einen erfindungsgemäßen Fzg.- Kraftstoffbehälter bei Ansicht von hinten (in Fahrtrichtung) auf das Kraftfahr­ zeug, bspw. einen PKW.

Stark vereinfacht dargestellt ist ein Kraftstoffbehälter 2 eines Kraftfahrzeu­ ges, der zwei Kammern 3 und 4 aufweist. Die beiden Kammern 3 und 4 sind über einen Sattel oder Verbindungsabschnitt 5 miteinander verbunden. Da­ bei ist oberhalb eines maximalen Befüllniveaus 7 des Kraftstoffbehälters 2 ein Druck-Ausgleichsbehälter 8 innerhalb des Kraftstoffbehälters 2 angeord­ net. Dieser erstreckt sich wie ersichtlich nahezu über die gesamte Breite des Kraftstoffbehälters 2 und baut dabei derart flach, dass er zwischen dem ma­ ximalen Befüllniveau 7 und der oberen Begrenzungswand 6 des Kraftstoff­ behälters 2 liegt.

Über eine erste Entlüftungs-Leitung 9 ist der Ausgleichsbehälter 8 mit einem als Schwimmerventil ausgebildeten Entlüftungsventil 10 verbunden, das sich in der gezeigten Ausführungsform in der Kammer 3 des Kraftstoffbehälters 2 in einer solchen Höhe befindet, dass das Schwimmerventil 10 bzw. der Schwimmer 10' desselben beim maximalen Befüllniveau 7 in den sich im Kraftstoffbehälter 2 befindlichen Kraftstoff eintaucht und dabei das Entlüf­ tungsventil 10 verschließt. Hingegen ist das Schwimmer-Entlüftungsventil 10 in der Kammer 3 geöffnet, wenn die in der Kammer 3 befindliche Kraftstoff­ menge 10 bis 20% unterhalb des maximalen Befüllniveaus 7 liegt. Auf diese Weise ist die Entlüftung im Kraftstoffbehälter 2 bis zu einer Befüllung des Kraftstoffbehälters 2 mit 80-90% der maximalen Kraftstoffmenge drucklos.

An dem Ausgleichsbehälter 8 ist eine weitere Entlüftungs-Leitung 12 ange­ schlossen, an deren Ende ein weiteres Schwimmer-Entlüftungsventil 15 angeordnet ist. Dieses Schwimmerventil 15 ist, wie dies aus der Figurendarstel­ lung hervorgeht, geringfügig höher als das erste Entlüftungsventil 10 ange­ ordnet und in einem Bereich des maximalen Befüllniveaus 7 zuzüglich eines Expansionsvolumens von 3 bis 10% noch offen. Dabei besitzt die Entlüf­ tungs-Leitung 12 einen größeren Durchmesser als die Entlüftungs-Leitung 9, so dass erstere insbesondere auch die Entlüftung während eines Befüllens des Kraftstoffbehälters 2 übernehmen kann.

Um auch bei einer um die Fahrzeuglängsachse geneigten Lage des Kraft­ stoffbehälters 2, d. h. bei zu einer Seite hin geneigtem Kfz (und folglich eben­ so geneigtem Kraftstoffbehälter 2) eine optimale Entlüftungsfunktion über die Entlüftungs-Leitungen 9, 12 zu gewährleisten, erstrecken sich die im Aus­ gleichsbehälter 8 mündenden Entlüftungs-Leitungen 9, 12 innerhalb dessel­ ben von den Entlüftungsventilen 10 bzw. 15 weg nahezu bis zur dem jeweili­ gen Entlüftungsventil 10 bzw. 15 gegenüberliegenden Seite des Ausgleichs­ behälters 8.

Sollte trotz der soweit beschriebenen Maßnahmen flüssiger Kraftstoff aus dem Tank/Kraftstoffbehälter 2 in den Ausgleichsbehälter 8 gelangen, so kann sich dieser in einer im Ausgleichsbehälter 8 vorgesehenen Vertiefung 23 sammeln und von dort aus mittels einer (nicht gezeigten) Pumpe, insbe­ sondere mittels einer Saugstrahlpumpe, die außerhalb des Ausgleichsbehäl­ ters 8 angeordnet ist und bevorzugt über eine an sich bekannte Kraftstoff­ rücklaufleitung betrieben wird (ebenfalls nicht dargestellt), abgezogen wer­ den. Dies ist in der Zeichnung durch ein entsprechendes Leitungsstück 25 verdeutlicht.

Mit der Bezugsziffer 18 ist eine vom Ausgleichsbehälter 8 über ein Aktivkoh­ lefilter 24 oder dgl. letztlich in der Umgebung mündende Leitung bezeichnet, über die der Ausgleichsbehälter 8 quasi "entleert" werden bzw. auf Umgebungsdruck-Niveau gehalten werden kann. Dabei kann das Aktivkohlefilter 24 oder eine entsprechende sog. HC-Falle auch direkt am oder im Kraft­ stoffbehälter 2 angeordnet sein. In dieser Leitung 18 ist ferner ein sog. Si­ cherheitsventil 19 vorgesehen, wobei es sich hier um ein einfaches Roll- Over-Ventil, alternativ aber auch um ein zusätzliche Funktionen wahrneh­ mendes Ventil handeln kann. Vereinfacht vergrößert dargestellt ist dieses Sicherheitsventil 19 in Fig. 2. Bspw. als Grenzdruckventil fungierend kann dieses Sicherheitsventil 19 eine Übertankung durch langsames Nachfüllen in den Kraftstoffbehälter 2 verhindern. In einer weiteren Funktion kann das Si­ cherheitsventil 19 ab einem bestimmten Überdruck und/oder Unterdruck öff­ nen, so dass evtl. vorhandener Überdruck und/oder Unterdruck im Kraft­ stoffbehälter 2 abgebaut werden kann, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentan­ sprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug mit einem integrierten Druck- Ausgleichsbehälter (8) sowie mit Entlüftungsventilen (10, 15), die in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet linksseitig und rechtsseitig im Kraftstoffbehälter (2) angeordnet sind und im Ausgleichsbehälter (8) münden, dadurch gekennzeichnet, dass sich der flach bauende Ausgleichsbe­ hälter (8) nahezu über die gesamte Breite des Kraftstoffbehälters (2) erstreckt.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die im Ausgleichsbehälter (8) mündenden Entlüftungs-Leitungen (9, 12) innerhalb desselben von den Entlüftungsventilen (10, 15) nahezu bis zur dem jeweiligen Entlüf­ tungsventil gegenüberliegenden Seite des Ausgleichsbehälters (8) erstrecken.

3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (8) mit einer Vertiefung (23) versehen ist, aus der sich dort ansammelnde Flüssig­ keit mittels einer Pumpe, insbesondere mittels einer Saugstrahlpumpe abziehbar ist.

4. Kraftstoffbehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Ausgleichsbehäl­ ters (8) ein Sicherheitsventil (19) vorgesehen ist.