DE10137986A1

DE10137986A1 - Be-und Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstofftank

Info

Publication number: DE10137986A1
Application number: DE10137986A
Authority: DE
Inventors: Stefan Fuehling; Hartmut Ranke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: US20040206392A1; WO2003016083A1; DE10137986C2; EP1412215A1; US6990961B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Be- und Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstofftank 1 eines Kraftfahrzeugs, mit einer zum Äußeren des Kraftstofftanks 1 führenden Lüftungsleitung 9, die über eine Belüftungsöffnung 16 einer Belüftungsverbindung größeren Durchströmquerschnitts und eine Entlüftungsöffnung 21 einer Entlüftungsverbindung geringen Durchströmquerschnitts mit dem Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 verbunden ist. Dabei mündet die Belüftungsverbindung mit ihrer Belüftungsöffnung 16 in einer Höhe 17 geringeren Füllstandes als die Entlüftungsöffnung 19 der Entlüftungsverbindung in den Innenraum des Kraftstofftanks 1. Durch ein Roll-over-Ventil 10 ist der der Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 von der Lüftungsleitung 9 absperrbar. Belüftungsverbindung und Entlüftungsverbindung münden in einen gemeinsamen Lüftungskanal 20, der zu dem einzigen Roll-over-Ventil 10 führt, an dessen Auslaß die Lüftungsleitung 9 angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Be- und Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstofftank insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer zum Äußeren des Kraftstofftanks führenden Lüftungsleitung, die über eine Belüftungsöffnung einer Belüftungsverbindung größeren Durchströmquerschnitts und eine Entlüftungsöffnung einer Entlüftungsverbindung geringen Durchströmquerschnitts mit dem Innraum des Kraftstofftanks verbunden ist, wobei die Belüftungsverbindung mit ihrer Belüftungsöffnung in einer Höhe geringeren Füllstandes als die Entlüftungsöffnung der Entlüftungsverbindung in den Innenraum des Kraftstofftanks mündet und wobei durch ein Roll-over-Ventil der Innenraum des Kraftstofftanks von der Lüftungsleitung absperrbar ist.
Bei derartigen Be- und Entlüftungseinrichtungen dient die Belüftungsöffnung und Belüftungsverbindung dazu, daß bei einem Betankungsvorgang durch den eingefüllten Kraftstoff im Kraftstofftank verdrängtes Gas nach außen abzuführen. Erreicht der Füllstand beim Betankungsvorgang das Niveau der Belüftungsöffnung und wird diese dabei von dem Kraftstoff abgedeckt, kann kein Gas mehr durch die Belüftungsöffnung abgeleitet werden. Durch den von der Betankung zufliesenden und auf das restliche Gasvolumen im Kraftstofftank einwirkenden Kraftstoff wird in dem Kraftstofftank ein Druck aufgebaut, der auf die in den Einfüllstutzen des Kraftstofftanks eingeführte Tankpistole einwirkt und die in dieser Tankpistole enthaltene Abschaltautomatik betätigt. Damit wird eine weitere Befüllung des Kraftstofftanks beendet.
Die höher als die Belüftungsöffnung liegende Entlüftungsöffnung besitzt nur einen kleinen, als Drossel wirkenden Querschnitt, durch den nicht ausreichend Gas abgeleitet werden kann, um den beschriebenen Druckaufbau beim Betanken zu verhindern.
Die Entlüftungsöffnung dient dazu, das bei einem Temperaturanstieg sich vergrößernde Gasvolumen nach außen abzuleiten, damit kein Druckanstieg im Kraftstofftank erfolgt.
Um zu verhindern, daß bei einem Unfall und einem Überschlagen des Kraftfahrzeugs Kraftstoff über die Be- und Entlüftungsöffnungen aus dem Kraftstofftank auslaufen kann, sperren die Roll-over-Ventile bei der entsprechenden Lage des Kraftfahrzeugs die Be- und Entlüftungsöffnungen ab.
Bei einer Be- und Entlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art ist es bekannt, sowohl die Belüftungsöffnung als auch die Entlüftungsöffnung jeweils durch ein Roll-over-Ventil absperrbar auszubilden. Der Aufbau dieser Be- und Entlüftungseinrichtung ist sehr aufwendig und teuer und benötigt einen großen Bauraum.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Be- und Entlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau besitzt und nur einen geringen Bauraum benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Belüftungsverbindung und Entlüftungsverbindung in einen gemeinsamen Lüftungskanal münden, der zu einem einzigen Roll-over-Ventil führt, an dessen Auslaß die Lüftungsleitung angeschlossen ist.

Durch die Zusammenführung von Belüftungsverbindung und Entlüftungsverbindung vor dem Roll-over-Ventil kann auf ein zweites Roll-over-Ventil verzichtet werden, wodurch sich eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung sowie eine Reduzierung des erforderlichen Einbauraums ergibt.

Eine einzige Lüftungsleitung führt dann von dem Roll-over-Ventil entweder zum Einfüllstutzen des Kraftstofftanks und von dort weiter über ein Aktivkohlefilter nach außen. Die Lüftungsleitung kann aber auch direkt über ein Aktivkohlefilter nach außen geführt werden.

In einer einfachen Ausbildung kann die Belüftungsverbindung ein in den Kraftstoffbehälter ragendes Belüftungsrohr sein, dessen Innenraum über die Belüftungsöffnung mit dem Innenraum des Kraftstofftanks verbunden ist.

Ist darüber hinaus die Entlüftungsöffnung eine durchgehende radiale Ausnehmung im Belüftungsrohr, die in einer Höhe größeren Füllstandes als die Belüftungsöffnung den Innenraum des Kraftstofftanks mit dem Innenraum des Belüftungsrohres verbindet, so sind für die Entlüftung keine zusätzlichen Bauteile und kein zusätzlicher Bauraum erforderlich.

In einer weiteren ebenfalls einfach aufgebauten Ausführung kann die Entlüftungsöffnung ein Entlüftungsrohr geringeren Querschnitts als dem Querschnitt des Belüftungsrohres sein.

Dabei ist kein zusätzlicher Bauraum erforderlich, wenn sich das Belüftungsrohr und das Entlüftungsrohr axial, insbesondere koaxial in den Innenraum des Kraftstromtanks erstrecken.

Um einen ausreichenden Raum für ein Mindestgasvolumen in einem vollbetankten Kraftstofftank sicher zu stellen, kann die Belüftungsöffnung etwa in einer Höhe eines Füllstandes von 85% bis 90% des Gesamtvolumens des Kraftstofftanks in dessen Innenraum münden.

Mündet die Entlüftungsöffnung nahe der höchsten Stelle des Kraftstofftanks in dessen Innenraum, so ist eine Entlüftung des Tanks unter weitgehend allen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs sichergestellt.

In der Lüftungsleitung kann hinter dem Roll-over-Ventil ein Ausperlbehälter angeordnet sein, der dazu dient, daß in dem aus dem Kraftstoffbehälter abgeleiteten Gas enthaltene Kraftstoffpartikel abgesondert und dem Kraftstofftank zurückgeführt werden.

Ist das Roll-over-Ventil innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet, so wird die Menge des durch Permeation nach außerhalb des Kraftstofftanks dringenden Kraftstoffs besonders gering gehalten.

Das Roll-over-Ventil kann aber auch außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet sein.

Das Roll-over-Ventil weist vorzugsweise eine von einem Schließglied verschließbare Durchgangsöffnung auf, die von dem Lüftungskanal zu der Lüftungsleitung führt, wobei das Schließglied durch einen Schwerkraftkörper und/oder einen Schwimmkörper in Schließrichtung beaufschlagbar ist. Der Schwerkraftkörper beaufschlagt bei einer Kopflage des Kraftfahrzeugs mit seinem Gewicht das Schließglied und hält dieses auf der Durchgangsöffnung, so daß kein Kraftstoff auslaufen kann. Der Schwimmkörper dient dazu, das Schließglied die Durchgangsöffnung verschließend zu beaufschlagen, wenn es zu einem solchen Anstieg des Kraftstoffes im Kraftstofftank kommen sollte, daß der Schwimmkörper zum Aufschwimmen gebracht wird.

Die Lüftungsleitung kann direkt zu einem Aktivkohlefilter oder aber zu einem Einfüllstutzen des Kraftstofftanks und von dort weiter zu einem Aktivkohlefilter führen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Kraftstofftanks mit einer Be- und Entlüftungseinrichtung im Schnitt
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Be- und Entlüftungseinrichtung nach Fig. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Kraftstofftank 1 besitzt an seiner oberen Wand 2 eine Öffnung 3, in die eine Be- und Entlüftungseinrichtung 4 die Öffnung 3 verschließend eingesetzt ist.
Weiterhin besitzt der Kraftstofftank 1 einen an seinem rechten oberen Bereich einmündenden Einfüllstutzen 5.
Die Be- und Entlüftungseinrichtung 4 weist ein Deckelteil 6 mit einem Flansch 7 auf, das bis zur Auflage des Flansches 7 auf der oberen Wand 2 in die Öffnung 3 einführbar und durch das die Öffnung 3 verschließbar ist.
Einteilig ist an dem Deckelteil 6 ein nach außen führender Anschlußstutzen 8 mit einer zum äußeren des Kraftstofftanks 1 führenden Lüftungsleitung ausgebildet. Das tankseitige Ende der Lüftungsleitung 9 ist eine als Ventilsitz eines Roll-over-Ventils 10 ausgebildete Durchgangsöffnung 11, die von einem Schließglied 12 verschließbar ist. Das Schließglied 12 wird zum Verschließen in Richtung zum Tankäußeren bewegt.
Koaxial zur Durchgangsöffnung 11 erstreckt sich etwa senkrecht ein Belüftungsrohr 13 in den Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 hinein, das mit seinem oberen Ende am Deckelteil 6 befestigt ist und eine Führung für das Schließglied 12 bildet.
Auf der der Durchgangsöffnung 11 abgewandten Seite des Schließglieds 12 ist in dem Belüftungsrohr 13 weiterhin eine einen Schwerkraftkörper 14 bildende frei bewegliche Kugel angeordnet, durch die bei entsprechender Kopflage des Tanks das Schließglied 12 mit der Kraft ihres Gewichts gegen den Ventilsitz der Durchgangsöffnung 11 beaufschlagt und diese verschließt.
Um die Kugel nahe des Schließglieds 12 zu halten, ist unterhalb der Kugel im Belüftungsrohr 13 ein Gitter 15 angeordnet, das den Durchtrittsquerschnitt des Belüftungsrohres 13 aber nur unwesentlich reduziert.
Das Belüftungsrohr 13 mündet mit seiner Belüftungsöffnung 16 auf der Höhe 17 eines Füllstandes von 85% des Gesamtvolumens des Kraftstofftanks 1 in dessen Innenraum 18.
In Höhe des Schließglieds 12 nahe der höchsten Stelle des Kraftstofftanks 1 ist in dem Belüftungsrohr 13 radial gerichtet eine durchgehende Ausnehmung ausgebildet, die eine Entlüftungsverbindung 19 bildet, welche mit ihrer Entlüftungsöffnung 21 in den Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 mündet. Der Bereich im Belüftungsrohr 13 zwischen der Entlüftungsverbindung 19 und der Durchgangsöffnung 11 bildet einen Lüftungskanal 20, in den das über die Belüftungsöffnung 16 und die Belüftungsöffnung 21 in das Belüftungsrohr 13 vom Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 her eintretende Gas gemeinsam über das Roll-over-Ventil 10 und die Durchgangsöffnung 11 der Lüftungsleitung 9 zugeführt wird.
Die Belüftungsöffnung 16 besitzt einen erheblich größeren Durchtrittsquerschnitt als die als Drossel wirkende Entlüftungsöffnung 21, so daß bei der Betankung zu verdrängendes Gas zwar ungehindert über die Belüftungsöffnung 16 abgeführt werden kann, solange diese Belüftungsöffnung 16 noch nicht von dem Kraftstoff im Kraftstofftank 1 bedeckt und somit abgesperrt wird. Derartige beim Betanken verdrängte Gasvolumina sind aber zu groß, als daß sie über die verbleibende Entlüftungsöffnung 21 abgeführt werden könnten, so daß sich ein die Zapfpistole abschaltender Druck im Kraftstofftank 1 aufbaut.
Die Lüftungsleitung 9 ist von dem Anschlußstutzen 8 über einen Ausperlbehälter 22 bis zum Einfüllstutzen 5 weitergeführt und mündet dort in dessen oberes Ende. Durch den Ausperlbehälter werden in dem Gas enthaltene Kraftstoffpartikel abgesondert und über die Lüftungsleitung 9 und das offene Roll-over-Ventil 10 in den Innenraum 18 des Kraftstofftanks 1 zurückgeführt. Bezugszeichenliste 1 Kraftstofftank
2 obere Wand
3 Öffnung
4 Be- und Entlüftungseinrichtung
5 Einfüllstutzen
6 Deckelteil
7 Flansch
8 Anschlußstutzen
9 Lüftungsleitung
10 Roll-over-Ventil
11 Durchgangsöffnung
12 Schließglied
13 Belüftungsrohr
14 Schwerkraftkörper
15 Gitter
16 Belüftungsöffnung
17 Höhe
18 Innenraum
19 Entlüftungsverbindung
20 Lüftungskanal
21 Entlüftungsöffnung
22 Ausperlbehälter

Claims

1. Be- und Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstofftank insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer zum Äußeren des Kraftstofftanks führenden Lüftungsleitung, die über eine Belüftungsöffnung einer Belüftungsverbindung größeren Durchströmquerschnitts und eine Entlüftungsöffnung einer Entlüftungsverbindung geringen Durchströmquerschnitts mit dem Innenraum des Kraftstofftanks verbunden ist, wobei die Belüftungsverbindung mit ihrer Belüftungsöffnung in einer Höhe geringeren Füllstandes als die Entlüftungsöffnung der Entlüftungsverbindung in den Innenraum des Kraftstofftanks mündet und wobei durch ein Roll-over-Ventil der Innenraum des Kraftstofftanks von der Lüftungsleitung absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Belüftungsverbindung und Entlüftungsverbindung in einen gemeinsamen Lüftungskanal (20) münden, der zu dem einzigen Roll-over- Ventil (10) führt, an dessen Auslaß die Lüftungsleitung (9) angeschlossen ist.

2. Be- und Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsverbindung ein in den Kraftstoffbehälter (1) ragendes Belüftungsrohr (13) ist, dessen Innenraum über die Belüftungsöffnung (16) mit dem Innenraum (18) des Kraftstofftanks (1) verbunden ist.

3. Be- und Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (21) eine durchgehende radiale Ausnehmung im Belüftungsrohr (13) ist, die in einer Höhe größeren Füllstandes als die Belüftungsöffnung (16) den Innenraum (18) des Kraftstofftanks (1) mit dem Innenraum des Belüftungsrohres (13) verbindet.

4. Be- und Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung ein Entlüftungsrohr geringeren Querschnitts als dem Querschnitt des Belüftungsrohres ist.

5. Be- und Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ich das Belüftungsrohr und das Entlüftungsrohr axial, insbesondere koaxial in den Innenraum des Kraftstofftanks erstrecken.

6. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung (16) etwa in einer Höhe (17) eines Füllstandes von 85% bis 90% des Gesamtvolumens des Kraftstofftanks (1) in dessen Innenraum (18) mündet.

7. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (21) nahe der höchsten Stelle des Kraftstofftanks (1) in dessen Innenraum (18) mündet.

8. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lüftungsleitung (9) hinter dem Roll-over-Ventil (10) ein Ausperlbehälter (22) angeordnet ist.

9. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Roll-over-Ventil (10) innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist.

10. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Roll-over-Ventil außerhalb des Kraftstofftanks angeordnet ist.

11. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Roll-over-Ventil (10) eine von einem Schließglied (12) verschließbare Durchgangsöffnung (11) aufweist, die von dem Lüftungskanal (20) zu der Lüftungsleitung (9) führt, wobei das Schließglied (12) durch einen Schwerkraftkörper (14) und/oder einen Schwimmkörper in Schließrichtung beaufschlagbar ist.

12. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsleitung (9) zu einem Aktivkohlefilter führt.

13. Be- und Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsleitung (9) zu einem Einfüllstutzen (5) des Kraftstofftanks (1) führt.