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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Es
ist schon eine Vorrichtung zum dosierten Zumischen von verflüchtigtem
Kraftstoff in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine aus der
DE 195 16 545 A1 bekannt
mit einem Tankentlüftungsventil, das
stromab eines den verflüchtigten
Kraftstoff aufnehmenden Speichers angeordnet ist und einen mit einem
Ventilsitz zusammenwirkenden Schließkörper aufweist. Durch Öffnen des
Tankentlüftungsventils kann
unter Ausnutzung eines Unterdrucks in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine
Frischluft aus der Atmosphäre über den
Speicher angesaugt werden, wobei der Speicher aus einem Kraftstofftank
verflüchtigten
Kraftstoff an die Frischluft abgibt und der verflüchtigte
Kraftstoff zusammen mit der Frischluft in das Ansaugrohr gelangt
und damit der Brennkraftmaschine zugeführt wird. In neuerer Zeit sind
die über den
Speicher angesaugten Luftmengen derart vergrößert worden, daß Luftpulsationen
in der Vorrichtung entstehen. Die Luftpulsationen machen sich durch
störende
Strömungsgeräusche bemerkbar.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß auf
einfache Art und Weise eine Verringerung der Luftpulsationen erreicht
wird, indem stromab des Speichers und stromauf des Ventilsitzes
ein Beruhigungsraum vorgesehen ist, der die Luftpulsationen dämpft.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Vorrichtung möglich.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist das Volumen des Beruhigungsraums
größer als
10 cm3.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn das Entlüftungsventil
ein Gehäuse
mit einem Einlaß und
einem Auslaß aufweist,
wobei der Beruhigungsraum im Bereich stromab des Einlasses und stromauf
des Ventilsitzes angeordnet ist, da es einfacher und kostengünstiger
ist, den Beruhigungsraum im Entlüftungsventil
zu integrieren als den Beruhigungsraum stromauf des Entlüftungsventils
separat vorzusehen.
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Auch
vorteilhaft ist, wenn das Gehäuse
einen Gehäuseinnenraum
aufweist, der durch einen Boden in zwei Abschnitte aufgeteilt ist,
wobei der dem Einlaß zugewandte
Abschnitt der Beruhigungsraum ist.
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Desweiteren
vorteilhaft ist, wenn an dem Boden ein Stutzen mit zumindest einer
Durchlaßöffnung angeordnet
ist, wobei der Beruhigungsraum durch die zumindest eine Durchlaßöffnung mit
dem Gehäuseinnenraum
stromab des Beruhigungsraums strömungsverbunden
ist. Durch die Trennung des Beruhigungsraums von dem übrigen Gehäuseinnenraum mittels
des Bodens und die durch den Stutzen erzeugte Umlenkung des Gases
werden die Luftpulsationen noch weiter verringert.
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Weiterhin
vorteilhaft ist, wenn in dem Beruhigungsraum ein Mittel zum Zwischenspeichern
von Kraftstoffdämpfen
vorgesehen ist, da auf diese Weise eine gleichmäßige Zumischung von Kraftstoffdämpfen in
das Ansaugrohr, insbesondere nach dem Start der Brennkraftmaschine,
erreicht wird.
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Sehr
vorteilhaft ist es, wenn das Mittel zum Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen ein
Vliesgewebe ist. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen,
das Vliesgewebe aus einem kraftstoffbeständigem Kunststoff herzustellen.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungsventil
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
und 2 ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungsventil
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungsventil
zum dosierten Zumischen von aus einem Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine
verflüchtigtem
Kraftstoff in die Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Ein
Tankentlüftungsventil
ist beispielsweise aus der
DE
101 12 661 A1 bekannt, wobei deren Inhalt ausdrücklich Teil
der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.
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Das
Tankentlüftungsventil
wird eingangsseitig beispielsweise an einen Aktivkohlefilter und
ausgangsseitig zumindest mittelbar an ein Ansaugrohr oder einen
Zylinder einer Brennkraftmaschine angeschlossen. Durch Öffnen des
Tankentlüftungsventils kann
unter Ausnutzung eines Unterdrucks in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine
Frischluft aus der Atmosphäre über den
Aktivkohlefilter angesaugt werden, wobei der Aktivkohlefilter aus
einem Kraftstofftank verflüchtigten
Kraftstoff an die Frischluft abgibt und der verflüchtigte
Kraftstoff zusammen mit der Frischluft in das Ansaugrohr gelangt
und damit der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Ein Steuergerät steuert über eine Öffnungszeit
des Tankentlüftungsventils
die Menge des zugemischten Kraftstoffes. Dabei kann das Tankentlüftungsventil
durch abwechselndes Öffnen
und Schließen
taktend angesteuert sein.
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Das
Tankentlüftungsventil
besteht beispielsweise aus einem zweiteiligen Gehäuse 1 mit
einem ersten Gehäuseteil 2,
das beispielsweise topfförmig ausgebildet
ist, und mit einem zweiten Gehäuseteil 3, das
beispielsweise deckelförmig
ausgebildet ist. Das erste Gehäuseteil 2 hat
beispielsweise einen Eingangsanschluß 4 zum zumindest
mittelbaren Anschließen
an einen mit beispielsweise Aktivkohle gefüllten Speicher 5 für den verflüchtigten
Kraftstoff. Der Eingangsanschluß 4 weist
einen Einlaß 6 auf, der
im Bereich eines Gehäusebodens 8 des
topfförmigen
ersten Gehäuseteils 2 über eine Öffnung 9 in einen
von dem ersten Gehäuseteil 2 und
dem zweiten Gehäuseteil 3 eingegrenzten
Gehäuseinnenraum 10 des
Gehäuses 1 mündet. Der
Einlaß 6 ist
an einem der Öffnung 9 abgewandten
Ende zumindest mittelbar mit dem Speicher 5 verbunden.
Der erste Gehäuseteil 2 weist
beispielsweise an seinem Umfang einen einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbundenen
Stecker 11 auf, der elektrische Anschlusselemente 12 zum
Anschluss an äußere Steckkontakte
aufweist. Das zweite Gehäuseteil 3 ist
beispielsweise in einer Gehäuseaussparung 13 des
ersten Gehäuseteils 2 zentriert
angeordnet.
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In
dem Gehäuseinnenraum 10 des
topfförmigen
ersten Gehäuseteils 2 ist
beispielsweise ein topfförmiger
Magnettopf 15 angeordnet, in dem ein Aktor, beispielsweise
ein Elektromagnet 16, vorgesehen ist. Der topfförmige Magnettopf 15 hat
einen Topfboden 19, der in dem ersten Gehäuseteil 2 dem
Gehäuseboden 8 zugewandt
ist, und auf der dem Topfboden 19 gegenüberliegenden Stirnseite einen
nach radial außen
zeigenden Topfkragen 20.
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Der
Elektromagnet 16 weist eine ringförmig um einen Magnetkern 17 angeordnete
Erregerspule 18 auf. Der Magnetkern 17 überragt
die Erregerspule 18 in seiner Längserstreckung bis zu dem Topfkragen 20.
Der Magnetkern 17 weist auf der dem Topfkragen 20 zugewandten
Stirnseite beispielsweise eine Aussparung 23 auf, in der
ein Federelement, beispielsweise eine schraubenförmige Druckfeder 24,
angeordnet ist.
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Auf
der dem Gehäuseboden 8 des
ersten Gehäuseteils 2 zugewandten
Seite des zweiten Gehäuseteils 3 ist
ein Ventilsitz 25 ausgebildet.
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An
dem zweiten Gehäuseteil 3 ist
ein Ausgangsanschluß 26
zum zumindest mittelbaren Anschließen an ein Ansaugrohr 27 einer
Brennkraftmaschine vorgesehen. Der Ausgangsanschluß 26 hat einen
Auslaß 30,
der über
eine am Ventilsitz 25 angeordnete Ventilöffnung 31 in
den Gehäuseinnenraum 10 führt, und
ist an einem der Ventilöffnung 31 abgewandten
Ende zumindest mittelbar mit dem Ansaugrohr 27 verbunden.
Der Ventilsitz 25 ist beispielsweise ringförmig um
die Ventilöffnung 31 herum
vorgesehen.
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Der
Ventilsitz 25 des zweiten Gehäuseteils 3 ist beabstandet
zum Topfkragen 20 des Magnettopfes 15 angeordnet.
Zwischen dem Ventilsitz 25 und dem Topfkragen 20 ist
ein Schließkörper 32 in
axialer Richtung beweglich vorgesehen. Der Topfkragen 20 dient
als Anschlag zur Begrenzung der Hubbewegung des Schließkörpers 32.
Der Schließkörper 32 überdeckt
die Ventilöffnung 31 beim
Anliegen am Ventilsitz 25 und schließt dabei die Ventilöffnung 31 dicht
ab. Hebt der Schließkörper 32 vom
Ventilsitz 25 ab, ist die Ventilöffnung 31 geöffnet.
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Das
Gehäuse 1 hat
beispielsweise eine Ventilachse 33. Der Eingangsanschluß 4 mit
dem Einlaß 6,
der Ausgangsanschluß 26 mit
dem Auslaß 30,
der erste Gehäuseteil 2,
der zweite Gehäuseteil 3,
der Magnettopf 15 mit dem Magnetkern 17 und der
Erregerspule 18 und der Schließkörper 32 sind beispielsweise
konzentrisch zu der Ventilachse 33 angeordnet.
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Der
Auslaß 30 ist
beispielsweise als Düse ausgebildet,
verengt sich von der Ventilöffnung 31 aus
in Strömungsrichtung
bis zu einem engsten Kanalquerschnitt 34 und erweitert
sich anschließend
bis zu dem der Ventilöffnung 31 abgewandten
Ende.
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Der
Gehäuseboden 8 und
der Topfboden 19 des Magnettopfes 15 sind beabstandet
zueinander, so daß in
dem Gehäuseinnenraum 10 ein
hohler Ventileingangsraum 37 gebildet ist. Der Ventileingangsraum 37 kann
einen Filter zur Abscheidung von Schmutzpartikel aufweisen. Der
Gehäuseinnenraum 10 zwischen
dem Ventilsitz 25 und dem Topfkragen 20 wird als
Ventilraum 38 bezeichnet. Der Ventileingangsraum 37 und
der Ventilraum 38 sind über
zumindest einen Seitenkanal 39 miteinander verbunden. Der
Seitenkanal 39 ist zumindest abschnittsweise beispielsweise
durch einen Spalt zwischen dem topfförmigen Magnettopf 15 und
dem ersten Gehäuseteil 2 gebildet.
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Der
Schließkörper 32 besteht
aus einem metallischen Grundkörper 36,
der beispielsweise scheibenförmig
ausgebildet und aus einem magnetisierbaren Metall hergestellt ist.
An dem metallischen Grundkörper 36 ist
im Bereich der Ventilöffnung 31 beispielsweise
zumindest eine als Durchgangsöffnung
ausgebildete und in Richtung Magnetkern 17 verlaufende
Druckausgleichsöffnung 35 vorgesehen. Dadurch
wirkt der über
den Auslaß 30 wirkende Druck
des Ansaugrohrs 27 sowohl auf eine dem Ventilsitz 25 zugewandte
Teilfläche
als auch auf eine dem Ventilsitz abgewandte Teilfläche des
metallischen Grundkörpers 36,
so daß der
Elektromagnet 16 beim Öffnen
des Tankentlüftungsventils
nur die Kraft der Druckfeder 24 und nicht zusätzlich eine
beispielsweise in Richtung Ventilsitz 25 wirkende Ansaugkraft
zu überwinden
hat. An dem metallischen Grundkörper 36 des
Schließkörpers 32 ist
im Bereich des Ventilsitzes 25 auf der dem Ventilsitz 25 zugewandten
Seite ein elastisches Dichtungselement 40 vorgesehen. Das
Dichtungselement 40 dichtet den Ventilsitz 25 bei
geschlossenem Tankentlüftungsventil
ringförmig um
die Ventilöffnung 31 herum
ab, so daß kein
Gas aus dem Speicher 5 über
die Ventilöffnung 31 des Tankentlüftungsventils
in das Ansaugrohr 27 strömen kann.
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Der
Grundkörper 36 des
Schließkörpers 32 hat
im Bereich des Topfkragens 20 auf der dem Ventilsitz 25 abgewandten
Seite ein elastisches Dämpfungselement 41.
Das Dämpfungselement 41 dämpft das
Aufprallen des Grundkörpers 36 auf
den Topfkragen 20 beim Öffnen
des Tankentlüftungsventils,
so daß keine
störenden
Geräusche
entstehen. Das Dämpfungselement 41 weist
beispielsweise noppenförmige,
in Richtung Topfkragen 20 ragende Erhebungen 42 auf,
die den Topfkragen 20 bei Annäherung des Grundkörpers 32 an
den Topfkragen 20 zeitlich vor dem Grundkörper 32 berühren.
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Am
Grundkörper 36 des
Schließkörpers 32 ist
im Bereich des Magnetkerns 17 auf der dem Ventilsitz 25 abgewandten
Seite ein elastisches Membranelement 44 angeordnet, das
vom Grundkörper 36 ausgehend
in Richtung des Topfbodens 19 verläuft, zumindest abschnittsweise
den Magnetkern 17 ringförmig
umgreift und mit einer wulstförmigen
Verdickung 48 in einer weiteren Aussparung 45 des
Magnetkerns 17 angeordnet ist. Die weitere Aussparung 45 ist
beispielsweise als ringförmig
umlaufende Nut in dem Magnetkern 17 vorgesehen. Das elastische Membranelement 44 schließt auf der
dem Ventilsitz 25 abgewandten Seite des Grundkörpers 36 zusammen
mit dem Magnetkern 17 und dem Grundkörper 36 ein Volumen 50 ein,
das über
zumindest eine Druckausgleichsöffnung 49 im
Grundkörper 36 mit dem
Ventilraum 38 strömungsverbunden
ist. Die zumindest eine Druckausgleichsöffnung 49 des Grundkörpers 36 ist
beispielsweise im Bereich der Ventilöffnung 31 vorgesehen,
so daß der
Schließkörper 32 bei
geschlossenem Tankentlüftungsventil
druckausgeglichen ist. Durch die zumindest eine Druckausgleichsöffnung 49 liegt
bei geschlossenem Tankentlüftungsventil
im Volumen 50 der gleiche Druck vor wie im Auslaß 30,
so daß der
Elektromagnet 16 nur die Federkraft der Druckfeder 24 und
nicht die Druckdifferenz am Schließkörper 32 zum Öffnen des Tankentlüftungsventils überwinden
muß. Daher
benötigt
der Elektromagnet 16 zum Öffnen des Tankentlüftungsventils
eine geringere Spannung als beim Stand der Technik.
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Der
Grundkörper 36 des
Schließkörpers 32 weist
Durchgangsöffnungen 47 auf, über die
das Dichtungselement 40 mit dem Membranelement 44 beispielsweise
einteilig verbunden ist.
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Das
Membranelement 44 weist zwischen der Verdickung 48 und
der dem Ventilsitz 25 abgewandten Seite des Grundkörpers 36 beispielsweise
eine Membranfalte 46 auf, die eine Bewegung des Schließkörpers 32 zwischen
Ventilsitz 25 und Topfkragen 20 ermöglicht.
Der Schließkörper 32 ist
mittels des Membranelements 44 beweglich am Magnetkern 17 gelagert.
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Das
Dichtungselement 40, das Dämpfungselement 41 und
das Membranelement 44 sind beispielsweise am Grundkörper 36 des
Schließkörpers 32 angeordnet
und beispielsweise einteilig miteinander verbunden.
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Das
Tankentlüftungsventil
ist stromlos geschlossen, da die Druckfeder 24 den Schließkörper 32 mit
dem Dichtungselement 40 gegen den Ventilsitz 25 drückt. Wird
die Erregerspule 18 des Elektromagneten 16 bestromt,
entsteht im Magnettopf 15 ein Magnetfeld, das den Schließkörper 32 vom
Ventilsitz 25 abhebt und in Richtung Topfkragen 20 zieht. Durch
diese von dem Magnetfeld bewirkte Hubbewegung ist die Ventilöffnung 31 und
damit das Tankentlüftungsventil
geöffnet,
so daß Gas
aus dem Speicher 5 über
den Einlaß 6,
den Ventileingangsraum 37, den Seitenkanal 39,
den Ventilraum 38, die Ventilöffnung 31 und den
Auslaß 30 in
Richtung Ansaugrohr 27 strömen kann. Der Hub des Schließkörpers 32 beträgt beispielsweise
0,6 Millimeter. Das Dosieren des über das Tankentlüftungsventil
strömenden Gas-Volumenstroms
geschieht beispielsweise durch taktendes Öffnen und Schließen des
Tankentlüftungsventils.
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Erfindungsgemäß ist stromab
des Speichers 5 und stromauf des Ventilsitzes 25 ein
Beruhigungsraum 51 vorgesehen, um Luftpulsationen zu dämpfen. Diese
Luftpulsationen können
beispielsweise durch das taktende Öffnen und Schließen des Tankentlüftungsventils
entstehen und führen
zu störenden
Geräuschen.
Das Volumen des Beruhigungsraums 51 ist beispielsweise
größer als
10 cm3. Je größer das Volumen des Beruhigungsraums 51 ausgebildet
ist, desto geringer sind die Luftpulsationen.
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Das
Beruhigungsvolumen 51 ist beispielsweise im Tankentlüftungsventil
integriert und im Bereich stromab des Einlasses 6 und stromauf
des Ventilsitzes 25 vorgesehen. Beispielsweise ist das
Beruhigungsvolumen 51 in dem Ventileingangsraum 37 angeordnet,
wobei der als Beruhigungsvolumen 51 wirkende Ventileingangsraum 37 gegenüber dem Stand
der Technik deutlich größer ausgebildet
ist. Die Anordnung des Beruhigungsvolumens 51 in dem Tankentlüftungsventil
ist kostengünstiger
als das Vorsehen eines separaten Beruhigungsraums außerhalb
des Tankentlüftungsventils.
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In
dem Beruhigungsraum 51 ist beispielsweise ein Mittel 52 zum
Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen vorgesehen, das Kraftstoffdämpfe, die nach
dem Abschalten der Brennkraftmaschine bei geschlossenem Tankentlüftungsventil
in der Leitung stromauf des Ventilsitzes 25 und stromab
des Speichers 5 verbleiben, zwischenspeichert. Auf diese Weise gelangt
beim Öffnen
des Tankentlüftungsventils
nach einem erneuten Start der Brennkraftmaschine kein überhöhter Schwall
von Kraftstoffdämpfen
in das Ansaugrohr 27, da der Zwischenspeicher 52 die Kraftstoffdämpfe nur
langsam an den in Richtung Ansaugrohr 27 fließenden Luftstrom
abgibt. Beim Stand der Technik kommt es dagegen vor, daß nach dem Start
der Brennkraftmaschine eine sehr große Menge an Kraftstoffdämpfen aus
der Leitung stromauf des Ventilsitzes 25 und stromab des
Speichers 5 in das Ansaugrohr 27 zugemischt wird,
wobei anschließend die
Menge an Kraftstoffdämpfen
aus der Tankentlüftung
wieder stark abnimmt. Im Zusammenwirken mit einer Motorsteuerung,
die die Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine unter
anderem abhängig
von der Menge an Kraftstoffdämpfen
aus der Tankentlüftung
regelt, führt
dies beim Stand der Technik zu einem unruhigen Lauf der Brennkraftmaschine.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung
der Vorrichtung werden die Kraftstoffdämpfe beim Start der Brennkraftmaschine
gleichmäßiger als
beim Stand der Technik in das Ansaugrohr 27 zugemischt,
so daß die
nachteiligen Wirkungen des Standes der Technik vermieden oder zumindest
verringert werden.
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Das
Mittel 52 zum Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen ist
beispielsweise ein Vliesgewebe, das in den Beruhigungsraum 51 eingelegt
ist, wobei das Vliesgewebe das Volumen des Beruhigungsraums 51 teilweise
oder vollständig
ausfüllen
kann. Das Vliesgewebe ist beispielsweise aus einem kraftstoffbeständigen Kunststoff,
beispielsweise Polyester, hergestellt. Das Mittel 52 zum
Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen wirkt zusätzlich auch
als Schmutzfilter, der Partikel aus der Luft mit den Kraftstoffdämpfen entfernt
und auf diese Weise den Ventilsitz 25 vor Verschmutzen
und einer daraus resultierenden Undichtigkeit schützt. Außerdem dient
das Mittel 52 zum Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen einer
weiteren Verringerung der Luftpulsationen.
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes Tankentlüftungsventil
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Bei
der Vorrichtung nach 2 sind die gegenüber der
Vorrichtung nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden
Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
Vorrichtung nach 2 unterscheidet sich von der
Vorrichtung nach 1 darin, daß zwischen dem Gehäuseboden 8 und
dem Topfboden 19 des Magnettopfes 15 ein Boden 55 vorgesehen
ist, der den Beruhigungsraum 51 von dem übrigen Gehäuseinnenraum 10 stromab
des Beruhigungsraums 51 trennt. Der Boden 55 trennt
den Gehäuseinnenraum 10 in
zwei Abschnitte auf, wobei der dem Einlaß 6 zugewandte Abschnitt
der Beruhigungsraum 51 ist.
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An
dem Boden 55 ist beispielsweise ein Stutzen 56 angeordnet,
der in den Beruhigungsraum 51 vorsteht. Der Stutzen 56 und/oder
der Boden 55 weist zumindest eine Durchlaßöffnung 57 auf, über die
der Beruhigungsraum 51 mit einem Stutzenhohlraum 58 des
Sutzens 56 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 10 stromab
des Beruhigungsraums 51 strömungsverbunden ist. Die Durchlaßöffnungen 57 sind
beispielsweise am Umfang des Stutzens 56 vorgesehen. Der
Stutzen 56 ist beispielsweise ringförmig umgeben von dem Mittel 52 zum
Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen. Das in den Beruhigungsraum 51 eintretende
Gas durchströmt
zunächst
das Mittel 52 zum Zwischenspeichern von Kraftstoffdämpfen, wird
um einen Winkel von größer gleich
90 Grad umgelenkt und gelangt über
die Durchlaßöffnungen 57 in
den Gehäuseinnenraum 10 stromab
des Beruhigungsraums 51. Durch die Trennung des Beruhigungsraums 51 von
dem übrigen Gehäuseinnenraum 10 mittels
des Bodens 55 und die durch den Stutzen 56 erzeugte
Umlenkung des Gases werden die Luftpulsationen noch weiter verringert.