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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Bereich von Zapfmodulen und ihrem
Zubehör
für den Kraftstofftank
eines Kraftfahrzeugs.
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Genauer
betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung bestehend aus
einem Zapfmodul und einem Filter, beispielsweise einem Aktivkohlefilter
oder äquivalenten
Filter, wobei die Anordnung dafür
vorgesehen ist in das Innere eines Kraftstofftanks durch eine hierfür beispielsweise
in der oberen Wand des Tanks ausgebildete Öffnung eingesetzt zu werden,
um dort auf seinem Boden positioniert zu werden.
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Zur
Einhaltung der Umweltschutznormen und zur Begrenzung der Kohlenwasserstoffdampfemissionen
in die Atmosphäre
müssen
Kraftfahrzeuge heutzutage mit einem Filter ausgerüstet sein,
der diese aus dem Tank abgegebenen Dämpfe einfängt und speichert, bevor sie
in dem Motor recycelt werden. Diese unter der englischen Ausdrucksweise „canister" bekannten Filter
bestehen allgemein aus einem Gehäuse,
das Aktivkohle enthält.
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Trotz
der hohen Nachfrage sind die Anordnungen, die ein Zapfmodul und
einen Fänger
für die Kraftstoffdämpfe bildenden
Filter vereinen, und die bisher vorgeschlagen worden sind, nicht
vollständig zufrieden
stellend. Insbesondere führen
diese bekannten Vorrichtungen allgemein zu Einbauschwierigkeiten.
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In
der am 28. September 2004 in Frankreich unter der Nummer 04 10243
eingereichten Patentanmeldung ist eine solche Anordnung vorgeschlagen worden,
die aus einem Zapfmodul und einem Aktivkohlefilter besteht, und
bei welcher der Aktivkohlefilter mit dem Zapfmodul durch eine Kniegelenkvorrichtung
verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung hat nunmehr das Ziel die bestehenden Vorrichtungen
weiterzubilden, insbesondere indem ihr Aufbau vereinfacht wird.
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Dieses
Ziel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung erreicht dank einer
Anordnung, die aus einem Zapfmodul und einem Filter besteht, und
die dafür
bestimmt ist im Inneren eines Kraftstofftanks für ein Kraftfahrzeug angeordnet
zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Zapfmodul auf einem von
dem Filter getragenen elastischen Träger befestigt ist.
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Gemäß einer
ersten Variante der Erfindung ist der Filter ein Dampffänger bildender
Filter.
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Gemäß einer
zweiten Variante ist der Filter ein Kraftstofffilter, d.h. ein Filter,
der dafür
bestimmt ist die in dem Kraftstoff enthaltenen, eventuellen Verunreinigungen
zurückzuhalten.
Ein solcher aus sich heraus bekannter Filter kann stromaufwärts oder stromabwärts von
der Kraftstoffpumpe angeordnet sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist
der zuvor genannte elastische Träger
von einem beispielsweise teleskopischen oder mit einer Gleitschiene
versehenen Aufbau gebildet, der eine relative Translationsbewegung
zwischen dem Zapfmodul und dem Filter zulässt.
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Gemäß noch einer
weiteren vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung umfasst
der Filter ein Gehäuse,
dessen Höhe
praktisch gleich der senkrecht zu der Zugangsöffnung liegenden Höhe des Kraftstofftanks
ist, und dessen Querschnitt nahe demjenigen der Zugangsöffnung ist,
und zwar gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung praktisch gleich demjenigen der Zugangsöffnung.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung umfasst
der teleskopische Aufbau zumindest zwei, einer relativen Translationsbewegung
fähige
Elemente, die seitlich neben dem Gehäuse des Filters angeordnet
sind, wobei das eine einstückig
mit diesem Gehäuse
und das andere einstückig
mit dem Zapfmodul ausgebildet ist.
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Weitere
Eigenschaften, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung hervorgehen, die unter
Bezugnahme auf die beigefügten,
nur beispielhaft gegebenen, nicht begrenzenden Zeichnungen erstellt
ist, in welchen:
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1 eine
Seitenansicht einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
in Benutzungsposition darstellt,
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die 2, 3, 4, 5 und 6 aufeinander
folgende Schritte zur Positionierung dieser Anordnung in einem Kraftstofftank
eines Kraftfahrzeugs darstellen, und
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7 eine
Perspektivansicht einer Anordnung gemäß einer Variante der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Die
Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst im Wesentlichen zwei Elemente: einerseits eine
Zapfeinheit, andererseits einen Filter.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 eine erste
Variante beschrieben, gemäß derer
der Filter ein Fänger
für die
Kraftstoffdämpfe
bildender Filter ist.
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Diese
beiden Elemente sind dem Fachmann einzeln gut bekannt. Sie werden
somit nachfolgend nicht in näheren
Einzelheiten beschrieben werden.
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Beispielhaft
und nicht begrenzend kann die Zapfeinheit insgesamt der Lehre der
Schrift FR-A-2 765 632 entsprechen, während der einen Fänger für die Kraftstoffdämpfe bildende
Filter insgesamt den Lehren der Schriften US-A-6 302 144 und/order EP-A-1
300 274 entsprechen kann.
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Die
Zapfeinheit 10 umfasst eine elektrische Pumpe, die dafür eingerichtet
ist den Kraftstoff aus dem Tank 90 zu zapfen und diesen
Kraftstoff zum Motor hin zu leiten. Genauer umfasst das Zapfmodul 10 einen
Reservebehälter 11,
aus welchem die zuvor genannte Pumpe ansaugt. Der Reservebehälter 11 hat
zum Ziel ein Kraftstoffvolumen um den Eingang der Pumpe herum aufrechtzuerhalten,
um deren Leerlaufen zu verhindern, einschließlich des Falls der Beschleunigung
oder Neigung des Fahrzeugs. Der Reservebehälter 11 wird aus dem
Kraftstofftank über irgendeine
geeignete, dem Fachmann bekannte Einrichtung gefüllt, beispielsweise eine Strahlpumpe,
die von einer Ausgangsstufe der Pumpe oder von einem von dem Motor
nicht benutzten Kraftstoffrücklauf
versorgt wird.
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Das
Zapfmodul 10 umfasst ebenfalls allgemein Filter, die stromaufwärts und
stromabwärts
von der elektrischen Pumpe angeordnet sind, sowie ein mit der Bezugszahl 12 in
der angefügten 2 schematisiertes
Druckbegrenzungsventil. Vorzugsweise umfasst das Modul 10 außerdem Vorrichtungen
zum Peilen des Kraftstoffstandes in dem Tank 90. Diese
Peilvorrichtungen sind dem Fachmann ebenfalls gut bekannt, sie werden
demnach nachfolgend nicht in näheren
Einzelheiten beschrieben werden. Sie umfassen allgemein einen an
dem Ende eines beweglichen Armes, beispielsweise Schwenkarmes, angeordneten
Schwimmer, der mit einem Widerstandsmesswandler verbunden ist.
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Der
einen Fänger
für Kraftstoffdämpfe bildende
Filter 20 besteht aus einem Gehäuse 22, das eine Aktivkohlemasse
enthält.
Das Gehäuse 22 ist derart
angeschlossen, dass die Aktivkohle von den aus dem Tank 90 freigesetzten
Gasen durchströmt wird,
um so die Kraftstoffdämpfe
einzufangen. Das Gehäuse
ist vorzugsweise ebenfalls mit einer Frischluftansaugleitung verbunden,
die dafür
bestimmt ist die Aktivkohle zu spülen, um die Kraftstoffdämpfe wieder
zu gewinnen und sie zu dem Motor hin zu leiten. Das Gehäuse 22 umfasst
allgemein ebenfalls eine Abschlussklappe für den Fall des Überschlagens
des Fahrzeugs.
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Der
Tank 90 kann ebenfalls zahlreiche Ausführungsvarianten bezüglich seiner
Geometrie aufweisen. Er besteht vorzugsweise aus thermoplastischem
Material und weist eine Zugangsöffnung 92 auf,
die sich typischer Weise an seiner Oberseite 91 befindet.
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Die
Zugangsöffnung
besitzt allgemein einen kreisförmigen
Querschnitt. Sie ist dafür
bestimmt bei Benutzung von einer mit der Bezugszahl 30 in
den beigefügten
Zeichnungen bezeichneten komplementären Gehäuseplatte verschlossen zu werden.
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Die
Gehäuseplatte 30 trägt Stutzen 32,
welche die geeigneten Fließverbindungen
zum Motor hin sicherstellen, sowie einen Stecker 34, der
die erforderliche elektrische Verbindung mit der in dem Modul integrierten
Pumpe und mit den Peilvorrichtungen sicherstellt.
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Gemäß der in
den beigefügten
Abbildungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der einen Fänger für Kraftstoffdämpfe bildende
Filter 20 einstückig
mit der Unterseite der Gehäuseplatte 30 ausgebildet.
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Es
ist außerdem
festzustellen, dass das Gehäuse
dieses Filters 20 erfindungsgemäß einen Querschnitt aufweist,
der nahe demjenigen der Öffnung 92 ist,
und eine Höhe,
die praktisch gleich derjenigen des Tanks 90 ist, und zwar
senkrecht zu dieser Öffnung 92 gesehen,
vgl. 6.
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Allerdings
ist der Querschnitt des Gehäuses 22 zumindest
etwas kleiner als derjenige der in dem Tank ausgebildeten Öffnung 92.
In der Tat trägt
das Gehäuse 22 seitlich
Vorrichtungen 40, die dafür eingerichtet sind ein elastisches
Tragen des Zapfmoduls 10 sicherzustellen, wobei der gesamte
Raumbedarf des Filtergehäuses 22 und
dieser elastischen Tragvorrichtungen 40 kleiner ist als
der Querschnitt der Öffnung 92 des
Tanks 90.
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Noch
genauer umfassen diese elastischen Tragvorrichtungen 40 im
Rahmen der Erfindung zumindest zwei in den beigefügten Abbildungen
mit 42 und 44 bezeichnete Elemente, die einer
relativen Translationsbewegung fähig
sind. Es kann sich um zwei teleskopische Elemente 42, 44,
vertikal in der Benutzung und konzentrisch, oder auch um ein Gleitschienen-
und Federsystem handeln. Das eine Element 42 ist von dem
Gehäuse 22 des
einen Kraftstofffänger
bildenden Filters, nämlich
der einstückig mit
diesem Gehäuse
ausgebildeten Gehäuseplatte 30,
beispielsweise in Form einer bei dem Formen des Gehäuses 22 ausgebildeten
Gleitschiene getragen. Das andere Element 44 ist einstückig mit
der Zapfeinheit 10 ausgebildet und ist beispielsweise beim
Formen des Moduls 10 ausgebildet worden.
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Außerdem sind
vorzugsweise in dem Tank 90, vorteilhafter Weise auf dessen
Boden, Formen wie Höcker
oder Rippen vorgesehen, die dafür
eingerichtet sind die Elemente 10, 20 insbesondere
im Fall eines Seitenaufpralls zu halten. Diese Formen müssen dafür eingerichtet
sein zugleich ein Halten der Elemente 10, 20 und
eine Anordnung des Zapfmoduls 10 durch Gleiten zwischen
den jeweils in den 2, 3, 4 und 5 illustrierten
Positionen zu ermöglichen.
Die zum Halten des Zapfmoduls 10 eingerichteten Formen
können
beispielsweise von Rippen oder Gleitschienen gebildet sein, die bezüglich der
Achse der Öffnung 92 radial
und parallel zu der Gleitrichtung des Zapfmoduls 10 liegen.
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Gegebenenfalls
können
diese Formen mit Einrastvorrichtungen versehen sein, welche mit
dem Zapfmodul 10 und/oder dem Gehäuse 22 des Filters 20 zusammenwirken,
um deren Halt zu verstärken.
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Außerdem sind
diese Formen vorzugsweise dafür
eingerichtet universell ausgebildet zu sein in dem Sinne, dass sie
ebenfalls erlauben ein einfaches Standardzapfmodul 10,
das mit keinem Filtergehäuse 20 versehen
ist, senkrecht zu der Öffnung 92 zu befestigen,
wenn das auszurüstende
Fahrzeug diese Option nicht aufweist.
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Wie
in den beigefügten 2 und 3 illustriert,
wird zur Anordnung der so gebildeten Zapfeinheit 10 in
dem Kraftstofftank 90 die Zapfeinheit 10 geneigt
bezüglich
der Öffnung 92 präsentiert, und
dann, wenn der Reservebehälter 11 der
Zapfeinheit 10 einmal durch die Öffnung 92 in den Tank 90 gelangt
ist, in diesem Tank 90 vorzugsweise senkrecht zu der Öffnung 92 abgesenkt,
und zwar im ausgefahrenen Zustand der elastischen Tragvorrichtungen 40.
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Im
Verlauf dieses in den 2 und 3 dargestellten
Schrittes verbleibt der einen Fänger
für Kraftstoffdämpfe bildende
Filter außerhalb
des Tanks 90.
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Wie
in 4 dargestellt, wird der Filter 20 dann
geneigt bezüglich
der Öffnung 92 präsentiert, so
dass der einen Fänger
für Kraftstoffdämpfe bildende
Filter 20 seinerseits in dem Tank 90 angeordnet wird.
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In
der Tat ist, wie in 3 zu sehen, die Abmessung der Öffnung 92 nicht
ausreichend groß bezüglich der
kombinierten Querabmessung der Zapfeinheit 10 und des Filters 20.
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Damit
das Gehäuse 22 des
Filters 20 durch die Öffnung 92 in
den Tank 90 gelangt, wird eine mit dem Pfeil R dargestellte
Drehbewegung ausgeführt, die
eventuell von einer Gleitbewegung der elastischen Tragvorrichtungen 40 begleitet
wird, bis dass sich der Boden 24 des Gehäuses 22 in
dem Tank 90 befindet.
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Es
reicht dann aus, wie in den beigefügten 5 und 6 dargestellt,
die elastischen Tragvorrichtungen 40 zusammenzudrücken, um
die den Filter 20 bildende Einheit in dem Tank abzusenken. Die
Gehäuseplatte 30 wird
dann auf dem Umriss der Öffnung 92 befestigt.
Der einen Fänger
für Kraftstoffdämpfe bildende
Filter 20 wird so fest gehalten und das mit diesem letzteren
mit Hilfe der Vorrichtungen 40 verbundene Zapfmodul 10 wird
ebenfalls ohne Gefahr eines ungewollten Wegrutschens befestigt.
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Der
Fachmann wird bei der Lektüre
der vorausgehenden Beschreibung und bei Betrachtung der beigefügten Zeichnungen
feststellen, dass das Volumen des einen Fänger für Kraftstoffdämpfe bildenden Filters
so optimiert wird, da das Volumen des Gehäuses 22 praktisch
dem Produkt aus der Höhe
des Tanks und einem Querschnitt nahe dem Querschnitt der Öffnung 92 entspricht.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
ist der Querschnitt des Gehäuses 22 praktisch
gleich dem Querschnitt der Öffnung 92.
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Da
der Fänger
für Kraftstoffdämpfe, der
aus dem Filter 20 besteht, in dem Tank angeordnet ist, wird
ebenfalls jedes Risiko eines ungewollten Entweichens der Dämpfe in
den äußeren Bereich
des Tanks, beispielsweise im Falle des Brechens des Gehäuses 22,
vermieden. Dank der Anordnung des Gehäuses 22 im Inneren
des Kraftstofftanks wird ebenfalls eine komplexe oder Platz raubende
Geometrie des Aktivkohlefilters 20 vermieden.
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Schließlich wird
der Fachmann die Einfachheit des Zusammenbaus zu würdigen wissen,
die dank der Vorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung erreicht wird. Diese erfordern in der Tat keine Fließverbindung
oder elektrische Verbindung zum Zeitpunkt der Installation. Die
Anordnung mit der Zapfeinheit und dem einen Fänger für Kraftstoffdämpfe bildenden
Filter gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in der Fabrik vollständig vormontiert werden.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die soeben beschriebene besondere Ausführungsform
begrenzt, sondern erstreckt sich auf jede Variante gemäß ihrem
Geist.
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Es
ist festzustellen, dass die vollständige Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung während
der Lagerung und des Transports komprimiert werden kann. Hierzu
wird vorzugsweise eine Rastkerbe oder ein Teil wie ein Haltestift
auf der Gleitschiene 42, 44 angeordnet, was ermöglicht die
Vorrichtung in der komprimierten Position zu halten. Vor dem Einsetzen
in den Tank 90 ist es natürlich erforderlich, die Rastkerbe
freizugeben oder den Haltestift zurückzuziehen.
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Außerdem kann
das Gehäuse 22 des
Filters 20 mit Belüftungsvorrichtungen
ausgestattet sein, beispielsweise mit einem dem Fachmann gut bekannten
ROV oder einem Belüftungselektroventil.
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Die
Belüftung
des Gehäuses 22,
die vorzugsweise durch die Gehäuseplatte 30 hindurch stattfindet,
kann mit einer hydrophoben oder oleophoben Membran ausgestattet
sein.
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Nunmehr
wird eine zweite Ausführungsvariante
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
werden, gemäß derer der
Filter 20 ein Kraftstofffilter ist.
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Der
allgemeine Aufbau der in 7 dargestellten Anordnung entspricht
demjenigen der in den 1 bis 6 illustrierten
Anordnung. Er wird daher nachfolgend nicht in näheren Einzelheiten beschrieben
werden.
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Ebenso
sind die diese Anordnung bildenden Elemente im Wesentlichen einzeln
bekannt. Sie werden daher nachfolgend nicht in näheren Einzelheiten beschrieben
werden.
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In 7 findet
sich wieder eine Zapfeinheit 10, welche einen Reservebehälter 11 aufweist,
der eine elektrische Pumpe 15, ein Druckbegrenzungsventil 12 und
eine Füllstandspeilvorrichtung 16 lagert. Die
Zapfeinheit 10 ist von dem Gehäuse 20 des Kraftstofffilters
mit Hilfe von elastischen Tragvorrichtungen 40 getragen,
welche den zuvor unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschriebenen
entsprechen.
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So
ist das Zapfmodul 10, wie zuvor beschrieben, einer Verschiebung
bezüglich
des Gehäuses des
Filters 20 fähig.
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Der
in dem Gehäuse 20 enthaltene
Filter ist über
irgendeine geeignete Vorrichtung mit der elektrischen Pumpe 15 und
mit Stutzen verbunden, die von der Gehäuseplatte 30 getragen
sind und geeignete Fließverbindungen
zu dem Motor hin sicherstellen.
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Es
ist festzustellen, dass gemäß der in 7 illustrierten
Ausführungsvariante
die Gehäuseplatte 30 eine
Klappe 34 trägt,
durch welche ein Zugang zu dem Kraftstofffilter geschaffen wird,
um eine Austauschbarkeit und somit den Ersatz dieses letzteren zu
ermöglichen.
Die Klappe 34 wird von einer elastischen Nadel 36 auf
der Gehäuseplatte 30 gehalten.
In Ruhestellung interferiert die elastische Nadel 36 einerseits
zugleich mit einem auf der Oberseite der Gehäuseplatte 30 um die
Klappe 34 herum vorspringenden Kragen 31, genauer
mit in diesem Kragen 31 ausgebildeten Fenstern, und andererseits mit
der Oberseite der Klappe 34. Um die Klappe 34 freizugeben,
reicht es die Nadel 36 elastisch zu verformen, so dass
diese aus dem Kragen 31 springt. Wenn einmal das Ersetzen
des Filters ausgeführt
ist, können
die Klappe 34 und die Nadel 36 ohne Schwierigkeiten
wieder angeordnet werden, wie in 7 illustriert.
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Die
Nadel 36 kann in zahlreichen Ausführungsformen vorhanden sein.
Gemäß 7 besteht sie
aus einer allgemein offenen C-förmigen
Spange, die mit Hilfe von Metalldraht hergestellt wird.