DE102009052028B4 - Flüssigkeitsabscheider im Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Flüssigkeitsabscheider im Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einen Durchbruch in der Wand eines Tankeinfüllstutzens (1) des Fahrzeug-Tanks in einem Abschnitt, in den beim Befüllen des Fahrzeug-Tanks die sog. Zapfpistole (Z) hineinragt, eingesetzten Umlenkelement (2) für über eine Tankentlüftungsleitung in dieses Umlenkelement (2) herangeführte und von diesem über eine Leitung an einen Zwischenspeicher für gasförmige Kraftstoffbestandteile weitergeleitete Kraftstoffdämpfe, wobei das Umlenkelement (2) einen durch eine Trennwand (2b) unterteilten Hohlraum aufweist, in dessen erste Hälfte (3a) endseitig die Kraftstoffdämpfe über eine Eintrittsöffnung (4) eintreten, danach zum anderen Ende dieser ersten Hohlraum-Hälfte (3a) gelangen und aus dieser über eine Austrittsöffnung (5) in den Tankeinfüllstutzen (1) austreten können und bei betriebenem Kraftfahrzeug von dort in die andere Hälfte (3b) des besagten Hohlraumes des Umlenkelements (2) strömen und aus dieser Hohlraum-Hälfte (3b) zum Zwischenspeicher hin abgeführt werden, und wobei vorgesehen ist, dass bei eingeführter Zapfpistole die Kraftstoffdämpfe aus der ersten Hohlraum-Hälfte (3a) des Umlenkelements (2) in Richtung zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens (1) hin und somit vom Fahrzeug-Tank weg gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (2) die Gestalt eines Hohlzylinders besitzt, dessen Achse in der besagten Trennwand (2b) liegt und in dessen Mantelfläche die Austrittsöffnung (5) der ersten Hohlraum-Hälfte (3a) solchermaßen positioniert ist, dass die Kraftstoffdämpfe vom Tank weggerichtet und zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens (1) hin gerichtet austreten, während die Eintrittsöffnung (8) der zweiten Hohlraum-Hälfte (3b) in der in den Tankeinfüllstutzen (1) hineinragenden Stirnwand des Hohlzylinders liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider im Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs. Zum Stand der Technik wird neben der DE 40 23 094 A1 und der DE 196 05 922 A1 insbesondere auf die zur Bildung des Oberbegriffs herangezogene DE 20 2008 001 586 U1 verwiesen.
• Die Entlüftung von Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen ist ein äußerst komplexes technisches Problem, welches andererseits durch möglichst einfache Maßnahmen gelöst werden soll und dabei keine Fehlfunktionen aufweisen oder verursachen soll. In diesem Sinne besteht eine bekannte Maßnahme darin, die vom Tankinnenraum abgezogenen Kraftstoffdämpfe durch eine einzige Entlüftungsleitung über den sog. Zwischenspeicher in Form eines dem Fachmann bekannten Aktivkohlefilters, gereinigt in die Umgebung abzuführen. Dieser Zwischenspeicher, in welchem die gasförmige Kraftstoffbestandteile aus den Kraftstoffdämpfen entfernt werden, so dass nur mehr der Luftanteil der Kraftstoffdämpfe in die Umgebung austritt, sollte jedoch nur mit gasförmigem Kraftstoffbestandteilen beaufschlagt werden, nicht jedoch mit flüssigem Kraftstoff, welcher durchaus in Form von Tröpfchen in den aus dem Tank abgeführten Kraftstoffdämpfen enthalten sein kann. Daher werden die abgeführten Kraftstoffdämpfe vor ihrem Eintritt in den Zwischenspeicher durch einen Flüssigkeitsabscheider geführt, der nach dem bekanten Prinzip der Strömungsumlenkung in einem Labyrinth arbeiten kann, wobei sich die flüssigen Tröpfchen vorzugsweise an einer Wand absetzten und von dieser in einen sog. Flüssigkeits-Sammelbehälter abtropfen können. Im Sinne einer einfachen Bauweise kann dieser sog. Flüssigkeits-Sammelbehälter durch den Tankeinfüllstutzen des Kraftstofftanks gebildet sein, womit der im Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene flüssige Kraftstoff auf einfachste Weise in den Kraftstofftank zurückgeführt werden kann. Hierfür muss der besagte Flüssigkeitsabscheider lediglich geeignet in der Wand des Tankeinfüllstutzens verbaut sein.
• Allerdings hat sich gezeigt, dass im Falle des Befüllens des Kraftstofftanks, d. h., dann wenn das Kraftfahrzeug nicht betrieben, sondern betankt wird, eine solche große Menge von Kraftstoffdämpfen durch den Flüssigkeitsabscheider geführt wird, die beim Passieren desselben zwangsläufig in den Tankeinfüllstutzen gelangen, dass diese Kraftstoffdämpfe mit dem in den Tankeinfüllstutzten zugeführten Kraftstoffstrom mitgerissen werden, und dies trotz der Tatsache, dass das Umlenkelement in einen Wand-Abschnitt des Tankeinfüllstutzens eingesetzt ist, der beim Befüllen des Fahrzeug-Tanks von der sog. Zapfpistole überdeckt wird, so dass in Strömungsrichtung des Tankeinfüllstutzens betrachtet der Kraftstoff erst stromab dieses Umlenkelements aus der Tank-Zapfpistole austritt. Diese relative große Menge von mit dem zugeführten Kraftstoffstrom mitgerissenen Kraftstoffdämpfen können dann zu einem automatischen Abschalten der Betankungsanlage führen. Bekanntlich registriert die Tank-Zapfpistole einen aus der vollständigen Befüllung des Kraftstoff-Tanks resultierenden Druckanstieg im Einfüllstutzen und schaltet daraufhin die Betankungsanlage ab. Ein solcher Druckanstieg kann nun in unerwünschter Weise aber auch bei noch nahezu leerem Tank aufgrund der zugeführten bzw. mitgerissenen Kraftstoffdämpfe auftreten. Bei einer großen Menge von Kraftstoffdämpfen ist es im ungünstigsten Fall somit nicht möglich, den Tank des Fahrzeugs zu befüllen.
• In der eingangs genannten DE 20 2008 001 586 U1 sind verschiedene Flüssigkeitsabscheider für Tankentlüftungssysteme von Kraftfahrzeugen gezeigt, mit einer ersten Ausführungsform, bei welcher die, in den Einfüllstutzen eingeführte Zapfpistole ein Klappenventil schließt, so dass sich die vorstehend geschilderte Problematik nicht einstellen kann. Bei einer zweiten Ausführungsform dieses Standes der Technik scheint keine derartige Klappe vorgesehen zu sein, denn bei dieser zweiten Ausführungsform sollen die Kraftstoffdämpfe von der Eintrittsöffnung des Einfüllstutzens aus abgesaugt werden; bei dieser zweiten Ausführungsform kann jedoch die vorstehend geschilderte Problematik weiterhin auftreten.
• Eine Abhilfemaßnahme für diese vorstehend geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs.
• Vorgeschlagen wird somit, den Flüssigkeitsabscheider bzw. das Umlenkelement solchermaßen zu gestalten, dass den aus dessen erster Hohlraum-Hälfte austretenden Kraftstoffdämpfen eine Strömungsrichtung vom Tank weg aufgeprägt wird. Indem diese Kraftstoffdämpfe aus dem Flüssigkeitsabscheider in Richtung zur Eintrittsöffnung (= Zufuhröffnung) des Tankeinfüllstutzens in diesen hinein austreten, werden diese Kraftstoffdämpfe beim Befüllen des Kraftstoff-Tanken somit durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Tankeinfüllstutzen und der in diesen eingeführten Zapfpistole zur Umgebung nach außen geleitet, wo bekanntlich die an der Tank-Zapfpistole vorgesehene Absaugvorrichtung für aus dem Einfüllstutzten austretende Kraftstoffdämpfe wirksam ist.
• Die beiden beigefügten Prinzipskizzen zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei in 1 ein Teil-Längsschnitt durch einen Tankeinfüllstutzen mit einem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsabscheider dargestellt ist und 2 den Schnitt X-X aus 1 zeigt.
• Mit der Bezugsziffer 1 ist ein von der Umgebung (U) zu einem nicht dargestellten Kraftstoff-Tank (T) führender Tankeinfüllstutzten eines Kraftfahrzeugs gekennzeichnet, in den eine Tank-Zapfpistole Z eingeführt ist, d. h. dieser Tankeinfüllstutzten 1 ist im Zustand des Betankens des Kraftfahrzeugs dargestellt. In der Wand des Tankeinfüllstutzens 1 ist in dem Abschnitt, in den diese Tank-Zapfpistole Z in den Tankeinfüllstutzten 1 hineinragt, ein nicht näher bezeichneter Durchbruch vorgesehen, in welchem ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsabscheider 20 diesen Durchbruch abdichtend eingesetzt ist.
• Dieser Flüssigkeitsabscheider 20 besteht aus einem Umlenkelement 2, das zunächst ein im wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 2a aufweist, an welchem zwei Anschlussstutzen 21, 22 vorgesehen sind. Im Hohlraum dieses Gehäuses 2a ist eine die Zylinderachse des Gehäuses 2a enthaltende Trennwand 2b vorgesehen, die diesen besagten Hohlraum 3 in eine erste Hohlraum-Hälfte 3a und in eine von dieser durch die Trennwand 2b abgetrennte zweite Hohlraum-Hälfte 3b unterteilt. Der genannte erste Anschlussstutzen 21 mündet im in der Figurendarstellung sowie in realen Einbauverhältnissen oberen Endbereich des Gehäuses 2a über eine Eintrittsöffnung 4 in der Wand des Gehäuses 2a in die erste Hohlraum-Hälfte 3a, während der andere zweite Anschlussstutzen 22 ebenfalls im in der Figurendarstellung oberen Endbereich des Gehäuses 2a mit der zweiten Hohlraum-Hälfte 3b verbunden ist. An den ersten Anschlussstutzen 21 ist eine nicht dargestellte vom Kraftstoff-Tank (T) kommende Tankentlüftungsleitung angeschlossen und vom zweiten Anschlussstutzten 22 führt eine ebenfalls nicht dargestellte Leitung zu einem gasförmige Kraftstoffbestandteile speichernden Zwischenspeicher („Aktivkohlefilter” A) eines dem Fachmann bekannten Tankentlüftungssystems des Fahrzeugs.
• Wie aus 2 hervorgeht, ist die erste Hohlraum-Hälfte 3a des die mit den Bezugsziffern 2a–2c gekennzeichneten körperlichen Bestandteile enthaltenden Umlenkelements 2 nach unten hin abgeschlossen, d. h. die der Eintrittsöffnung 4 gegenüberliegende Stirnseite des hohlzylindrischen Gehäuses 2a ist im Abschnitt der ersten Hohlraum-Hälfte 3a mit einem Deckel 2c verschlossen. Selbstverständlich ist auch die gegenüberliegende und somit im Bereich der Eintrittsöffnung 4 liegende Stirnseite des Gehäuses 2a verschlossen, wobei diese letztgenannte obere Gehäuse-Stirnseite vollständig verschlossen ist, d. h. auch im Abschnitt der zweiten Hohlraum-Hälfte 3b. Hingegen ist die gegenüberliegende, in der Figurendarstellung untere Gehäuse-Stirnseite im Bereich der zweiten Hohlraum-Hälfte 3b offen und bildet somit eine Eintrittsöffnung 8 zur zweiten Hohlraum-Hälfte 3b.
• Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gelangen die aus dem Kraftstofftank (T) abgeführten Kraftstoffdämpfe durch den Anschlussstutzen 21 in das Umlenkelement 2 und genauer in das obere Ende von dessen erster Hohlraum-Hälfte 3a und strömen in dieser zu deren anderem Ende, wo in der Mantelfläche des hohlzylindrischen Gehäuses 2a eine Austrittsöffnung 5 vorgesehen ist, über die diese Kraftstoffdämpfe gemäß Pfeil 6 aus der ersten Hohlraum-Hälfte 3a austreten. Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, ist diese Austrittsöffnung 5 solchermaßen positioniert, dass die Austrittsrichtung der Kraftstoffdämpfe gemäß Pfeil 6 innerhalb des Tankeinfüllstutzens 1 zur Umgebung (U) hin, d. h. zur Eintrittsöffnung oder Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzzens 1 hin orientiert ist. Da jedoch beim Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs diese Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens 1 verschlossen ist und sich ferner selbstverständlich keine Zapfpistole Z im Einfüllstutzen 1 befindet, werden diese gemäß Pfeil 6 austretenden Kraftstoffdämpfe anschließend gemäß Pfeil 7 umgelenkt und treten (dem Pfeil 7 folgend) über die bereits genannte Eintrittsöffnung 8 in die zweite Hohlraum-Hälfte 3b des Umlenkelements 2 ein. Durch den dieser zweiten Hohlraum-Hälfte 3b zugeordneten zweiten Anschlussstutzen 22 gelangen die Kraftstoffdämpfe dann zum Zwischenspeicher bzw. Aktivkohlefilter (A). In Verbindung mit der mehrmaligen Strömungsumlenkung dieses Kraftstoffdampf-Stromes werden in bekannter Weise die darin möglicherweise enthaltenen flüssigen Kraftstoff-Tropfen abgeschieden und tropfen unter Schwerkrafteinfluss in den Tankeinfüllstutzten 1 ab, über den sie dann dem Tank (T) zugeführt werden.
• Im weiteren wird nun der Tankentlüftungsprozess beim Betanken beschrieben, d. h. dann wenn wie figürlich dargestellt eine Zapfpistole Z in den Tankeinfüllstutzen 1 eingeführt ist. Auch dann werden Kraftstoffdämpfe aus dem Tank (T) über den Anschlussstutzen 21 in die erste Hohlraum-Hälfte 3a des Umlenkelements 2 eingeführt und aus dieser durch die Austrittsöffnung 5 gemäß Pfeilrichtung 6 abgeführt. Mit dieser durch die Pfeilrichtung 6 bzw. durch die Lage der Austrittsöffnung 5 vorgegebenen Strömungsrichtung gelangen die Kraftstoffdämpfe weiter gemäß Pfeilrichtung 9 durch den Zwischenraum zwischen der Zapfpistole Z und der Wand des Tankeinfüllstutzens 1 zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens 1 und somit in die Umgebung (U), wo sie in bekannter Weise durch eine an der Zapfpistole Z vorgesehene Absaugvorrichtung abgesagt werden können. Mit dieser besagten vorgegebenen Strömungsrichtung gelangen diese Kraftstoffdämpfe somit nicht in den Austrittsbereich ZA der Zapfpistole Z (innerhalb des Tankeinfüllstutzens 1) und können somit kein unerwünschtes Abschaltsignal für die Betankungsanlage verursachen.
• Vorteilhafterweise wird mit der beschriebenen Maßnahme, mittels derer die Kraftstoffdämpfe aus der ersten Hohlraum-Hälfte 3a des Umlenkelements 2 in Richtung zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens 1 hin und somit vom Fahrzeug-Tank (T) weg gerichtet austreten, auch die Flüssigkeitsabscheidung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs verbessert. Abweichend von der vorliegenden Figurendarstellung kann sich im Übrigen an die Austrittsöffnung 5 des Umlenkelements 2 ein geeignet ausgerichteter Rohrabschnitt anschließen.

Claims (1)

1. Flüssigkeitsabscheider im Tankentlüftungssystem eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einen Durchbruch in der Wand eines Tankeinfüllstutzens (1) des Fahrzeug-Tanks in einem Abschnitt, in den beim Befüllen des Fahrzeug-Tanks die sog. Zapfpistole (Z) hineinragt, eingesetzten Umlenkelement (2) für über eine Tankentlüftungsleitung in dieses Umlenkelement (2) herangeführte und von diesem über eine Leitung an einen Zwischenspeicher für gasförmige Kraftstoffbestandteile weitergeleitete Kraftstoffdämpfe, wobei das Umlenkelement (2) einen durch eine Trennwand (2b) unterteilten Hohlraum aufweist, in dessen erste Hälfte (3a) endseitig die Kraftstoffdämpfe über eine Eintrittsöffnung (4) eintreten, danach zum anderen Ende dieser ersten Hohlraum-Hälfte (3a) gelangen und aus dieser über eine Austrittsöffnung (5) in den Tankeinfüllstutzen (1) austreten können und bei betriebenem Kraftfahrzeug von dort in die andere Hälfte (3b) des besagten Hohlraumes des Umlenkelements (2) strömen und aus dieser Hohlraum-Hälfte (3b) zum Zwischenspeicher hin abgeführt werden, und wobei vorgesehen ist, dass bei eingeführter Zapfpistole die Kraftstoffdämpfe aus der ersten Hohlraum-Hälfte (3a) des Umlenkelements (2) in Richtung zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens (1) hin und somit vom Fahrzeug-Tank weg gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (2) die Gestalt eines Hohlzylinders besitzt, dessen Achse in der besagten Trennwand (2b) liegt und in dessen Mantelfläche die Austrittsöffnung (5) der ersten Hohlraum-Hälfte (3a) solchermaßen positioniert ist, dass die Kraftstoffdämpfe vom Tank weggerichtet und zur Zufuhröffnung des Tankeinfüllstutzens (1) hin gerichtet austreten, während die Eintrittsöffnung (8) der zweiten Hohlraum-Hälfte (3b) in der in den Tankeinfüllstutzen (1) hineinragenden Stirnwand des Hohlzylinders liegt.

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