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Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter mit wenigstens einem einen Betankungskanal umschließenden Einfüllrohr und mit wenigstens einer Entlüftungsleitung die als Sammelentlüftungsleitung sowohl für die Betriebsentlüftung des Kraftstoffbehälters als auch für die Betankungsentlüftung des Kraftstoffbehälters ausgebildet ist, wobei ein Betriebsentlüftungsvolumenstrom über Betriebsentlüftungsventile und ein Betankungsvolumenstrom über eine Betankungsentlüftungsöffnung geführt ist, wobei die Entlüftungsleitung wenigstens einen ersten und einen zweiten Leitungsabschnitt umfasst, wobei der erste Leitungsabschnitt sich von einem Entlüftungsanschluss des Kraftstoffbehälters zu einem Anschluss am Einfüllrohr und der zweite Leitungsabschnitt sich von einem Anschluss an dem Einfüllrohr zu einem Kraftstoffdampffilter erstreckt.
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Ein solcher Kraftstoffbehälter ist beispielsweise aus der
DE 20 2008 001 586 U1 bekannt. Dieses Gebrauchsmuster betrifft einen Flüssigkeits-Dampfabscheider für ein Kraftstoffsystem für ein Kraftfahrzeug, wobei der Flüssigkeits-Dampfabscheider ein Gehäuse mit einem Einlass, welches mit einem Belüftungssystem des Kraftstofftanks verbunden wird und mit einem Dampfauslass, welcher mit einem Kraftstoffdampffilter verbunden ist, umfasst. Das Gehäuse umfasst ferner einen Kondensationsraum für die Kondensation von Kraftstoff-Tröpfchen, wobei dieser Kondensationsraum an den Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters angeschlossen ist bzw. mit diesem kommuniziert.
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Der bei der Entlüftung des Kraftstoffbehälters anfallende Gasvolumenstrom wird üblicherweise über ein Aktivkohlefilter als Kraftstoffdampffilter geführt. Um die Funktionsfähigkeit des Kraftstoffdampffilters bzw. Aktivkohlefilters zu gewährleisten, ist es jedenfalls erforderlich, Kohlenwasserstoffe in flüssiger Phase bzw. in Tröpfchenform aus dem Kraftstoffgasvolumenstrom auszuhalten. Diese vom Kraftstoffgasvolumenstrom mitgeführten Tröpfchen werden auch als sogenanntes „Liquid Carry-Over” bezeichnet. Gelangen flüssige Kohlenwasserstoffe in das Aktivkohlefilter hat dies eine Blockage des Adsorptionsporenvolumens und damit eine Reduzierung der Adsorptionskapazität des Kraftstoffdampffilters zur Folge.
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Es ist deshalb beispielsweise aus der
DE 20 2008 001 586 U1 bekannt, in einer Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters einen Tropfenabscheider vorzusehen, der mit dem Einfüllrohr kommuniziert, sodass das abgeschiedene Liquid Carry-Over bzw. die anfallende Flüssigkeit in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt werden kann. Bei dem Tropfenabscheider gemäß
DE 20 2008 001 586 U1 wird dies dadurch realisiert, dass das Tropfenabscheidergehäuse im Bereich des Einfüllkopfs des Einfüllrohres an dieses angeschlossen ist und der Kondensationsraum des Tropfenabscheiders mit dem von dem Einfüllstutzen umgebenden Betankungskanal kommuniziert.
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Zur Erzielung eines möglichst hohen Abscheidegrades ist das den Kondensationsraum umgebende Gehäuse des Tropfenabscheiders labyrinthartig ausgestaltet, um eine Kondensation und einen Niederschlag von flüssigen Kraftstoffpartikeln an den Labyrinthwänden zu ermöglichen. Diese Anordnung ist einerseits verhältnismäßig kompliziert, andererseits erzeugt diese verhältnismäßig hohe Strömungswiderstände im Entlüftungssystem. Wegen der verhältnismäßig engen Strömungsquerschnitte wird auch die Strömungsgeschwindigkeit stellenweise in unerwünschter Art und Weise erhöht.
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Aus der
WO 2009/018002 A1 ist ein Kraftstoffbehälter bekannt, bei demdie Betriebs- und Betankungsentlüftungsleitung an ein Ausperlvolumen außerhalb des Einfüllrohres oder an eine im Einführrohr vorgesehene Ausperlkammer angeschlossen.
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Aus der
US 2002/0189691 A1 ist ein Kraftstoffbehälter bekannt, bei welchem eine Entlüftungsleitung zu einem Kraftstoffdampffilter unmittelbar an das Einfüllrohr angeschlossen ist bzw. unmittelbar in den Betankungskanal des Einfüllrohres mündet. Diese Entlüftungsleitung wird bei der Betankung mittels einer durch das Zapfventil betätigbaren Ventilklappe verschlossen.
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Aus der
US 5,740,842 ist ein Kraftstoffbehälter bekannt, bei welchem eine Betankungsentlüftungsleitung aus dem Ausgleichsvolumen des Kraftstoffsbehälters über einen Einfüllkopf am Einfüllrohr des Kraftstoffbehälters an ein Kraftstoffdampffilter geführt ist. Im Einfüllkopf des Einfüllohres ist zwecks Abscheidung flüssiger Kohlenwasserstoffe ein Tropfenabscheidereinsatz vorgesehen, der labyrinthartig ausgestaltet ist, um einen Niederschlag von flüssigen Kraftstoffpartikeln in dem Labyrinth zu ermöglichen.
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Aus der
US 4,701,198 ist ein Kraftstoffbehälter mit einem einen Betankungskanal umschließenden Einfüllrohr bekannt, das einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt umfasst. Der erste Leitungsabschnitt ist von dem Kraftstoffbehälter in einen im Einfüllrohr umlaufenden Ringkanal geführt, der mit einer Ventilkammer kommuniziert, in der ein Schaltventil zur Freigabe eines zweiten Leitungsabschnitts der Betankungsentlüftungsleitung zu einem Kraftstoffdampffilter angeordnet ist. Das Schaltventil wird durch das Entfernen einer Verschlusskappe vom Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters mechanisch freigegeben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine möglichst konstruktiv einfach und wirksame Aushaltung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus dem Entlüftungsstrom zu verbessern.
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Die Aufgabe wird jeweils gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 4.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, als Kondensationsraum das Einfüllrohr selbst oder den von dem Einfüllrohr umschlossenen Betankungskanal zu nutzen.
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Insbesondere dadurch, dass erfindungsgemäß auf separate Abscheideflächen bzw. auf ein separates Labyrinthsystem verzichtet wird, ist es vorteilhafterweise möglich, dass bedingt durch die Fahrdynamik nahezu beliebige Mengen an Kraftstoff aus dem Entlüftungssystem austreten dürfen, ohne dass flüssige Kohlenwasserstoffe zum Kraftstoffdampffilter gelangen. Ein zusätzlicher Tropfenabscheider mit einem zusätzlichen Kondensationsraum im Sinne der
DE 20 2008 001 586 U1 ist nicht erforderlich, vielmehr übernimmt das Einfüllrohr bzw. der Betankungskanal des Einfüllrohrs die Funktion eines Ausperlbehälters.
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Bei dem Kraftstoffbehälter gemäß der Erfindung münden der erste und der zweite Leitungsabschnitt jeweils über einen Anschlussfitting unmittelbar in das Einfüllrohr. Die beiden Anschlussfittinge können beispielsweise bezogen auf den Umfang und/oder bezogen auf die Länge des Einfüllrohrs jeweils an verschiedenen Stellen des Einfüllrohrs angeordnet sein. Diese können beispielsweise diametral gegenüberliegend am Einfüllrohr angeordnet sein. Als Anschlussfittinge können im einfachsten Fall mit dem Einfüllrohr verschweißte Nippel vorgesehen sein. Auf ein Anschlussgehäuse kann vollständig verzichtet werden, was zusätzlich den Vorteil bietet, dass der Anschluss an das Einfüllrohr verhältnismäßig wenig Bauraum beansprucht. Auch ist ein solcher Anschluss besonders kostengünstig zu bewerkstelligen.
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Eine Variante des Kraftstoffbehälters nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste und der zweite Leitungsabschnitt über einen ersten und zweiten Anschlussfitting, die bezogen auf den Umfang des Einfüllrohres mit Abstand zueinander angeordnet sind, unmittelbar in das Einfüllrohr münden und das ein Einsatz vorgesehen ist, der wenigstens einen innerhalb des Einfüllrohrs bezogen auf den Umfang des Einfüllrohrs umlaufenden Strömungskanal definiert, der jeweils endseitig an einen Anschlussfitting angeschlossen ist.
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Im einfachsten Fall kann beispielsweise als Strömungskanal ein Ringraum zwischen einem ohnehin vorzusehenden Einsatz und dem Einfüllrohr genutzt werden. Ein solcher Einsatz nimmt beispielsweise Mittel zur Erdung des Einfüllkanals sowie die üblichen Mittel gegen Fehlbetankung des Kfz auf. Beispielsweise sei hier die sogenannte „Bleifreiklappe” erwähnt. Außerdem sind an einem solchen Einsatz ggf. Mittel zur Verhinderung eines Flammendurchtritts bzw. Flammenüberschlags in das Einfüllrohr vorgesehen.
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Zweckmäßigerweise wird der Strömungskanal durch den Ringraum zwischen dem den Betankungskanal umschließenden Einsatz und dem Einfüllrohr gebildet.
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Der Einsatz kann über wenigstens ein sich in Längsrichtung des Einfüllrohrs erstreckendes Dichtelement gegen das Einfüllrohr abgedichtet sein, derart, dass ein Kurzschluss zwischen den Anschlussfittings verhindert wird. Als Dichtmittel kann beispielsweise eine Dichtrippe oder Dichtlippe auf dem Einsatz vorgesehen sein, die sich in Längsrichtung des Einsatzes erstreckt und dichtend gegen das Einfüllrohr anliegt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung,
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2 einen Schnitt durch das Einfüllrohr des Kraftstoffbehälters entlang der Linien II-II in 1,
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3 eine der 2 entsprechende Schnittansicht einer alternativen Ausgestaltung des Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung,
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4 eine Ansicht entlang des Pfeils IV in 3,
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5 und 6 eine entsprechende Schnittansicht durch den Einfüllkopf des Einfüllrohres, wobei eine Variante der Erfindung entsprechend 2 mit zusätzlichem Roll-Over-Ventil dargestellt ist.
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7 eine weitere Abwandlung des Anschluss der Entlüftungsleitung an das Einfüllrohr.
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Es wird zunächst Bezug genommen auf 1. Dort ist ein Kraftstoffbehälter 1 mit einem unterflurig an diesen angeschlossenen Einfüllrohr 2 stark vereinfacht dargestellt. Der beschriebene Kraftstoffbehälter 1 ist einteilig aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet und einstückig mit dem Einfüllrohr 2 verbunden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass selbstverständlich das Einfüllrohr 2 auch über eine Steckverbindung mit Überwurfverschraubung mit dem Kraftstoffbehälter 1 verbunden worden sein kann. Der Kraftstoffbehälter 1 kann beispielsweise als mehrschichtiger extrusionsblasgeformter Kunststoffkraftstoffbehälter ausgebildet sein, dessen Wandung Barriereschichten für Kohlenwasserstoffe umfasst. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine solche Ausbildung beschränkt.
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Das Einfüllrohr 2 des Kraftstoffbehälters ist an seinem von dem Kraftstoffbehälter 1 abliegenden Ende mit einem Einfüllkopf 3 versehen, im Bereich dessen das Einfüllrohr 3 einen vergrößerten Durchmesser aufweist und mit einem trichterförmigen Einsatz 4 (3) zur Aufnahme und Führung eines Zapfventils 5 in Form einer Zapfpistole oder dergleichen versehen ist.
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Wie dies eingangs bereits erwähnt wurde, können an dem Einsatz 4 eine schwenkbar gelagerte Verschlussklappe sowie die üblichen Mittel zum Fehlbetankungsschutz vorgesehen sein.
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Sowohl bei Betankung als auch bei Betrieb des Kraftstoffbehälters 1 ist eine Entlüftung desselben über eine Entlüftungsleitung 6 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Geometrie des Kraftstoffbehälters und vom Entlüftungskonzept auch mehrteilig ausgebildet sein kann. Die Entlüftungsleitung 6 umfasst einen ersten Leitungsabschnitt 6a sowie einen zweiten Leitungsabschnitt 6b, wobei der erste Leitungsabschnitt 6a sich von einem Entlüftungsanschluss 7 des Kraftstoffbehälters 1 zu dem in 2 dargestellten ersten Anschlussfitting 8a erstreckt, der im Bereich eines Anschlusspunktes 9 am Einfüllkopf 3 des Einfüllrohrs 2 vorgesehen ist. Dort ist ein zweiter Anschlussfitting 8b vorgesehen, von dem ein zweiter Leitungsabschnitt 6b der Entlüftungsleitung 6 an ein Kraftstoffdampffilter 10 geführt ist, das beispielsweise als mehrstufiges Aktivkohlefilter ausgebildet sein kann.
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Die Entlüftungsleitung 6 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Sammelentlüftungsleitung sowohl für die Betriebsentlüftung des Kraftstoffbehälters 1 als auch für die Betankungsentlüftung des Kraftstoffbehälters 1 ausgebildet. Die Entlüftung des Kraftstoffbehälters 1 beim Betrieb des Kfz ist insbesondere wegen des Gasanfalls hervorgerufen durch fahrdynamische Vorgänge sowie durch Temperaturänderungen erforderlich. Die Entlüftung des Kraftstoffbehälters 1 bei der Betankung des Kfz ist erforderlich, um den bei der Betankung aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch den einfüllenden Kraftstoff verdrängten Gasvolumenstrom abführen zu können.
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Je nachdem, ob es sich bei dem zu beschreibenden System um ein europäisches oder um ein amerikanisches System handelt, wird der bei der Betankung anfallende Gasvolumenstrom entweder vollständig oder teilweise, d. h. mit Ausnahme eines rezirkulierten Gasvolumenstroms, über das Kraftstoffdampffilter 10 geführt (amerikanisches System) oder am Zapfventil 5 abgesaugt. Die erfindungsgemäße Anordnung ist weder auf die eine noch auf die andere Variante beschränkt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entlüftungsleitung 6 als Sammelentlüftungsleitung an einen Entlüftungsanschluss 7 des Kraftstoffbehälters 1 angeschlossen, wobei der Betriebsentlüftungsvolumenstrom über die Betriebsentlüftungsventile 11 und der Betankungsentlüftungsvolumenstrom über das Betankungsentlüftungsventil 12 geführt wird, Letzteres ist zusätzlich mit einem Roll-Over-Ventil versehen. Um einen Überbetankungsschutz zu gewährleisten, sind die Betriebsentlüftungsventile 11 als Druckhalterventile ausgebildet, alternativ können diese separat schaltbar sein, in dem Sinne, dass diese während des Betankungsvorgangs geschlossen sind.
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Bei der in 2 dargestellten Variante eines Teils des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters ist der erste Leitungsabschnitt 6a der Entlüftungsleitung 6 über den ersten Anschlussfitting 8a unmittelbar an das Einfüllrohr 2 angeschlossen, wobei dieser als in das Einfüllrohr 2 hervorstehendes Tauchrohr ausgebildet ist. Der erste Anschlussfitting 8a kann in bekannter Art und Weise als Anschlussnippel mit einem Tannenbaumprofil als Steckaufnahme für die Entlüftungsleitung 6 ausgebildet sein. Der erste Anschlussfitting 8a durchsetzt ein Anschlussgehäuse 13, welches ebenso wie der Anschlussfitting 8a einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Der Anschlussfitting 8a durchsetzt das Anschlussgehäuse 13 etwa mittig und ist mit diesem coaxial ausgerichtet. Radial an das Anschlussgehäuse 13 ist ein zweiter Anschlussfitting 8b angeformt, welcher den zweiten Leitungsabschnitt 6b der Entlüftungsleitung 6 aufnimmt. Auch der zweite Anschlussfitting 8b kann als einfacher Nippel mit einem Tannenbaum-Würgeprofil versehen sein.
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Wie ohne Weiteres aus der 2 ersichtlich ist, dient bei diesem Anschluss des ersten Leitungsabschnitts 6a an das Einfüllrohr 2 das Volumen des Einfüllrohrs selbst als Ausperlbehälter. Der Gasvolumenstrom wird in das Einfüllrohr 2 unmittelbar hineingeführt und, wenn der Einfüllkopf 3 durch den üblichen Tankdeckel verschlossen ist, über den zweiten Anschlussfitting 8b und den zweiten Leitungsabschnitt 6b an das Kraftstoffdampffilter 10 geführt. Dabei wird einerseits die Strömung bedingt durch die Querschnittserweiterung im Einfüllrohr 2 verlangsamt, andererseits bildet die gesamte Außenwandung 14 des ersten Anschlussfittings 8a eine Tropfenfänger- bzw. Kondensationsfläche für flüssige Kohlenwasserstoffe. Der Kraftstoffdampfvolumenstrom wird mehrfach umgelenkt.
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Die 5 bis 7 zeigen ähnliche Varianten des Anschlusses der Entlüftungsleitung 6 an das Einfüllrohr, wobei alle diese Varianten zusätzlich ein Roll-Over-Ventil 15 (Überschlagventil) innerhalb des Anschlussgehäuses 13 umfassen.
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5 und 6 veranschaulichen die Funktionsweise des Roll-Over-Ventils 15, dessen Schwimmerkörper 16 in 5 in der den Anschlussfitting 8b und somit den zweiten Leitungsabschnitt 6b freigebenden Stellung dargestellt ist, wohingegen in 6 die Anordnung um 180° gedreht ist, sodass der Schwimmerkörper 16 bedingt durch die Schwerkraft den zweiten Leitungsabschnitt 6b bzw. den Anschlussfitting 8b verschließt.
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Die in 5 und 6 gezeigte Variante einerseits und die in 7 gezeigte Variante andererseits unterscheidet sich dadurch, dass der zweite Anschlussfitting 8b in Bezug auf den Querschnitt des Einfüllrohrs 2 radial ausgerichtet ist, wohingegen bei der in 7 dargestellten Variante des Anschlusspunktes 9 am Einfüllrohr 2 der Anschlussfitting 8b in Bezug auf den Querschnitt des Einfüllrohrs 2 tangential ausgerichtet ist bzw. in Bezug auf das Anschlussgehäuse 13 radial ausgerichtet ist.
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Es wird im Folgenden nun Bezug genommen auf die 3 und 4, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters im Bereich des Anschlusspunkts 9 zeigen.
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Bei dieser Variante sind sowohl der erste Leitungsabschnitt 6a als auch der zweite Leitungsabschnitt 6b jeweils über einen Anschlussfitting 8a, 8b an das Einfüllrohr 2 derart angeschlossen, dass beide Anschlussfittinge 8a, 8b unmittelbar in das Einfüllrohr 2 münden, und zwar bezogen auf den Umfang des Einfüllrohrs 2 mit Abstand zueinander. Ein Anschlussgehäuse im Sinne des ersten Ausbildungsbeispiels ist nicht vorgesehen.
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Die Anschlussfittinge 8a, 8b sind im Bereich des in dem Einfüllrohr 2 vorgesehenen Einsatzes 4 vorgesehen, wobei zwischen dem Einsatz 4 und dem Einfüllrohr 2 ein Ringraum 17 gebildet wird, der einen verlängerten Entlüftungspfad bzw. einen umlaufenden Strömungskanal definiert. Damit der Kraftstoffdampfvolumenstrom den längstmöglichen Strömungsweg zurücklegt, ist auf dem Umfang des Einsatzes 4 etwa zwischen den Anschlussfittingen 8a, 8b ein sich in Längsrichtung des Einfüllrohres 2 bzw. des Einsatzes 4 erstreckender Trennsteg 18 als Dichtelement vorgesehen. Dieser Trennsteg 18 verhindert einen Kurzschluss des Kraftstoffdampfvolumenstroms zwischen den Anschlussfittingen 8a, 8b.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstoffbehälter
- 2
- Einfüllrohr
- 3
- Einfüllkopf
- 4
- Einsatz
- 5
- Zapfventil
- 6
- Entlüftungsleitung
- 6a
- erster Leitungsabschnitt
- 6b
- zweiter Leitungsabschnitt
- 7
- Entlüftungsanschluss
- 8a
- erster Anschlussfitting
- 8b
- zweiter Anschlussfitting
- 9
- Anschlusspunkt am Einfüllrohr
- 10
- Kraftstoffdampffilter
- 11
- Betriebsentlüftungsventile
- 12
- Betankungsentlüftungsventil
- 13
- Anschlussgehäuse
- 14
- Außenfläche des Anschlussfittings
- 15
- Roll-Over-Ventil
- 16
- Schwimmerkörper
- 17
- Ringraum
- 18
- Trennsteg
