DE102010005046B4

DE102010005046B4 - Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage

Info

Publication number: DE102010005046B4
Application number: DE102010005046.6A
Authority: DE
Inventors: Gerd Kalauch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2030-01-21
Also published as: CN102128105A; US20110180466A1; US9303598B2; IT1403389B1; ITRM20110018A1; CN102128105B; DE102010005046A1

Abstract

Vorrichtung (10) zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens, mit – einem Anschlussstutzen (12) zum Verbinden der Vorrichtung (10) mit der Kraftstoffanlage; und – einem Drei-Wege-Ventil (26), über welches der Anschlussstutzen (12) wahlweise mit einer Lufteintrittsöffnung (46) oder einer Luftaustrittsöffnung (32) der Vorrichtung (10) in Fluidverbindung bringbar ist, sowie – einem Filterelement (42), welches im Strömungspfad zwischen der Lufteintrittsöffnung (46) und dem Drei-Wege-Ventil (26) angeordnet ist, wobei das Filterelement (42) und das Drei-Wege-Ventil (26) in einem gemeinsamen Gehäuse (18) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (12) über ein rohrförmiges Verbindungselement (22) mit dem Drei-Wege-Ventil (26) verbunden ist, wobei das rohrförmige Verbindungselement (22) ebenfalls in dem Gehäuse (18) aufgenommen ist, wobei der Anschlussstutzen (12) einerseits und die Luftaustrittsöffnung (32) sowie die Lufteintrittsöffnung (46) andererseits an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Gehäuses (18) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens.
Aufgrund der Flüchtigkeit von Otto- und Dieselkraftstoffen bilden sich in Kraftstofftanks von Kraftwagen Kraftstoffdämpfe, die abgeführt werden müssen, um die Entstehung von Überdruck im Kraftstofftank zu vermeiden. Aus Emissionsschutzgründen werden abgeführte Kraftstoffdämpfe regelmäßig über einen Aktivkohlefilter geleitet, der die flüchtigen Kohlenwasserstoffe absorbiert. Die verbleibende Luft wird an die Umgebung abgegeben.
Um die Entnahme von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zu ermöglichen, muss gleichzeitig die Möglichkeit gegeben sein, den Kraftstofftank zu belüften. Viele Kraftwagen besitzen darüber hinaus Vorrichtungen zur Überwachung der Dichtigkeit des Kraftstofftanks, sodass Lecks frühzeitig erkannt werden können. Zur Leckdiagnose wird üblicherweise mittels einer Pumpe Luft in den Kraftstofftank eingepumpt, bis ein vorgegebener Überdruck entsteht. Kann der Überdruck nicht aufgebaut werden oder baut sich der Überdruck zu schnell wieder ab, so liegt ein Leck im Kraftstoffsystem vor. Die Leckdiagnosevorrichtung kann dann eine entsprechende Warnung an den Fahrer abgeben.
Insbesondere die im Rahmen der Leckdiagnose in den Tank eingeleitete Luft muss gefiltert werden, um die Pumpe des Leckdiagnosesystems vor Partikeln zu schützen.
Be- und Entlüftungsleitungen für den Kraftstofftank sind meist separat ausgeführt, da unterschiedliche Anforderungen an die Positionierung von Be- und Entlüftungsöffnungen bestehen. Die Belüftungsöffnung muss an einer feuchtigkeitsgeschützten Stelle angebracht werden, die Entlüftungsöffnung an einer Stelle, von der austretende Gase gut in die Umgebung abgegeben werden können. Tankseitig ist für beide Systeme meist lediglich eine einzige Öffnung vorgesehen. Mittels eines Drei-Wege-Ventils wird diese tankseitige Öffnung je nach Bedarf mit der Belüftungsöffnung bzw. der Entlüftungsöffnung verbunden.
So beschreibt die US 5,858,034 A eine Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftfahrzeugs, bei welchem über eine Anordnung von zwei Klappen- oder Federventilen eine solche tankseitige Öffnung nach Bedarf mit der Belüftungsöffnung bzw. der Entlüftungsöffnung verbunden wird. In der DE 699 16 674 T2 wird eine weitere derartige Vorrichtung offenbart, bei welcher jedoch eine einzige Öffnung die Funktion von Be- und Entlüftungsöffnung übernimmt. Hier sind die tankseitige Öffnung und die Be- und Entlüftungsöffnung auf gegenüberliegenden Seiten eines Gehäuses angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die besonders kompakt und bauraumsparend ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Eine derartige Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens weist einen Anschlussstutzen zum Verbinden der Vorrichtung mit der Kraftstoffanlage auf. Dieser Anschlussstutzen ist mittels eines Verbindungselements mit einem Drei-Wege-Ventil verbunden und kann über das Drei-Wege-Ventil wahlweise mit einer Lufteintrittsöffnung oder. einer Luftaustrittsöffnung der Vorrichtung in Fluidverbindung gebracht werden. Im Strömungspfad zwischen dem Drei-Wege-Ventil und der Lufteintrittsöffnung ist ein Filterelement vorgesehen, um Partikel aus der angesaugten Luft zu entfernen. Das Filterelement, das Verbindungselement und das Drei-Wege-Ventil sind in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen, so dass eine besonders kompakte und damit bauraumsparende Vorrichtung erhalten wird, die als vormontiertes Modul bereitgestellt werden kann.
Dabei sind der Anschlussstutzen einerseits und die Luftaustrittsöffnung sowie die Lufteintrittsöffnung andererseits an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Gehäuses angeordnet. Die Lufteintrittsöffnung ist besonders zweckmäßig als Ringspalt in einer der Stirnflächen ausgebildet. Alternativ kann die Lufteintrittsöffnung ebenfalls mit einem Anschlussstutzen verbunden sein.
Bevorzugt umgibt das Filterelement das Verbindungselement zumindest bereichsweise. Eine solche Anordnung nutzt den zur Verfügung stehenden Bauraum besonders gut aus. Alternativ kann auch das Verbindungselement das Filterelement zumindest bereichsweise umgeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Drei-Wege-Ventil als passives Klappenventil ausgebildet. Auf aktive Komponenten kann also verzichtet werden, was eine besonders hohe Ausfallsicherheit und Entlüftungssicherheit darstellt. Das passive Klappenventil wechselt je nach Strömungs- bzw. Druckverhältnissen seine Lage. Herrscht auf Seite des Anschlussstutzens ein Überdruck, so gibt das Drei-Wege-Ventil einen Luftpfad zur Luftaustrittsöffnung frei und verschließt gleichzeitig die Lufteintrittsöffnung. Aus der Kraftstoffanlage in den Anschlussstutzen einströmende Luft kann also durch die Luftaustrittsöffnung an die Umgebung entweichen.
Herrscht dagegen auf Seite des Anschlussstutzens ein Unterdruck gegenüber der Lufteintrittsöffnung, so wird durch das Drei-Wege-Ventil ein Luftpfad von der Lufteintrittsöffnung über das Filterelement zum Anschlussstutzen freigegeben und gleichzeitig die Luftaustrittsöffnung verschlossen. Umgebungsluft kann über das Filterelement zum Anschlussstutzen und von diesem in die Kraftstoffanlage einströmen.
Bevorzugt ist zwischen dem Drei-Wege-Ventil und dem Filterelement wenigstens ein Zwei-Wege-Ventil angeordnet. Auch dieses weitere Ventil kann als passives Klappenventil gestaltet sein; es dient als Sicherheitsventil für das Drei-Wege-Ventil.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
1 eine angeschnittene perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens;
2 die Strömungsverhältnisse der Vorrichtung gemäß 1 beim Belüften einer Tankanlage;
3 eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse in der Vorrichtung gemäß 1 beim Entlüften der Tankanlage.
Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens umfasst einen Anschlussstutzen 12, über welchen sie mit der Kraftstoffanlage verbunden werden kann. Typischerweise wird an den Anschlussstutzen 12 ein Schlauch angeschlossen, der mit einer Leckdiagnosepumpe des Kraftwagens verbunden ist. Der Anschlussstutzen 12 ist einstückig mit einem Gehäuseteil 14 ausgebildet, welches zusammen mit einem weiteren Gehäuseteil 16 das Gehäuse 18 der Vorrichtung 10 bildet. Das Gehäuse 18 ist zylindrisch ausgebildet und koaxial am Anschlussstutzen 12 angebracht.
Im Innenraum 20 des Gehäuses 18 schließt sich an den Anschlussstutzen 12 ein Rohr 22 an. Das Rohr 22 mündet in eine Ventilkammer 24 eines Drei-Wege-Ventils 26. Das Drei-Wege-Ventil 26 ist als Klappenventil ausgebildet. Eine erste Ventilklappe 28 des Drei-Wege-Ventils grenzt die Ventilkammer 24 von einem weiteren Stutzen 30 ab, der in eine Luftaustrittsöffnung 32 mündet.
Der Ventilsitz der Ventilklappe 28 ist so gestaltet, dass die Ventilklappe 28 geschlossen ist, wenn auf Seite der Luftaustrittsöffnung 32 ein höherer Druck herrscht als auf Seite des Anschlussstutzens 12. Umgekehrt öffnet sich die Klappe 28, wenn der Druck im Anschlussstutzen 12 und damit im Inneren des Rohrs 22 den Druck im Stutzen 30 und damit auf Seite der Auslassöffnung 32 überschreitet.
Entsteht in einem Kraftstofftank des Kraftstoffwagens ein Überdruck, so können die Gase, die den Überdruck verursachen, über den Aktivkohlefilter und den Anschlussstutzen 12 in die Vorrichtung 10 strömen. Die Ventilklappe 28 öffnet sich, so dass die Gase durch die Austrittsöffnung 32 an die Umgebung austreten können. Eine weitere ringförmige Ventilklappe 34 umgibt den Endbereich 36 des Rohres 22 konzentrisch und schließt den Ventilraum 24 gegenüber einer Zwischenkammer 38 ab. Die Zwischenkammer 38 ist durch eine noch weitere Ventilklappe 40 begrenzt, die die Zwischenkammer 38 von einem Filterelement 42 trennt. Die Ventilklappen 34 und 40 schließen in der gleichen Richtung.
Bei einem Unterdruck im Kraftstoffsystem öffnen sich die Ventilklappen 34 und 40, die Ventilklappe 28 schließt sich hingegen. Über einen Ringkanal 44 kann Umgebungsluft von einer Lufteintrittsöffnung 46, die als Ringspalt in der Mantelfläche 48 des Gehäuses 18 ausgebildet ist, durch den Filter 42 in Richtung des Pfeils 50 einströmen, wie in 2 dargestellt. Nach Passage des Filters 42 strömt die Luft durch die Zwischenkammer 38 und die Ventilkammer 42 entlang der Pfeile 52 in das Rohr 22. Über den Anschlussstutzen 12 kann die angesaugte Luft schließlich in Richtung des Pfeiles 54 in die Kraftstoffanlage strömen und einen Unterdruck ausgleichen. Durch den Filter 42 werden dabei Partikel entfernt, sodass diese nicht in die Kraftstoffanlage eingebracht werden können.

Claims

Vorrichtung (10) zum Be- und Entlüften einer Kraftstoffanlage eines Kraftwagens, mit – einem Anschlussstutzen (12) zum Verbinden der Vorrichtung (10) mit der Kraftstoffanlage; und – einem Drei-Wege-Ventil (26), über welches der Anschlussstutzen (12) wahlweise mit einer Lufteintrittsöffnung (46) oder einer Luftaustrittsöffnung (32) der Vorrichtung (10) in Fluidverbindung bringbar ist, sowie – einem Filterelement (42), welches im Strömungspfad zwischen der Lufteintrittsöffnung (46) und dem Drei-Wege-Ventil (26) angeordnet ist, wobei das Filterelement (42) und das Drei-Wege-Ventil (26) in einem gemeinsamen Gehäuse (18) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (12) über ein rohrförmiges Verbindungselement (22) mit dem Drei-Wege-Ventil (26) verbunden ist, wobei das rohrförmige Verbindungselement (22) ebenfalls in dem Gehäuse (18) aufgenommen ist, wobei der Anschlussstutzen (12) einerseits und die Luftaustrittsöffnung (32) sowie die Lufteintrittsöffnung (46) andererseits an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Gehäuses (18) angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (42) das Verbindungselement (22) zumindest bereichsweise umgibt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) das Filterelement (42) zumindest bereichsweise umgibt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drei-Wege-Ventil (26) als passives Klappenventil ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Drei-Wege-Ventil (26) und dem Filterelement (42) wenigstens ein Zwei-Wege-Ventil (40) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (46) durch einen Ringspalt in einer Stirnfläche (48) des Gehäuses (18) gebildet ist.
Kraftwagen mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.