DE102010045475B3 - Einfüllstutzen für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Einfüllstutzen für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung vorgesehenen Rohrabschnitt zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoffzapfventils und einer in dem Rohrabschnitt vorgesehenen Flammensperre, welche den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils im eingeführten Zustand umschließt.
- Grundsätzlich ist es wünschenswert, den Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges in Bezug auf den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils bei der Betankung des Kraftfahrzeuges abzudichten. Hiermit soll ein Rückschwall des Kraftstoffs bei der Abschaltung des Zapfventils bei Erreichung des maximalen Füllstandes im Kraftstoffbehälter verhindert werden. Darüber hinaus müssen auch begrenzte Winkeländerungen des Auslaufstutzens der Zapfpistole bzw. des Zapfventils möglich sein. Hierzu ist beispielsweise aus den Druckschriften
EP 0 248 673 B1 oderDE 38 29 948 A1 bekannt, Dichtungen aus gummielastischem Material vorzusehen, die den eingeschobenen Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils dichtend umschließen. Diese Dichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie einem gewissen Verschleiß unterliegen, so dass deren Wirksamkeit verhältnismäßig schnell nachlässt. - Aus der
DE 195 33 306 A1 ist beispielsweise bekannt, als Ringdichtung eine Bürstendichtung mit radial nach innen gerichteten Borsten vorzusehen. Diese Bürstendichtung hat den Vorzug, dass sie verhältnismäßig toleranzunabhängig und auch verschleißunanfällig ist. Ein Heraussprühen des Kraftstoffs bei der Betankung wird zuverlässig verhindert. Um eine gegebenenfalls erforderliche hohe Gasdichtigkeit zu erzielen, ist allerdings eine entsprechend dichte Anordnung der Borsten erforderlich, wodurch die Bürstendichtung verhältnismäßig teuer und aufwendig wird. - Insbesondere moderne ethanolhaltige Kraftstoffe besitzen ein niedrigeren Dampfdruck als konventionelle Kraftstoffe, so dass insbesondere bei der Betankung mit ethanolhaltigen Kraftstoffen die Gefahr besteht, dass sich zündfähige Kraftstoffdampffluchtgemische im Bereich der Einfüllöffnung des Kraftfahrzeuges und im Ausgleichsvolumen des Kraftstoffbehälters bei der Betankung bilden. Der Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters sollte daher hinsichtlich der Abdichtung in Bezug auf den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils so beschaffen sein, dass ein Flammendurchschlag in den Kraftstoffbehälter zuverlässig vermieden wird.
- Ein Einfüllstutzen der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 195 11 073 A1 bekannt. Dort ist im Einfüllstutzen ein Einsatz vorgesehen, der eine Einschnürung des Einfüllstutzens bildet und der umfänglich mit fensterartigen Durchbrüchen als Gasableitbereiche versehen ist, welche jeweils mit einem sogenannten Flammendurchschlagsicherungsgitter verschlossen sind. Der in derDE 195 11 073 A1 beschriebene Reduziereinsatz dient allerdings in erster Linie dazu, den Wirkungsgrad bei der Gasrückführung und der Betankungssicherheit bei der emmisionsfreien Betankung mit Gasrückführsystem zu verbessern. Dementsprechend ist die Geometrie des Reduziereinsatzes gewählt. - Mittel zur Verhinderung eines Flammendurchschlages bei der Betankung sind beispielsweise auch in der
US 2,379,735 A und derUS 5,246,130 A beschrieben. - Aus der
DE 10 2008 036 979 A1 ist weiterhin ein Einfüllstutzen bekannt, welcher einen Spiralringeinsatz aufweist, der eine Vielzahl von sich in Längsrichtung des Einfüllstutzens erstreckenden Gasdurchtrittsspalte bildet, wobei das Spaltmaß so gewählt ist, dass ein Flammendurchschlag verhindert wird. Nachteilig an einem solchen Einsatz im Einfüllstutzen ist der erhöhte benötigte Platzbedarf. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Einfüllstutzen der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit welchem ein Flammendurchschlag in den Kraftstoffbehälter zuverlässig vermieden wird und der insbesondere konstruktiv mit verhältnismäßig geringem Aufwand zu realisieren ist und einen geringen Platzbedarf aufweist.
- Die Aufgabe wird gelöst durch einen Einfüllstutzen für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung vorgesehenen Rohrabschnitt zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoffzapfventils und einer in dem Rohrabschnitt vorgesehenen Flammensperre, welche den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils im eingeführten Zustand umschließt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Flammensperre wenigstens zwei Segmente umfasst, welche in radialer Richtung des Rohrabschnitts federnd gelagert sind, wobei der Durchmesser der Öffnung der Flammensperre für den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils im vorgespannten Zustand der Segmente geringer ist als der Durchmesser des Auslaufstutzens des Kraftstoffventils.
- Da die wenigstens zwei Segmente der Flammensperre in radialer Richtung des Rohrabschnitts federnd gelagert sind und der Durchmesser der Öffnung der Flammensperre geringer ist als der Durchmesser des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils werden die Segmente durch Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils in radialer Richtung auseinander gedrückt, so dass der Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils durch die Flammensperre hindurch in den Rohrabschnitt hineinragt. Durch die federnde Lagerung liegen die Segmente der Flammensperre eng an dem Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils an, wodurch ein Austritt von zündfähigem Kraftstoffdampfluftgemisch im Wesentlichen vermieden wird und ein Flammendurchschlag in den Tank verhindert wird.
- Die Anzahl der Segmente der Flammensperre kann variieren, je größer die Anzahl, desto besser ist die Anpassung der einzelnen Segmente an den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils.
- Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Flammensperre wenigstens teilweise in einer radialen Ausbuchtung des Rohrabschnitts angeordnet. Die Ausbuchtung erleichtert die Abdichtung zwischen der Flammensperre und dem rohrförmigen Abschnitt und vereinfacht die Montage der Flammensperre in dem Rohrabschnitt.
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die Flammensperre einen Federring, welcher zwischen Rohrabschnitt und den Segmenten der Flammensperre angeordnet ist. Der Federring ermöglicht die federnde Lagerung in radialer Richtung des Rohrabschnitts der Segmente auf einfache Art und Weise. Zweckmäßigerweise besteht der Federring aus Federstahl oder Elastomer, wobei insbesondere der Federstahl eine hohe Steifigkeit aufweist.
- Zweckmäßigerweise ist die Flammensperre zur Aufnahme von Auslaufstutzen von Kraftstoffzapfventilen mit einem Durchmesser zwischen 20 mm und 25 mm und vorzugsweise zwischen 20,5 mm und 22 mm ausgelegt.
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist der Abstand in radialer Richtung zwischen zwei Segmenten im eingeführten Zustand des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils geringer als 2 mm, vorzugsweise geringer als 1,2 mm und weiter vorzugsweise geringer als 0,9 mm. Durch den geringen Abstand in radialer Richtung zwischen zwei Segmenten wird erreicht, dass eine Flamme außerhalb des Kraftstoffbehälters nicht durch den Spalt zwischen zwei Segmenten in den Kraftstoffbehälter hinein durchschlagen kann.
- Nach einer Variante der Erfindung sind die Segmente elektrisch leitfähig und elektrisch mit einer elektrischen Masse verbunden. Vor der Betankung des Kraftstoffbehälters wird der Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils in den rohrförmigen Abschnitt eingeführt. Dabei drückt der Auslaufstutzen die Segmente der Flammensperre in radialer Richtung nach außen. Dadurch, dass die Segmente elektrisch leitfähig sind und elektrisch leitend mit einer elektrischen Masse verbunden sind wird gewährleistet, dass eine statische Aufladung vor dem Tankvorgang abgeleitet wird, wodurch beispielsweise eine Entzündung eines Kraftstoffdampfluftgemisches durch den bei einer Entladung einer statischen Ladung entstehenden Funken verhindert wird.
- Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung bestehen die Segmente zumindest teilweise aus Kunststoff und vorzugsweise überwiegend aus Kunststoff. Die Vorteile von Kunststoff sind die große Härte und die hohe Zähigkeit. Zweckmäßigerweise bestehen die Segmente aus leitfähigem Polyoximethylen (POM) oder aus glasfaserverstärktem Polyamid (PA).
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung sind die Segmente und/oder der Federring der Flammensperre nachträglich austauschbar ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Teile der Flammensperre nachträglich, beispielsweise bei einer Beschädigung, ausgetauscht werden können.
- Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die Segmente in radialer Richtung beweglich ineinander verschränkt. Eine Verschränkung der einzelnen Segmente untereinander hat den Vorteil, dass die Abdichtung zwischen dem Kraftstoffbehälterinnenraum und der Umgebung des Kraftstoffbehälters verbessert wird, da durch die Verschränkung keine durchgängigen Spalten zwischen den einzelnen Segmenten der Flammensperre entstehen, wenn der Auslaufstutzen des Kraftstoffbehälters in den Rohrabschnitt des Kraftstoffbehälters eingeführt wird.
- Nach einer zweckmäßigen Variante der Erfindung umfasst die Flammensperre vier Segmente.
- Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist innerhalb des Rohrabschnitts des Einfüllstutzens weiterhin eine Klappe vorgesehen, welche den Rohrabschnitt verschließt und beim Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils geöffnet wird. Die Klappe verhindert, dass Gegenstände, insbesondere brennende Gegenstände in das Innere des Kraftstoffbehälters gelangen können.
- Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Klappe in Einführrichtung des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils nach der Flammensperre angeordnet. Somit wird zuerst der Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils gegenüber dem Innenraum des Kraftstoffbehälters mittels der Flammensperre abgedichtet und nachfolgend wird bis dahin eine Dichtfunktion erfüllende Klappe zum Inneren des Kraftstoffbehälters geöffnet.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine Schnittansicht eines Einfüllstutzens für einen Kraftstoffbehälter nach einer Ausführungsform der Erfindung, -
2 : eine Schnittansicht des Einfüllstutzens aus1 mit eingeführtem Auslaufstutzen eines Kraftstoffzapfventils, -
3 : eine Schnittansicht eines Einfüllstutzens für einen Kraftstoffbehälter nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, -
4 : eine Schnittansicht des Einfüllstutzens nach3 mit eingeführtem Auslaufstutzen eines Kraftstoffzapfventils, -
5 : eine Detailansicht einer Flammensperre nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einfüllstutzens, und -
6 : eine Detailansicht der Flammensperre aus5 , wenn der Auslaufstutzen eines Kraftstoffzapfventils in die Flammensperre eingeführt ist. - In
1 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Einfüllstutzens1 für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Der Einfüllstutzen1 weist wenigstens einen im Bereich der Einfüllöffnung2 vorgesehenen Rohrabschnitt3 zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoffzapfventils5 auf, wobei der Rohrabschnitt3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein gegenüber dem Einfüllstutzen reduzierten Durchmesser aufweist. In dem Rohrabschnitt3 ist eine Flammensperre4 vorgesehen, welche den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils5 im eingeführten Zustand umschließt. Die Flammensperre4 umfasst wenigstens zwei Segmente6 , welche in radialer Richtung des Rohrabschnitts3 federnd gelagert sind. Der Durchmesser der Öffnung7 der Flammensperre4 für den Auslaufstutzen eines Kraftstoffzapfventils5 ist im vorgespannten Zustand der Segmente6 geringer als der Durchmesser des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 . Dadurch wird erreicht, dass sich die Segmente6 an die Kontur des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 während der Betankung des Kraftstoffbehälters anlegen, so dass der Kraftstoffbehälterinnenraum gegenüber der Umgebung des Kraftstoffbehälters abgedichtet ist. - Die Flammensperre
4 ist in einer radialen Ausbuchtung8 des Rohrabschnitts3 angeordnet, wodurch die Dichtigkeit zwischen Rohrabschnitt3 und Segmenten6 der Flammensperre4 erhöht wird. - Die Flammensperre
4 umfasst weiterhin einen Federring9 , welcher zwischen dem Rohrabschnitt3 und den Segmenten6 der Flammensperre4 angeordnet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Federring9 in der radialen Ausbuchtung8 des Rohrabschnitts3 angeordnet. - Der dargestellte Federring
9 besteht aus Federstahl, welcher eine hohe Festigkeit aufweist. - Die in
1 dargestellte Flammensperre4 ist zur Aufnahme von Auslaufstutzen von Kraftstoffzapfventilen5 mit einem Durchmesser zwischen 20,5 mm und 22 mm ausgelegt. - Der Abstand in radialer Richtung zwischen zwei Segmenten
6 ist im eingeführten Zustand des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 geringer als 0,9 mm, wodurch ein eventueller Flammendurchschlag ins Innere des Kraftstoffbehälters verhindert wird. - Die Segmente
6 der Flammensperre4 bestehen aus Kunststoff und sind elektrisch leitfähig und elektrisch leitend mit einer elektrischen Masse verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Segmente6 der Flammensperre4 aus leitfähigem Polyoximethylen. - Die Segmente
6 und der Federring9 der Flammensperre4 sind so ausgebildet, dass sie nach dem Einbau wieder aus der Ausbuchtung8 entfernt werden können, so dass nachträglich defekte Teile der Flammensperre4 ausgetauscht werden können. -
2 zeigt den Einfüllstutzen aus1 mit eingeführtem Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils5 . Durch das Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 wurden die Segmente6 der Flammensperre4 in radialer Richtung des Rohrabschnitts3 nach außen gedrückt, wodurch der Federring9 geweitet wurde. Durch die Federkraft des Federrings9 werden die Segmente6 an die Kontur des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 angelegt. - Der Abstand in radialer Richtung zwischen zwei Segmenten
6 der Flammensperre4 im eingeführten Zustand des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 ist geringer als 0,9 mm, wodurch ein Flammendurchschlag ins Innere des Kraftstoffbehälters verhindert wird. - Das Ausführungsbeispiel nach
3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach1 dadurch, dass innerhalb des Rohrabschnitts3 weiterhin eine Klappe11 vorgesehen ist, welche den Rohrabschnitt3 verschließt und beim Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 geöffnet wird. Die Klappe11 ist in Einführrichtung des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 nach der Flammensperre4 angeordnet. Die Klappe11 verhindert ein Eindringen von brennenden oder glimmenden Gegenständen ins Innere des Kraftstoffbehälters. - Beim Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils
5 wird der Auslaufstutzen mittels der Flammensperre4 zuerst gegenüber der Umgebung des Kraftstoffbehälters abgedichtet. Nachfolgend wird die Klappe11 durch weiteres Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 in den Rohrabschnitt3 geöffnet. - In
4 ist der Einführstutzen nach3 mit eingeführtem Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils5 dargestellt. - In
5 ist eine Detailansicht einer Flammensperre4 dargestellt. Die Flammensperre4 besteht aus vier Segmenten6 , welche eine kreisrunde Öffnung für den Auslaufstutzen eines Kraftstoffzapfventils5 bereitstellen. Die Segmente6 werden von einem Federring9 in radialer Richtung nach innen vorgespannt. Der Durchmesser der Öffnung7 der Flammensperre4 für den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils5 ist im vorgespannten Zustand der Segmente6 geringer als der Durchmesser des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 . - In
6 ist die Flammensperre4 gemäß5 nach dem Einführen eines Auslaufstutzens eines Kraftstoffzapfventils5 dargestellt. Durch den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils5 wurden die vier Segmente6 gegen die Federkraft des Federrings9 radial auswärts gedrückt und umschließen nun die Kontur des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils5 . Zwischen den einzelnen Segmenten6 der Flammensperre4 bilden sich kleine Spalten, welche geringer als 0,9 mm sind, um ein Durchschlagen von Flammen zu verhindern. Die Segmente6 sind in radialer Richtung beweglich ineinander verschränkt10 , beispielsweise durch komplementär ausgebildete Stufen oder durch ein Nut-Feder-System. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Einfüllstutzen
- 2
- Einfüllöffnung
- 3
- Rohrabschnitt
- 4
- Flammensperre
- 5
- Kraftstoffzapfventil
- 6
- Segmente
- 7
- Öffnung Flammensperre
- 8
- radiale Ausbuchung
- 9
- Federring
- 10
- Verschränkung der Segmente
- 11
- Klappe
Claims (14)
- Einfüllstutzen (
1 ) für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung (2 ) vorgesehenen Rohrabschnitt (3 ) zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoffzapfventils (5 ), und einer in dem Rohrabschnitt (3 ) vorgesehene Flammensperre (4 ) welche den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils (5 ) im eingeführten Zustand umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammensperre (4 ) wenigstens zwei Segmente (6 ) umfasst, welche in radialer Richtung des Rohrabschnitts (3 ) federnd gelagert sind, wobei der Durchmesser der Öffnung (7 ) der Flammensperre (4 ) für den Auslaufstutzen des Kraftstoffzapfventils (5 ) im vorgespannten Zustand der Segmente (6 ) geringer ist als der Durchmesser des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils (5 ). - Einfüllstutzen (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammensperre (4 ) wenigstens teilweise in einer radialen Ausbuchung (8 ) des Rohrabschnitts (3 ) angeordnet ist. - Einfüllstutzen (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammensperre (4 ) einen Federring (9 ) umfasst, welcher zwischen Rohrabschnitt (3 ) und den Segmenten (6 ) der Flammensperre (4 ) angeordnet ist. - Einfüllstutzen (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (9 ) aus Federstahl oder Elastomer besteht. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammensperre (4 ) zur Aufnahme von Auslaufstutzen von Kraftstoffzapfventilen (5 ) mit einem Durchmesser zwischen 20 mm und 25 mm und vorzugsweise zwischen 20,5 mm und 22 mm ausgelegt ist. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand in radialer Richtung zwischen zwei Segmenten (6 ) im eingeführten Zustand des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils (5 ) geringer ist als 2 mm, vorzugsweise geringer als 1,2 mm und weiter vorzugsweise geringer als 0,9 mm. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6 ) elektrisch leitfähig sind und elektrisch leitend mit einer elektrischen Masse verbunden sind. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6 ) zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen, vorzugsweise überwiegend aus Kunststoff. - Einfüllstutzen (
1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6 ) aus leitfähigem Polyoximethylen oder aus glasfaserverstärktem Polyamid bestehen. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6 ) und/oder der Federring (9 ) nachträglich austauschbar ausgebildet sind. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (6 ) in radialer Richtung beweglich ineinander verschränkt (10 ) sind. - Einfüllstutzen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammensperre (4 ) vier Segmente (6 ) umfasst. - Einfüllstützen (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rohrabschnitts (3 ) weiterhin eine Klappe (11 ) vorgesehen ist, welche den Rohrabschnitt (3 ) verschließt und beim Einführen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils (5 ) geöffnet wird. - Einfüllstutzen (
1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (11 ) in Einführrichtung des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils (5 ) nach der Flammensperre (4 ) angeordnet ist.
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