-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ent- und/oder Belüftungsventil, das auch als Abschaltventil bezeichnet wird, für einen Betriebsflüssigkeitsbehälter. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Betriebsflüssigkeitsbehälter mit einem Ent- und/oder Belüftungsventil und ein Ent- und/oder Belüftungsventilsystem.
-
Der Betriebsflüssigkeitsbehälter kann ein Flüssigkeitsbehälter für wässrige Harnstofflösung sein, die für ein SCR-Verfahren (Selectiv Catalytic Reduction) benötigt wird, um bei Dieselfahrzeugen die Stickoxydemission zu senken. Diese wässrige Harnstofflösung wird von dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang, zum Beispiel mittels einer Dosierpumpe oder eines Injektors, eingespritzt. Im Folgenden wird auf einen Kraftstoffbehälter Bezug genommen, wobei sämtliche Ausführungen entsprechend auch für Flüssigkeitsbehälter für wässrige Harnstofflösung, oder allgemein für Betriebsflüssigkeitsbehälter anwendbar sind.
-
Zum Befüllen eines Kraftstoffbehälters mit Kraftstoff wird üblicherweise ein Zapfventil in ein in den Kraftstoffbehälter mündendes Einfüllrohr gesteckt, woraufhin Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter eingefüllt werden kann. Damit der Kraftstoffbehälter ungehindert befüllt werden kann, muss die sich im Kraftstoffbehälter befindliche Luft bzw. das sich im Kraftstoffbehälter befindliche Luft-Gas-Gemisch aus dem Kraftstofftank entweichen können, da andernfalls ein Druckanstieg innerhalb des Kraftstofftanks den Befüllvorgang behindern würde.
-
Zum Entlüften des Kraftstoffbehälters sind im Kraftstoffbehälter ein oder mehrere Entlüftungsventile vorgesehen, das/die mit einer Entlüftungsleitung fluidverbunden ist/sind, wobei die Entlüftungsleitung optional mit einem Aktivkohlefilter fluidverbunden sein kann. Aus dem Kraftstoffbehälter verdrängtes Luft-Gas-Gemisch wird entweder durch das Aktivkohlefilter gefiltert, so dass an die Umgebung keine oder lediglich geringe Mengen von Kraftstoffdampf abgegeben werden, oder in Abwesenheit eines Aktivkohlefilters direkt an die Atmosphäre abgegeben.
-
Aus dem Stand der Technik bekannte Ent- und/oder Belüftungsventile, die im Folgenden auch einfach als Entlüftungsventile oder Abschaltventile bezeichnet werden, umfassen ein hohlförmiges Ventilgehäuse, das zumindest eine Kommunikationsöffnung aufweist, mittels der ein Ventilgehäuseinnenraum mit dessen Umgebung fluidverbunden ist. Bei Einbau des Entlüftungsventils in einem Kraftstoffbehälter ist der Ventilgehäuseinnenraum über die Kommunikationsöffnung mit dem Kraftstoffbehälterinnenraum fluidverbunden, so dass über die Kommunikationsöffnung ein Austausch von Kraftstoff und eines Kraftstoffdampf-Luft-Gemisches zwischen dem Kraftstoffbehälterinnenraum und dem Ventilgehäuseinnenraum ermöglicht ist. Der Ventilgehäuseinnenraum ist mit einer Entlüftungsleitung über eine in einem Ventilsitz angeordnete Lüftungsöffnung fluidverbunden. Ein im Ventilgehäuseinnenraum frei beweglicher Ventilkörper, der auch als Schwimmer oder Schwimmkörper oder Auftriebskörper bezeichnet wird, verschließt ab und oberhalb eines vorbestimmten Betriebsflüssigkeitspegels innerhalb des Kraftstoffbehälters die Lüftungsöffnung, so dass ein Flüssigkeits- und/oder Gasaustritt aus dem Ventilgehäuse unterbunden ist. Unterhalb des vorbestimmten Betriebsflüssigkeitspegels ist der Ventilkörper von der Lüftungsöffnung beabstandet, so dass der Ventilgehäuseinnenraum und die Lüftungsleitung in Fluidverbindung stehen.
-
Der Abstand des Betriebsflüssigkeitspegels zur Kraftstoffbehälterinnenwand, an der das Entlüftungsventil befestigt ist, ab dem der Ventilkörper durch den Kraftstoff so viel Auftrieb erfährt, dass dieser die Lüftungsöffnung verschließt, wird als Abschalthöhe oder auch als Shut-Off-Height (englisch für Abschalthöhe) bezeichnet.
-
Bei Erwärmung des Kraftstoffbehälters, beispielsweise durch eine benachbarte Abgasanlage oder aufgrund von hohen Umgebungstemperaturen, steigt der Dampfdruck des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffbehälters. Wenn das Abschaltventil durch den Kraftstoffpegel verschlossen ist und es keinen zweiten Entlüftungsweg gibt bzw. wenn der zweite Entlüftungsweg durch ein Überdruckventil (auch Druckhalteventil genannt) verschlossen ist, steigt der Tankinnendruck, wodurch sich der Kraftstoffbehälter ausdehnt. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Betriebsflüssigkeitspegel im Kraftstoffbehälter absinkt, wodurch auch der Ventilkörper im Ventilgehäuse absinkt und sich vom Ventilsitz entfernt und somit die Lüftungsöffnung freigibt. Der im Kraftstoffbehälter aufgebaute Überdruck kann somit über das wiedergeöffnete Ventil entweichen. Dieser Vorgang wird sich wiederholen, bis der Wärmeeintrag aufgehört hat oder sich ein Gleichgewicht zwischen Ausgasung durch Wärmeeintrag und Leckage durch das Überdruckventil eingestellt hat.
-
Es ist wünschenswert, dass für einen Betriebsflüssigkeitsbehälter, beispielsweise für einen Kraftstoffbehälter, unterschiedliche Abschalthöhen realisiert sein können. Dies kann notwendig sein, wenn ein Kraftfahrzeug in verschiedenen Ländern angeboten werden soll, in denen unterschiedliche Vorschriften für Kraftstoffbehälter herrschen, oder wenn dasselbe Ventil für mehrere Behälter eingesetzt werden soll. Dafür sind aus dem Stand der Technik sogenannte Steigrohrabschaltventile bekannt, bei denen die seitlichen Kommunikationsöffnungen bis zur gewünschten Abschalthöhe in Einbaulage heruntergezogen sind, so dass ein Schließen des Entlüftungsventils bzw. des Steigrohrabschaltventils bei einem niedrigeren Betriebsflüssigkeitspegel erreicht werden kann. Für unterschiedliche Abschalthöhen müssen dann jeweils unterschiedliche Entlüftungsventile bzw. Steigrohrabschaltventile mit jeweils unterschiedlichen Ventilgehäusen verwendet werden, bei denen die Positionen der Kommunikationsöffnungen entsprechend der gewünschten Abschalthöhe angepasst sind.
-
Bei dieser Art von Steigrohrabschaltventilen kann während der Betankung eines Kraftstoffbehälters das verdrängte Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch über die Kommunikationsöffnung und die Entlüftungsöffnung zum Aktivkohlefilter oder zur Atmoshäre abgeführt werden, solange die Kommunikationsöffnung nicht von dem sich im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoff verschlossen ist. Daher ist die Abschalthöhe bei dieser Art von Entlüftungsventil der Abstand zwischen Kraftstoffbehälterinnenwand und der Oberkante der Kommunikationsöffnung. Wenn der Betriebsflüssigkeitspegel die Abschalthöhe erreicht hat, dann ist ein Gasaustausch zwischen dem Kraftstoffbehälterinnenraum und dem Ventilgehäuseinnenraum nicht mehr möglich. Bei weiterem Einleiten von Kraftstoff steigt dieser im Einfüllrohr an, so dass sich der Druck innerhalb des Kraftstoffbehälters entsprechend erhöht, wodurch die Kraftstoffsäule innerhalb des Ventilgehäuses und damit auch der Ventilkörper aufgrund dessen Auftriebs angehoben werden. Ab einem vorbestimmten Kraftstoffegel innerhalb des Ventilgehäuses verschließt der Ventilkörper die Entlüftungsöffnung.
-
Wenn ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter mit entsprechend ausgebildetem Steigrohrabschaltventil mit einem vollen oder annährend vollen Kraftstofftank geparkt wird und sich der Kraftstofftank anschließend aufwärmt, dann sollte der sich durch Verdampfung des Kraftstoffs einstellende Überdruck durch Überdruckventile abgelassen werden. Der Öffnungsdruck eines solchen Überdruckventils ist aber auf die Höhe des Einfüllrohres abgestimmt, wodurch der Kraftstoffbehälter sich oft ausdehnt bevor das Überdruckventil öffnet. In einem solchen Fall senkt sich der Betriebsflüssigkeitspegel im Kraftstoffbehälter ab. Dadurch ist ein oberer Teil der Kommunikationsöffnung nicht mehr von dem Kraftstoff verschlossen, so dass das sich im Ausgleichsvolumen des Kraftstoffbehälters befindliches Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch durch den oberen Abschnitt der Kommunikationsöffnung in den Ventilgehäuseinnenraum ausbreitet. Da der Betriebsflüssigkeitspegel innerhalb des Ventilgehäuseinnenraums höher ist als im Kraftstoffbehälterinnenraum, steigt das Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch in Form von Gasblasen an die Oberfläche der Kraftstoffsäule innerhalb des Ventilgehäuseinnenraums. Dadurch wiederum vermindert sich der Auftrieb für den Ventilkörper, da sich durch die Gasblasen im Kraftstoff dessen effektive Dichte vermindert. Der Ventilkörper verschließt daher nicht mehr die Lüftungsöffnung.
-
Die an die Kraftstoffoberfläche steigenden Gasblasen reißen bei Durchstoßen der Kraftstoffoberfläche Kraftstoff in Form von kleinen Tröpfchen mit sich mit, die sich auch in Richtung der Lüftungsöffnung ausbreiten und durch die Lüftungsöffnung in die Lüftungsleitung und darüber in das Aktivkohlefilter gelangen. Wenn das Kraftfahrzeug über eine längere Zeit in einer warmen Umgebung geparkt wird, setzt sich der oben beschriebene Prozess des Kraftstoffverlusts über die Lüftungsleitung über einen langen Zeitraum fort, so dass dadurch signifikante Kraftstoffmengen über das Ent- und/oder Belüftungssystem verloren gehen können. Dadurch wird die Funktionsfähigkeit des Aktivkohlefilters massiv beeinträchtigt und es wird mehr Kraftstoffdampf an die Umgebung abgegeben.
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Bereitstellung eines verbesserten Ent- und/oder Belüftungsventils für einen Betriebsflüssigkeitsbehälter, beispielsweise für einen Kraftstoffbehälter oder für einen SCR-Flüssigkeitsbehälter, bei dem mit einem Ventilgehäuse unterschiedliche Abschalthöhen erreichbar sind, und das keinen oder einen erheblich verminderten Kraftstoffverlust aufweist, wenn ein mit dem erfindungsgemäßen Ent- und/oder Belüftungsventil ausgestatteter Betriebsflüssigkeitsbehälter im vollen oder annähernd vollen Zustand mit Wärme beaufschlagt wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Im Genaueren umfasst das erfindungsgemäße Ent- und/oder Belüftungsventil ein in einem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum befestigbares hohlförmiges Ventilgehäuse, welches zumindest eine Kommunikationsöffnung zum Fluidaustausch zwischen einem Ventilgehäuseinnenraum mit dem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum und eine Lüftungsöffnung zum Gasaustausch zwischen dem Ventilgehäuseinnenraum und einer Lüftungsleitung umfasst. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Ent- und/oder Belüftungsventil einen im Ventilgehäuseinnenraum angeordneten Ventilkörper. In Einbaulage des Ent- und/oder Belüftungsventil im Betriebsflüssigkeitsbehälter, d. h. wenn das Ent- und/oder Belüftungsventil im Betriebsflüssigkeitsbehälter eingebaut ist, ist bei einem Betriebsflüssigkeitspegel innerhalb des Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraums unterhalb eines vorbestimmten Abschaltpegels der Ventilkörper von der Lüftungsöffnung beabstandet, so dass der Ventilgehäuseinnenraum und die Lüftungsleitung miteinander in Fluidverbindung stehen. Andererseits erfährt in Einbaulage des Ent- und/oder Belüftungsventils im Betriebsflüssigkeitsbehälter der Ventilkörper bei einem Betriebsflüssigkeitspegel innerhalb des Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraums oberhalb des Abschaltpegels durch die sich im Ventilgehäuseinnenraum befindliche Betriebsflüssigkeit einen derartigen Auftrieb, dass der Ventilkörper die Lüftungsöffnung verschließt, so dass der Ventilgehäuseinnenraum und die Lüftungsleitung nicht miteinander in Fluidverbindung stehen. Das Ent- und/oder Belüftungsventil zeichnet sich dadurch aus, dass dieses einen an einer Betriebsflüssigkeitsbehälterwand befestigbaren Adapter umfasst und dass das Ventilgehäuse an dem Adapter derart befestigbar ist, dass der Adapter zwischen der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand und dem Ventilgehäuse angeordnet ist.
-
Das erfindungsgemäße Ent- und/oder Belüftungsventil bietet den Vorteil, dass mit nur lediglich einem einzigen Ventilgehäuse unterschiedliche Abschalthöhen für einen mit dem Ent- und/oder Belüftungsventil ausgestatteten Betriebsflüssigkeitsbehälter erzielbar sind. Denn durch Verwenden unterschiedlicher Adapter, die jeweils mit der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand verbindbar sind, kann der Abschaltpegel, bei dem der Ventilkörper die Lüftungsöffnung verschließt, entsprechend angepasst werden, da der Abschaltpegel im direkten Zusammenhang mit der Abschalthöhe steht. Umso größer die Abschalthöhe ist, desto niedriger ist der Abschaltpegel.
-
Ferner können unterschiedliche Abschalthöhen erreicht werden, wobei gleichzeitig die Position der Kommunikationsöffnung bzw. der Kommunikationsöffnungen so gewählt werden kann, dass trotz Erreichen des Abschaltpegels durch die Betriebsflüssigkeit der Betriebsflüssigkeitspegel im Bereich der Kommunikationsöffnung liegt. Folglich wird bei einem Erwärmen des Betriebsflüssigkeitsbehälters ein Gasaustausch zwischen dem Ventilgehäuseinnenraum und dem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum weiterhin möglich sein. Da für den Gasaustausch zwischen dem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum und dem Ventilgehäuseinnenraum das Gas nicht durch eine Flüssigkeitssäule in dem Ventilgehäuseinnenraum aufsteigen muss, reißt das Gas auch keine Tröpfchen der Flüssigkeit mit sich, so dass in die Entlüftungsleitung keine Flüssigkeit vordringen kann. Folglich würde bei einem als Kraftstoffbehälter ausgebildeten Betriebsflüssigkeitsbehälter bei Ausstattung mit dem erfindungsgemäßen Ent- und/oder Belüftungsventil dieser einen erheblich verminderten Kraftstoffverlust aufweisen, wenn der Kraftstofftank im vollen oder annähernd vollen Zustand in einer warmen Umgebung abgestellt wird und sich folglich der in dem Kraftstoffbehälter befindliche Kraftstoff zusehends verdampft.
-
Das erfindungsgemäße Ent- und/oder Belüftungsventil kann auch als Abschaltventil bezeichnet werden, da dieses dazu dient, ab einem vorbestimmten Betriebsflüssigkeitspegel einen Gausaustausch von dem Betriebsflüssigkeitsbehälter zur Umgebung hin zu unterbinden, so dass der Druck innerhalb des Betriebsflüssigkeitsbehälters ansteigt, woraufhin der Pegel einer im Einfüllrohr eingefüllten Betriebsflüssigkeit ansteigt, woraufhin mittels des Zapfventils der Befüllungsvorgang beendet werden kann.
-
Der Ventilkörper, der auch als Schwimmer oder auch als Auftriebskörper bezeichnet werden kann, ist in Einbaulage in Vertikalrichtung frei beweglich.
-
Der Adapter ist an der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand beispielsweise durch eine Verklebung oder durch eine Verschweißung an dieser befestigbar. Alternativ kann der Adapter auch über eine Rastverbindung mit der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand verbunden werden. Ferner ist es auch möglich, dass der Adapter an der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand mittels einer Nietverbindung verbunden ist.
-
Vorzugsweise umfasst der Adapter eine erste Befestigungseinrichtung und das Ventilgehäuse eine zweite Befestigungseinrichtung. Die erste Befestigungseinrichtung und die zweite Befestigungseinrichtung sind so ausgebildet, dass das Ventilgehäuse an den Adapter mittels den zwei Befestigungseinrichtungen befestigbar ist.
-
Die erste Befestigungseinrichtung ist bevorzugt als Rasteinrichtung und die zweite Befestigungseinrichtung ist bevorzugt als Rastöffnung ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, dass die erste Befestigungseinrichtung als Rastöffnung und die zweite Befestigungseinrichtung als Rasteinrichtung ausgebildet sind.
-
Dadurch ist eine schnelle Befestigung des Ventilgehäuses an dem Adapter möglich, da das Ventilgehäuse einfach auf den Adapter aufgeschoben werden muss, um mit diesem verbunden zu werden.
-
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, dass das Ventilgehäuse mit dem Adapter verklebt oder verschweißt ist. Dies hat den Vorteil, dass weder das Ventilgehäuse noch der Adapter besondere Befestigungseinrichtungen aufweisen müssen und dass die Verbindungsposition zwischen dem Ventilgehäuse und dem Adapter frei einstellbar ist. Dadurch können kontinuierliche Abschalthöhen in unterschiedlichen Betriebsflüssigkeitsbehältern erreicht werden, wobei lediglich ein einziges Ventilgehäuse verbaut werden muss. Folglich ist es nicht notwendig, das Belüftungssystem für den Betriebsflüssigkeitsbehälter an unterschiedliche Charakteristiken unterschiedlicher Ventilgehäuse anzupassen.
-
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
-
1a: ein Querschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekannten, schematisch dargestellten und an einer Betriebsflüssigkeitsbehälterwand befestigten Abschaltventil, bei dem die Lüftungsöffnung nicht durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
1b: das in 1a dargestellte Abschaltventil, bei dem die Entlüftungsöffnung durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
2a: ein Querschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekannten, schematisch dargestellten und an einer Betriebsflüssigkeitsbehälterwand befestigten Steigrohrbschaltventil, bei dem die Lüftungsöffnung nicht durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
2b: das in 2a dargestellte Steigrohrabschaltventil, bei dem die Entlüftungsöffnung durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
3a: eine Querschnittsdarstellung eines schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Ent- und/oder Belüftungsventils, bei dem die Lüftungsöffnung nicht durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
3b: das in 3a dargestellte Ent- und/oder Belüftungsventil, bei dem die Entlüftungsöffnung durch den Ventilkörper verschlossen ist;
-
4: eine Querschnittsdarstellung eines schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Ent- und/oder Belüftungsventilsystems mit einem ersten und einem zweiten Adapter im demontierten Zustand;
-
5a: eine Querschnittsdarstellung eines Ent- und/oder Belüftungsventils, das sich bei Montage des ersten Adapters mit dem Ventilgehäuse des in 4 dargestellten Ent- und/oder Belüftungsventilsystems ergibt; und
-
5b: eine Querschnittsdarstellung eines Ent- und/oder Belüftungsventils, das sich bei Montage des zweiten Adapters mit dem Ventilgehäuse des in 4 dargestellten Ent- und/oder Belüftungsventilsystems ergibt.
-
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, so dass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird.
-
Ferner wird in der folgenden Beschreibung auf einen Kraftstoffbehälter und eine Kraftstoffbehälterwand Bezug genommen, wobei die vorliegende Erfindung allgemein auf Betriebsflüssigkeitsbehälter, beispielsweise in Form eines SCR-Flüssigkeitsbehälters anwendbar ist.
-
In den 1a und 1b ist jeweils ein aus dem Stand der Technik bekanntes Abschaltventil im Querschnitt dargestellt, wobei sich das Abschaltventil in 1a in einem geöffneten Zustand befindet, in dem ein Gasaustausch zwischen dem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum und der Umgebung möglich ist, wohingegen das Abschaltventil in 1b in einem geschlossenen Zustand dargestellt ist, in dem ein Gasaustausch zwischen dem Betriebsflüssigkeitsbehälterinnenraum und dessen Umgebung unterbunden ist.
-
Das aus dem Stand der Technik bekannte Abschaltventil umfasst ein Ventilgehäuse 10, dass an einer Kraftstoffbehalterwand 1 befestigt ist. Diese Befestigung kann beispielsweise durch eine Verschweißung des Ventilgehäuses 10 an der Kraftstoffbehälterwand 1 erfolgen. Das Ventilgehäuse 10 umfasst in dem dargestellten Abschaltventil drei Kommunikationsöffnungen 13, die zum Fluidaustausch zwischen einem Ventilgehäuseinnenraum 15 und dem Kraftstoffbehälterinnenraum ausgebildet sind. Das Ventilgehäuse 10 umfasst ferner eine in einem Ventilsitz 11 angeordnete Lüftungsöffnung 12, die zum Gasaustausch zwischen dem Ventilgehäuseinnenraum 15 und einer Lüftungsleitung 2 ausgebildet ist.
-
In dem Ventilgehäuseinnenraum 15 ist ein Ventilkörper 20 angeordnet, der in Vertikalrichtung innerhalb des Ventilgehäuseinnenraums frei beweglich ist. Der Ventilkörper 20 erfährt bei einem Eintauchen in die Betriebsflüssigkeit bzw. in den Kraftstoff einen entsprechenden Auftrieb und variiert folglich in Abhängigkeit des Kraftstoffpegels seine vertikale Position im Ventilgehäuse 10.
-
In 1a ist der Kraftstoffpegel 4 derart niedrig, dass der Ventilkörper 20 von der Lüftungsöffnung 12 beabstandet ist, so dass der Ventilgehäuseinnenraum 15 und die Lüftungsleitung 2 miteinander in Fluidverbindung stehen. Folglich kann bei einer Erhöhung des Gasdrucks innerhalb des Kraftstofftanks, beispielsweise durch Erwärmung, ein sich einstellender Überdruck über die Kommunikationsöffnungen 13, die in Seitenwänden des Ventilgehäuses 10 angeordnet sind, und über die Lüftungsöffnung 12 an die Lüftungsleitung 2 vermindert werden.
-
In 1b ist der Kraftstoffpegel 4 höher als der in 1a dargestellte, so dass aufgrund des Auftriebs der Ventilkörper 20 die Lüftungsöffnung 12 verschließt, wodurch der Ventilgehäuseinnenraum 15 und die Lüftungsleitung 2 miteinander nicht mehr in Fluidverbindung stehen. Bei einem weiteren Einleiten von Kraftstoff in den Kraftstofftank kann ein Überdruck folglich nicht mehr über die Kommunikationsöffnungen 13 und die Lüftungsöffnung 12 an die Lüftungsleitung 2 ausgeglichen werden, so dass ein weiteres Einleiten von Kraftstoff zu einem Anstieg der Kraftstoffsäule in dem Einfüllrohr führt, so dass der Füllungsprozess automatisch abgebrochen werden kann, wenn die Kraftstoffsäule innerhalb des Einfüllrohrs das Zapfventil erreicht.
-
Wenn andererseits ein Fahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter im vollen oder annähernd vollen Zustand abgestellt wird und sich der Kraftstoffbehälter erwärmt, dann verdampft ein Teil des sich im Kraftstoffbehälter befindlichen Kraftstoffs, wodurch der Innendruck im Kraftstoffbehälter ansteigt. Aufgrund dieser Druckbeaufschlagung dehnt sich der Kraftstoffbehälter aus, wodurch sich der Kraftstoffpegel 4 wiederum absenkt. Bei einem Absenken des Kraftstoffpegels entfernt sich auch der Ventilkörper 20 von der Lüftungsöffnung 12, so dass ein Überdruck in dem Kraftstoffbehälter abgebaut werden kann.
-
Das in den 1a und 1b dargestellte Abschaltventil hat den Nachteil, dass für unterschiedliche Kraftstoffbehälter, bei denen unterschiedliche Abschalthöhen notwendig sind, unterschiedliche Abschaltventile verwendet werden müssen.
-
Zum Lösen dieses Problems sind aus dem Stand der Technik sogenannte Steigrohrabschaltventile bekannt, die schematisch in den 2a und 2b dargestellt sind.
-
Bei dem in den 2a und 2b dargestellten Steigrohrabschaltventil sind die seitlichen Kommunikationsöffnungen 13 bis zur gewünschten Abschalthöhe SOH in Einbaulage heruntergezogen, so dass ein Schließen des Steigrohrabschaltventils bei einem niedrigeren Betriebsflüssigkeitspegel bzw. Kraftstoffpegel erreicht werden kann. Für unterschiedliche Abschalthöhen SOH müssen dann jeweils unterschiedliche Entlüftungsventile bzw. Steigrohrabschaltventile mit jeweils unterschiedlichen Ventilgehäusen 10 verwendet werden, bei denen die Position der Kommunikationsöffnungen 13 in den Seitenwänden des Ventilgehäuses 10 entsprechend der gewünschten Abschalthöhe SOH angepasst sind.
-
Bei einem Steigrohrabschaltventil kann während der Betankung des Kraftstoffbehälters das verdrängte Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch über die Kommunikationsöffnungen 13, die in den Seitenwänden des Ventilgehäuses angeordnet sind, und die Entlüftungsöffnung 12 zu einem Aktivkohlefilter über die Entlüftungsleitung 12 abgeführt werden, solange die seitlichen Kommunikationsöffnungen 13 nicht von dem sich im Kraftstoffbehälter befindlichem Kraftstoff verschlossen sind. Daher ist die Abschalthöhe SOH bei dieser Art von Steigrohrabschaltventil der Abstand zwischen der Kraftstoffbehälterinnenwand 1 und der Oberkante der seitlichen Kommunikationsöffnungen 13. Wenn der Kraftstoffpegel 4 die Abschalthöhe erreiht, dann ist ein Gasaustausch zwischen dem Kraftstoffbehälterinnenraum und dem Ventilgehäuseinnenraum 15 nicht mehr möglich. Dieser Zustand ist in 2a dargestellt. Bei weiterem Einleiten von Kraftstoff steigt dieser im Einfüllrohr, das in den Kraftstoffbehälter mündet, an, so dass sich der Druck innerhalb des Kraftstoffbehälters entsprechend erhöht, wodurch die Kraftstoffsäule innerhalb des Ventilgehäuses 10 und damit auch der Ventilkörper 20 aufgrund dessen Auftriebs angehoben werden. Ab einem vorbestimmten Kraftstoffpegel innerhalb des Ventilgehäuses 10 verschließt der Ventilkörper 20 die Entlüftungsöffnung 12, wie in 2b dargestellt.
-
Wenn ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffbehälter mit entsprechend ausgebildetem Steigrohrventil mit einem vollen oder annähernd vollen Kraftstofftank geparkt wird (Zustand in 2b) und sich der Kraftstofftank anschließend aufwärmt, dann sollte der sich durch Verdampfung des Kraftstoffs entstehende Überdruck durch Überdruckventile abgelassen werden. Jedoch ist der Öffnungsdruck des Überdruckventils auf die Höhe des Einfüllrohres abgestimmt, wodurch der Kraftstoffbehälter sich oft ausdehnt, bevor das Überdruckventil öffnet. Durch das Ausdehnen des Kraftstofftanks senkt sich der Kraftstoffpegel im Kraftstoffbehälter ab, so dass ein oberer Teil der seitlichen Kommunikationsöffnungen 13 nicht mehr von dem Kraftstoff verschlossen ist. Daher kann sich das in dem Ausgleichsvolumen des Kraftstoffbehälters befindliche Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch durch den oberen Abschnitt der seitlichen Kommunikationsöffnung 13 in den Ventilgehäuseinnenraum 15 ausbreiten. Da jedoch der Kraftstoffpegel innerhalb des Ventilgehäuseinnenraums 15 höher ist als im Kraftstoffbehälterinnenraum, steigt das Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch in Form von Gasblasen an die Oberfläche der Kraftstoffsäule innerhalb des Ventilgehäuseinnenraums 15, wodurch wiederum der Auftrieb für den Ventilkörper 20 im Ventilgehäuseinnenraum 15 vermindert wird, da sich durch die Gasblasen im Kraftstoff dessen effektive Dichte vermindert. Folglich senkt sich der Ventilkörper 10 ab und verschließt daher nicht mehr die Lüftungsöffnung 12.
-
Die an die Kraftstoffoberfläche steigenden Gasblasen reißen bei Durchstoßen der Kraftstoffoberfläche Kraftstoff in Form von kleinen Tröpfchen mit sich, die sich auch in Richtung der Lüftungsöffnung 12 ausbreiten und durch die Lüftungsöffnung 12 in die Lüftungsleitung 2 und darüber in das Aktivkohlefilter gelangen. Wenn das Kraftfahrzeug über einen längeren Zeitraum in einer warmen Umgebung geparkt wird, setzt sich dieser Prozess des Kraftstoffverlusts über die Lüftungsleitung über einen längeren Zeitraum fort, so dass dadurch größere Kraftstoffmengen über das Ent- und/oder Belüftungssystem verloren gehen können.
-
In den 3a und 3b ist ein erfindungsgemäßes Ent- und/oder Belüftungsventil, das auch als Abschaltventil bezeichnet werden kann, im Querschnitt dargestellt, wobei das Abschaltventil in 3a in einem Zustand dargestellt ist, in dem die Lüftungsöffnung 2 nicht durch den Ventilkörper 20 verschlossen ist, wohingegen in 3b das Abschaltventil in einem Zustand dargestellt ist, in dem die Entlüftungsöffnung 12 durch den Ventilkörper 20 verschlossen ist. Das Abschaltventil umfasst einen Adapter 31, 32, der an der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand 1 befestigbar ist. Diese Befestigung an der Betriebsflüssigkeitsbehälterwand 1, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kraftstoffbehälterwand 1 ist, kann beispielsweise durch eine Verklebung, durch eine Verschweißung oder durch eine Vernietung erfolgen. Alternativ kann der Adapter auch über entsprechend ausgebildete Rasteinrichtungen mit der Kraftstoffbehälterwand 1 verbunden werden. Aus den 3a und 3b ist ersichtlich, dass das Ventilgehäuse 10 an den Adapter 31, 32 derart befestigt ist, dass der Adapter 31, 32 zwischen der Kraftstoffbehälterwand 1 und dem Ventilgehäuse 10 angeordnet ist.
-
Zur Befestigung des Ventilgehäuses 10 an dem Adapter 31, 32 weist der Adapter 31, 32 eine Befestigungseinrichtung 34 in Form von einer oder mehreren Rasteinrichtungen 34 bzw. in Form von Rastzungen 34 auf, und das Ventilgehäuse 10 umfasst eine zweite Befestigungseinrichtung 14 in Form von einer der Anzahl der Rasteinrichtungen 34 entsprechenden Anzahl von Rastöffnungen 14. Durch Aufschieben des Ventilgehäuses 10 auf den Adapter 31, 32 werden die Ventilgehäuseseitenwände durch die Rastzungen 34 auseinander gedrückt, bis die Rastzungen 34 in die Rastöffnungen 14 einrasten. Alternativ ist es auch möglich, dass das Ventilgehäuse 10 an dem Adapter 31, 32 durch eine Klebung oder durch eine Verschweißung befestigt wird. Der Adapter 31, 32 könnte mit dem Ventilgehäuse 10 alternativ auch verschraubt werden. Es ist auch denkbar, den Adapter 31, 32 als Schraube auszulegen, so dass eine stufenlose Adaption ermöglicht wäre.
-
Die übrige Funktionsweise des in den 3a und 3b dargestellten Abschaltventils sind identisch mit dem in den 1a und 1b dargestellten Abschaltventil. Folglich weist das erfindungsgemäße Abschaltventil nicht den Nachteil auf, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Kraftstofftanks Kraftstoff in flüssiger Form in die Entlüftungsleitung 2 gelangen kann, wie dies bei Steigrohrabschaltventilen, die in den 2a und 2b dargestellt sind, der Fall ist. Ferner ist es durch unterschiedliche Adapter 31, 32 möglich, unterschiedliche Abschalthöhen SOH zu erreichen, so dass für unterschiedliche Kraftstoffbehälter lediglich ein einziges Ventilgehäuse 10 notwendig ist, um unterschiedliche Abschalthöhen zu erreichen. Dies erleichtert die Bevorratung von Abschaltventilen erheblich, da für unterschiedliche Kraftstoffbehälter oder allgemein für unterschiedliche Betriebsflüssigkeitsbehälter nicht unterschiedliche Abschaltventile verwendet werden müssen.
-
In 4 ist ein erfindungsgemäßes Ent- und/oder Belüftungssystem mit einem ersten Adapter 31 und einem zweiten Adapter 32 im demontierten Zustand und im Querschnitt dargestellt. Aus 4 ist ersichtlich, dass die axiale Ausdehnung des ersten Adapters 31 größer ist als die axiale Ausdehnung des zweiten Adapters 32.
-
Bei einem Zusammenbau des in 4 dargestellten Ventilgehäuses 10 mit dem ersten Adapter 31 und bei einer anschließenden Montage in einem Kraftstoffbehälter an einer Kraftstoffbehälterwand 1 gelangt man zu dem in 5a dargestellten Abschaltventil. Wenn hingegen das in 4 dargestellte Ventilgehäuse mit dem zweiten Adapter 32 verbunden wird, dann gelangt man zu dem in 5b dargestellten Abschaltventil.
-
Bei dem in 5a dargestellten Abschaltventil ist die erste Abschalthöhe SOH 1, die mit dem ersten Adapter 31 korrespondiert, größer als die zweite Abschalthöhe SOH2, die mit dem zweiten Adapter 32 korrespondiert. Zum Erreichen unterschiedlicher Abschalthöhen SOH ist es folglich lediglich notwendig, unterschiedliche Adapter 31, 32 zu bevorraten, die jeweils mit gleichen Ventilgehäusen 10 verbunden werden müssen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Betriebsflüssigkeitsbehälterwand/Kraftstoffbehälterwand
- 2
- Lüftungsleitung
- 4
- Betriebsflüssigkeitspegel/Kraftstoffpegel
- 10
- Ventilgehäuse
- 11
- Ventilsitz
- 12
- Lüftungsöffnung
- 13
- Kommunikationsöffnung
- 14
- Befestigungsöffnung/Rastöffnung (des Ventilgehäuses)
- 15
- Ventilgehäuseinnenraum
- 20
- Ventilkörper/Auftriebskörper/Schwimmer
- 31
- Adapter/erster Adapter
- 32
- Adapter/zweiter Adapter
- 34
- Befestigungseinrichtung/Rasteinrichtung/Rastzunge (des Adapters)
- SOH
- Abschalthöhe
- SOH1
- erste Abschalthöhe
- SOH2
- zweite Abschalthöhe
