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Die Erfindung betrifft eine Tankentlüftungseinrichtung für einen Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Als Folge einer immer strenger werdenden Abgasgesetzgebung gewinnen Tankentlüftungseinrichtungen immer mehr an Bedeutung bei der Einhaltung von Emissionsgrenzwerten für Kraftwagen, welche von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Während Abgasnachbehandlungssysteme für die zumindest weitgehende Konvertierung von Schadstoffen aus dem Abgas von Verbrennungsmotoren herangezogen werden, können mittels derartiger Tankentlüftungseinrichtungen unverbrannte Kohlenwasserstoffe in Form von Kraftstoffdämpfen üblicherweise in einem Aktivkohlefilter der Tankentlüftungseinrichtung gesammelt und dort zumindest vorübergehend gespeichert werden. Dadurch wird ein Austreten von gasförmigem Kraftstoff in die Umwelt wirksam unterbunden. Um den Aktivkohlefilter bzw. ein anderes zur Aufnahme der Kraftstoffdämpfe geeignetes Speicherelement der Tankentlüftungseinrichtung zu regenerieren und somit die Kraftstoffbestandteile aus diesem auszuspülen, wird der Aktivkohlefilter, bzw. das Speicherelement von Zeit zu Zeit von durch ein weiteres Filterelement, wie z. B. einen Staubfilter der Tankentlüftungseinrichtung gefilterter Frischluft durchströmt. Hierbei entsteht ein Gemisch aus den zuvor gespeicherten Kraftstoffdämpfen und der gefilterten Frischluft, welches der Verbrennungskraftmaschine, bzw. dem Verbrennungsmotor zur Verbrennung zugeführt wird.
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Dem Stand der Technik sind verschiedene Bauarten von Tankentlüftungseinrichtungen als bekannt zu entnehmen. So beschreibt beispielsweise die
DE 196 17 957 A1 eine Tankentlüftungseinrichtung, welche eine Diagnosevorrichtung zur Leckprüfung aufweist. Mit einer derartigen Diagnosevorrichtung können etwaige Undichtigkeiten in der Tankentlüftungseinrichtung besonders frühzeitig erkannt werden. Die dortige Diagnosevorrichtung ist in vorteilhafter Weise in Modulbauweise ausgeführt und bevorzugt in ein Filtergehäuse der Tankentlüftungseinrichtung integriert. In diesem Filtergehäuse ist ein Aktivkohlefilter angeordnet, mittels welchem etwaige Kraftstoffdämpfe aufgefangen und temporär gespeichert werden können. Das Filtergehäuse bzw. der Filter ist über jeweilige Luftkanäle mit einem Ansaugfilter verbunden, über welchen Umgebungsluft mittels einer Förderpumpe der Tankentlüftungseinrichtung angesaugt und zusammen mit den gespeicherten Kraftstoffdämpfen aus dem Aktivkohlefilter einem Luftansaugrohr eines Verbrennungsmotors zugeführt wird, um dort verbrannt zu werden.
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Auch der
DE 196 44 610 A1 ist eine derartige Tankentlüftungseinrichtung als bekannt zu entnehmen. Bei dieser Tankentlüftungseinrichtung wird vorgeschlagen, einem dortigen Aktivkohlefilter (Adsorptionsfilter) einen Staubfilter zur Filtration von angesaugter Umgebungsluft in Luftströmungsrichtung vorzuschalten, und den Aktivkohlefilter sowie den Staubfilter in einem gemeinsamen Filtergehäuse anzuordnen. Hierdurch erfolgt jedoch eine besonders ungleichmäßige Beaufschlagung des dortigen Staubfilters mit Umgebungsluft, so dass das Filterpotential des Staubfilters nicht vollständig ausgenutzt wird. Vielmehr kann es dadurch zu einer lokal begrenzten Verschmutzung, also einer ungleichmäßigen Beladung des Staubfilters kommen, da diesem die zu filternde Umgebungsluft über eine vergleichsweise kleine Überströmöffnung zugeführt wird. Des Weiteren ist beim Ersetzen des Staubfilters durch einen neuen, sauberen Staubfilter auch der Aktivkohlefilter (Adsorptionsfilter) zunächst auszubauen, was mit einem erhöhten Wartungsaufwand einhergeht.
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Aus der
DE 10 2011 108 033 A1 ist eine Tankentlüftungseinrichtung bekannt, welche einen in einem Gehäuse aufgenommenen Staubfilter sowie eine Leckdiagnoseeinrichtung aufweist, welche mit dem Gehäuse des Staubfilters mittels eines Schlauches fluidisch gekoppelt ist. Durch die räumliche Trennung des Staubfilters von der Leckdiagnoseeinrichtung, welche an einem Aktivkohlefilter der dortigen Tankentlüftungseinrichtung fixiert ist, kann der dortige Staubfilter im Gegensatz zur
DE 196 44 610 A1 unter besonders geringem Aufwand ausgetauscht werden, ohne dabei den Aktivkohlefilter ausbauen zu müssen.
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In 1 ist zumindest ein Teilbereich einer aus dem Stand der Technik als bekannt zu entnehmenden Tankentlüftungseinrichtung 50 in einer Perspektivansicht dargestellt. Die Tankentlüftungseinrichtung 50 weist einen Staubfilter 52, auf, welcher in einem Gehäuse aufgenommen ist. Der Staubfilter 52 ist über ein Wellrohr 54, welches auch als Schlauch ausgebildet sein kann, mit einem Diagnosemodul 56, welches zur Tankleckerkennung dient, fluidisch gekoppelt. Um eine besonders hohe Dichtigkeit gegenüber einem etwaigen Austreten von Kraftstoffdämpfen aus der Tankentlüftungseinrichtung 50 zu gewährleisten, ist das Wellrohr 54 mittels jeweiliger Schnellverschlüsse 58, welche auch als Quick-Connectoren oder kurz QC bezeichnet werden, mit dem den Staubfilter 52 aufnehmenden Gehäuse sowie mit einem, das Diagnosemodul 56 aufnehmenden, weiteren Gehäuse verbunden. Die in 1 gezeigte Tankentlüftungseinrichtung 50 weist zwar eine besonders hohe Dichtigkeit gegenüber einem etwaigen Austreten von Kraftstoffdämpfen auf, ist jedoch besonders raumgreifend ausgebildet und weist ein hohes Gewicht auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tankentlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher ein Austreten von Kraftstoffdämpfen besonders weitgehend sichergestellt werden kann und welche zudem besonders platzsparend und gewichtssparend ausgestaltet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tankentlüftungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Tankentlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche besonders platz- und gewichtssparend ausgestaltet ist und gleichzeitig eine besonders hohe Dichtigkeit gegenüber dem Austreten von Kraftstoffdämpfen aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil über jeweilige Verbindungsstutzen direkt miteinander fluidisch gekoppelt sind und dabei einen Diagnoseraum bereichsweise begrenzen, welcher mittels der Diagnoseeinrichtung überwachbar ist. Mit anderen Worten, ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil einerseits zwar fluidisch miteinander verbindbar auszugestalten, jedoch dabei auf die Verwendung jeweiliger Verbindungselemente, wie Schläuche, Wellrohre oder Schnellverschlüsse zu verzichten. Stattdessen ist vorgesehen, dass die jeweiligen Verbindungsstutzen der beiden Gehäuseteile direkt miteinander fluidisch gekoppelt sind und somit beispielsweise das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil z. B. formschlüssig und zusätzlich oder alternativ stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Somit kann einerseits auf die Verwendung von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schläuchen, Wellrohren oder Schnellverschlüssen verzichtet werden, wodurch die Tankentlüftungseinrichtung besonders kompakt, d. h. auf engem Bauraum und unter besonders großen Gewichtseinsparungen eingesetzt werden kann, jedoch gleichzeitig die beiden Gehäuseteile zumindest weitgehend unabhängig voneinander ausgestaltet werden können. So kann beispielsweise das zweite Gehäuseteil, welches den Staubfilter zum Filtern von über die Tankentlüftungseinrichtung angesaugter Umgebungsluft enthält, derart ausgebildet sein, dass die angesaugte Luft auf eine besonders große Fläche des Staubfilters auftrifft und der Staubfilter demnach besonders gleichmäßig mit Partikeln, bzw. Aerosolen beladen werden kann. Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil sind demnach zumindest weitgehend räumlich voneinander getrennt, wodurch auch ein etwaiges Austauschen des Staubfilters, also dessen Entnahme aus dem zweiten Gehäuseteil erfolgen kann, ohne dass dabei das erste Gehäuseteil geöffnet werden muss. Es ist klar, das dementsprechend auch ein in dem ersten Gehäuseteil aufgenommenes Bauelement, wie beispielsweise die Diagnoseeinrichtung oder ein Aktivkohlefilter bzw. ein anderes Adsorptionsfilterelement ausgetauscht werden kann, ohne dabei das zweite Gehäuseteil zu öffnen. Mit anderen Worten wird also erfindungsgemäß eine Tankentlüftungseinrichtung geschaffen, welche einerseits durch die Einsparung fluidführender Komponenten (z. B. Wellrohr, Schlauch, etwaige Schnellverschlüsse) auf besonders engem Raum und gewichtssparend eingesetzt werden kann. Außerdem wird eine besonders aufwandsarme Wartung ermöglicht, indem einzelne Komponenten, wie beispielsweise der Staubfilter aus dem jeweiligen Gehäuseteil entnommen werden können, ohne dabei andere Komponenten, wie beispielsweise die Diagnoseeinrichtung, welche in einem anderen Gehäuseteil (hier: dem ersten Gehäuseteil) aufgenommen sind, ausbauen zu müssen. Der Staubfilter ist also mit anderen Worten durch die direkte Kopplung des ersten Gehäuseteils (und damit der Diagnoseeinrichtung) mit dem zweiten Gehäuseteil direkt an dem Verbindungsbereich der beiden Verbindungsstutzen angeordnet und sozusagen mit der Diagnoseeinrichtung schlauchlos fluidisch verbunden. Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil sind dabei zwar über weite Bereiche voneinander getrennt, jedoch über die jeweiligen Verbindungsstutzen auf besonders kurzem Weg und damit auf besonders kleinem Bauraum und gewichtsparend fluidisch miteinander gekoppelt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1 eine Perspektivansicht auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Tankentlüftungseinrichtung;
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2 eine Perspektivansicht auf eine Tankentlüftungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine weitere Perspektivansicht der in 2 gezeigten Tankentlüftungseinrichtung; und in
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4 eine Schnittansicht der Tankentlüftungseinrichtung gemäß einer Schnittebene, welche durch eine in 3 dargestellte Mittelachse M sowie eine Schnittlinie A-A aufgespannt wird.
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Während 1 eine Tankentlüftungseinrichtung 50 gemäß dem Stand der Technik darstellt, zeigen die 2 bis 4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tankentlüftungseinrichtung 10.
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Hierzu zeigen die 2 und 3 in einer Perspektivansicht zumindest Teile der Tankentlüftungseinrichtung 10 für einen Kraftstofftank, insbesondere eines Kraftwagens, wobei die Tankentlüftungseinrichtung 10 ein erstes Gehäuseteil 20, in welchem eine Diagnoseeinrichtung 14 aufgenommen ist, sowie ein zweites Gehäuseteil 30, in welchem vorliegend ein Staubfilter 16 zum Filtern von über die Tankentlüftungseinrichtung 10 angesaugter Umgebungsluft aufgenommen ist, aufweist. Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, ist der Staubfilter 16 vorliegend als ringförmiges Filterelement ausgebildet, und in dem vorliegend zylinderförmigen, zweiten Gehäuseteil 30 eingesteckt. Um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Staubfilters 16 über dessen Umfangsfläche zu gewährleisten und dementsprechend eine besonders lange Haltbarkeit des Staubfilters 16 zu erreichen, wird der in das zweite Gehäuseteil 30 eingesetzte Staubfilter 16 – wie in 3 gezeigt – mittels eines vorliegend scheibenförmigen Halteelements 38 in dem zweiten Gehäuseteil 30 gehalten.
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4 zeigt eine Schnittansicht der Tankentlüftungseinrichtung 10 gemäß einer Schnittebene, welche durch eine in 3 dargestellte Mittelachse M des zweiten Gehäuseteils 30 sowie durch eine Schnittlinie A-A aufgespannt wird. Hierbei ist erkennbar, dass das erste Gehäuseteil 20 und das zweite Gehäuseteil 30 über jeweilige Verbindungsstutzen 24, 34 direkt miteinander fluidisch gekoppelt sind und dabei einen Diagnoseraum 12 bereichsweise begrenzen, welcher mittels der Diagnoseeinrichtung 14 überwachbar ist. Der Verbindungsstutzen 24 ist dabei dem ersten Gehäuseteil 20 zugeordnet, wobei eine erste Durchströmöffnung 22 durch diesen Verbindungsstutzen 24 verläuft. Der Verbindungsstutzen 34 ist dem zweiten Gehäuseteil 30 zugeordnet, wobei durch den Verbindungsstutzen 34 eine zweite Durchströmöffnung 32 verläuft.
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4 zeigt des Weiteren, dass der Durchmesser des scheibenförmigen Halteelements 38 und des zweiten Gehäuseteils 30 derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich ein Radialspalt 36 zwischen dem scheibenförmigen Halteelement 38 und dem zweiten Gehäuseteil 30 einstellt, wenn das scheibenförmige Halteelement 38 an dem zweiten Gehäuseteil 30 zum Halten des Staubfilters 16 montiert ist. Über diesen Radialspalt 36 kann Umbebungsluft durch den Staubfilter 16 hindurchgesaugt werden und in den Diagnoseraum 12 einströmen. Des Weiteren wird durch das Ansaugen über den Radialspalt 36 eine besonders gleichmäßige Verteilung der angesaugten Luft über die äußere Ringfläche des Staubfilters 16 gewährleistet, wodurch dieser besonders gleichmäßig und dementsprechend homogen mit Aerosolen verschmutzt wird und dadurch besonders lange haltbar ist, bevor ein Austausch erforderlich ist. Eine besonders gleichmäßige Beladung des Staubfilters 16 wird zudem dadurch erreicht, dass der Radialspalt 36 über dessen Umfang zumindest weitgehend eine konstante Spaltgröße aufweist. Dies wird dadurch sichergestellt, dass das scheibenförmige Halteelement 38 unter Ausbildung des Radialspalts 36 zwischen dem scheibenförmigen Halteelement 38 und dem zweiten Gehäuseteil 30 konzentrisch in dem zweiten Gehäuseteil 30 aufgenommen ist.
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Des Weiteren kann der Staubfilter 16 besonders aufwandsarm aus dem zweiten Gehäuseteil 30 entnommen und durch einen neuen Staubfilter ersetzt werden, indem einfach das scheibenförmige Halteelement 38 abmontiert und schließlich der Staubfilter 16 entnommen wird. Demzufolge ist es zum Austausch des Staubfilters 16 nicht erforderlich, das erste Gehäuseteil 20 zu öffnen, oder sogar einen hier nicht gezeigten Aktivkohlefilter und zusätzlich oder alternativ die Diagnoseeinrichtung 14 abzumontieren, um den Staubfilter 16 zu tauschen. Alternativ dazu kann das komplette Gehäuseteil 30 mit den darin angeordneten Elementen an den Verbindungsstutzen 24, 34 gelöst und getauscht werden. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass sich das erste Gehäuseteil 20 und das zweite Gehäuseteil 30 lediglich an ihren jeweiligen Verbindungsstutzen 24, 34 berühren und dementsprechend über diese Verbindungsstutzen 24, 34 miteinander formschlüssig und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssig verbunden sind. Mit anderen Worten besteht also im vorgestellten Ausführungsbeispiel ein Formschluss 18 zwischen den Verbindungsstutzen 24 und 34, wobei vorliegend der Verbindungsstutzen 34 des zweiten Gehäuseteils 30 in dem Verbindungsstutzen 24 des ersten Gehäuseteils 20 aufgenommen ist. Um die Dichtigkeit dieser Verbindung weiter zu erhöhen, könnte der (in diesem Ausführungsbeispiel) der auf den Verbindungsstutzen 34 bereichsweise aufgeschobene und damit außen liegende Verbindungsstutzen 24 weicher ausgebildet sein, als der innen liegende Verbindungsstutzen 34. Somit würde der Verbindungsstutzen 24 beim Aufschieben aufgeweitet werden und einen erhöhten Flächendruck auf den Verbindungsstutzen 34 ausüben. Zusätzlich oder alternativ zu dieser Aufweitung, bzw. zu dem im Vergleich zu dem innen liegenden Verbindungsstutzen 34 weicheren und elastisch verformbaren Verbindungsstutzen 24 könnte letzterer auch z. B. mittels einer Schlauchschelle oder eines anderen geeigneten Halteelements auf den Verbindungsstutzen 34 aufgepresst werden, wodurch eine besonders hohe Dichtigkeit durch die Kombination aus Formschluss und Kraftschluss entsteht. Mit anderen Worten ist dadurch das erste Gehäuseteil 20 über die erste Durchströmöffnung 22 mit der zweiten Durchströmöffnung 32 des zweiten Gehäuseteils 30 mittels der jeweiligen Verbindungsstutzen 24, 34 formschlüssig und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssig verbunden, wodurch eine besonders sichere Abdichtung des Diagnoseraums 12 gegenüber der Umgebung erfolgt.
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Es ist klar, dass alternativ dazu die beiden Verbindungsstutzen 24, 34 auch miteinander verklebt sein könnten und dementsprechend einen Stoffschluss ausbilden könnten.
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Um eine Regeneration und dementsprechend ein Ausspülen von gespeicherten Kohlenwasserstoffen (Kraftstoffdämpfen) aus einem hier nicht dargestellten Aktivkohlefilter der Tankentlüftungseinrichtung 10 zu erreichen, wird Umgebungsluft über den Radialspalt 36 in den Diagnoseraum 12 der Tankentlüftungseinrichtung 10 eingesaugt. Dieses Einsaugen kann einerseits mittels einer hier ebenfalls nicht dargestellten Saugpumpe erfolgen, und andererseits durch Unterdruck in einem Saugrohr eines hier nicht weiter dargestellten Verbrennungsmotors eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftwagens, in welchem die Tankentlüftungseinrichtung 10 eingebaut sein kann. Der Diagnoseraum 12 ist über den Radialspalt 36 zwar mit der Umgebung verbunden, jedoch kann trotzdem mittels der Diagnoseeinrichtung 14 zuverlässig ein etwaiges Leck in der Tankentlüftungseinrichtung 10 erkannt werden. Die Diagnoseeinrichtung 14 kann beispielsweise als sensibler Drucksensor ausgebildet sein, welcher beim Regenerieren des hier nicht dargestellten Aktivkohlefilters, also beim Ansaugen von Umgebungsluft durch den Staubfilter 16 üblicherweise einen Unterdruck detektiert, bzw. den Umgebungsdruck erfasst, sofern die Tankentlüftungseinrichtung 10 gerade nicht betrieben wird. Ein Leck in der Tankentlüftungseinrichtung 10 wird mittels der Diagnoseeinrichtung 14 – je nach Größe des Lecks bzw. des Lochs in der Tankentlüftungseinrichtung 10 – nunmehr dadurch erkannt, dass ein besonders geringer Unterdruck, welcher sich nahe am Umgebungsdruck befindet oder sogar dem Umgebungsdruck selbst entspricht, detektiert wird, obwohl die Tankentlüftungseinrichtung 10 in Betrieb ist und sich dementsprechend ein erhöhter Unterdruck ausbilden müsste.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Tankentlüftungseinrichtung
- 12
- Diagnoseraum
- 14
- Diagnoseeinrichtung
- 16
- Staubfilter
- 18
- Formschluss
- 20
- erstes Gehäuseteil
- 22
- erste Durchströmöffnung
- 24
- Verbindungsstutzen
- 30
- zweites Gehäuseteil
- 32
- zweite Durchströmöffnung
- 34
- Verbindungsstutzen
- 36
- Radialspalt
- 38
- scheibenförmiges Halteelement
- 50
- Tankentlüftungseinrichtung
- 52
- Staubfilter
- 54
- Wellrohr/Schlauch
- 56
- Diagnosemodul
- 58
- Schnellverschluss
- M
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19617957 A1 [0003]
- DE 19644610 A1 [0004, 0005]
- DE 102011108033 A1 [0005]
