DE102015011406A1

DE102015011406A1 - Kraftstoffabscheider für einen Kraftstofftank

Info

Publication number: DE102015011406A1
Application number: DE102015011406.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Hagen; Peter Kopp
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-08-29
Filing date: 2015-08-29
Publication date: 2017-03-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffabscheider für einen Kraftstofftank, wobei der Kraftstoffabscheider mindestens eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung, ein Auslassventil sowie mindestens eine innerhalb des Kraftstoffabscheiders angeordnete Leiteinrichtung zum Beeinflussen einer Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in dem Kraftstoffabscheider umfasst und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs in mindestens einem vorgegebenen Bereich anzusammeln ist und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs vor einem Austritt aus dem mindestens einen Bereich bei einer Bewegung des Fahrzeugs zu sichern ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffabscheider zum Abscheiden von gasförmigem und flüssigem Kraftstoff in einem Kraftstofftank sowie ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Kraftstoffabscheider und ein Kraftstoffsystem.
Bedingt durch eine Eigenbewegung eines Kraftstoffs sowie durch Leckagen von Sperrventilen kann es bei Kraftstoffsystemen von Fahrzeugen zu einem Eintrag von Kraftstoff, insbesondere gasförmigem Kraftstoff in Entlüftungs- oder Befüllungssysteme bzw. Leitungen eines jeweiligen Kraftstoffsystems kommen, wodurch bspw. Filteranlagen irreversibel beschädigt werden können. Insbesondere durch beim Fahren auftretende Beschleunigungskräfte wird Kraftstoff in einem Kraftstoffstofftank eines jeweiligen Fahrzeugs verwirbelt und teilweise von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand überführt, wodurch sich hohe Drücke bilden können, die einen Kraftstoffeintrag in die Entlüftungs- oder Befüllungssysteme zusätzlich fördern und im Extremfall zu einem explosionsartigen Austritt von Kraftstoff aus einem jeweiligen Entlüftungs- oder Befüllungssystem führen und ggf. zur Gefährdung eines Nutzers führen. Somit besteht Bedarf für ein Kraftstoffsystem, das zur Nutzung ohne die voranstehend beschriebenen Nachteile geeignet ist.
In der deutschen Druckschrift DE 19 605 922 A1 ist ein Kraftstofftank mit einem Kraftstoff-Abscheider offenbart.
Ein Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffabscheider zum Verhindern eines Kraftstoffeintrags in eine Entlüftungsvorrichtung des Kraftstoffsystems ist in der deutschen Druckschrift DE 10 2011 106 008 A1 offenbart.
Ein weiteres Kraftstoffsystem mit einer einen Zwischenspeicher aufweisenden Abscheidevorrichtung ist in der europäischen Druckschrift EP 246 85 58 A1 offenbart.
Vor diesem Hintergrund wird ein Kraftstoffabscheider für einen Kraftstofftank vorgestellt, wobei der Kraftstoffabscheider mindestens eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung, ein Auslassventil sowie mindestens eine innerhalb des Kraftstoffabscheiders angeordnete Leiteinrichtung zum Beeinflussen einer Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in dem Kraftstoffabscheider umfasst und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs in mindestens einem vorgegebenen Bereich anzusammeln ist und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs vor einem Austritt aus dem mindestens einen Bereich bei einer Bewegung des Fahrzeugs zu sichern ist.
Die vorliegende Erfindung dient insbesondere zum Schützen eines Kraftstoffsystems, d. h. insbesondere eines Entlüftungssystems bzw. Befüllungssystems, eines Fahrzeugs. Dazu ist vorgesehen, dass der vorgestellte Kraftstoffabscheider verwendet wird, um einen sich durch Leckage oder Bewegung in dem Kraftstoffsystem ausbreitenden Kraftstoffeintrag anzusammeln und ggf. zurück in einen Kraftstofftank oder zu einer Kraftstoffpumpe zu transportieren sowie einen Gasanteil des Kraftstoffeintrags insbesondere bei einer Schnellentlüftung vor einem Tankvorgang sicher abzuführen.
Da Kraftstoff in einem Fahrzeug in der Regel in zwei Zuständen, nämlich flüssig und gasförmig, vorliegt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, sowohl einen flüssigen Teil eines jeweiligen Kraftstoffeintrags als auch einen gasförmigen Teil des jeweiligen Kraftstoffeintrags in dem vorgestellten Kraftstoffabscheider zu sammeln und ggf. abzuführen. Dazu umfasst der vorgestellte Kraftstoffabscheider mindestens eine Einlassöffnung durch die der Kraftstoffabscheider mit Kraftstoff, d. h. flüssigem und gasförmigem Kraftstoff, versorgt wird sowie eine Auslassöffnung zum Abscheiden des gasförmigen Teils des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffabscheider und ein Auslassventil zum Abscheiden des flüssigen Teils des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffabscheider.
Zum Ansammeln bzw. Konzentrieren des flüssigen Teils des Kraftstoffs bzw. Kraftstoffeintrags in einem vorgegebenen Bereich innerhalb des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider mindestens eine Leiteinrichtung umfasst, die den flüssigen Teil des Kraftstoffs in dem Kraftstoffabscheider zu dem vorgegebenen Bereich leitet. Um den flüssigen Teil des Kraftstoffs innerhalb des vorgegebenen Bereichs zu konzentrieren bzw. anzusammeln, ist vorgesehen, dass der vorgegebene Bereich durch die mindestens eine Leiteinrichtung und/oder weitere Strukturen des Kraftstoffabscheiders begrenzt wird, so dass ein Austreten des flüssigen Teils des Kraftstoffs aus dem vorgegebenen Bereich erschwert bzw. unmöglich ist, ein Eintreten des flüssigen Teils des Kraftstoffs in den vorgegebenen Bereich jedoch sehr leicht möglich ist. Dazu kann der vorgegebene Bereich bspw. schräg angeordnete Begrenzungen aufweisen, die den flüssigen Teil des Kraftstoffs ”einfangen”. Dies bedeutet, dass bspw. eine Außenwand des vorgegebenen Bereichs in Bezug auf eine Außenwand des Kraftstoffabscheiders in einem spitzen Winkel und eine weitere Außenwand in einem stumpfen Winkel angeordnet sind, so dass eintretender Kraftstoff entlang eines Gefälles in den vorgegebenen Bereich fließt, jedoch für ein Austreten aus dem Bereich eine Steigung überwinden müsste.
Unter einer Leiteinrichtung ist im Kontext der vorliegenden Erfindung jede technisch geeignete Struktur zum Ableiten einer Flüssigkeit in eine vorgegebene Richtung zu verstehen. Leiteinrichtungen können insbesondere Rippen, Finnen oder Wände sein, die bspw. labyrinthartig angeordnet sind und ggf. einen Bereich zur Ansammlung von Kraftstoff umgeben.
Durch Anordnen mehrerer Leiteinrichtungen in dem vorgestellten Kraftstoffabscheider ist es möglich, flüssigen Kraftstoff aus jedem Bereich des Kraftstoffabscheiders abzuleiten und dem vorgegebenen Bereich zum Ansammeln des Kraftstoffs zuzuführen. Dazu können die erfindungsgemäß vorgesehenen Leiteinrichtungen bspw. gekrümmt sein und/oder in einem bestimmten Winkel zu bspw. einer Außenwand des Kraftstoffabscheiders und/oder zueinander angeordnet sein.
Der vorgestellte Kraftstoffabscheider eignet sich aufgrund seiner Flachbauweise insbesondere für flache Bauräume.
Weiterhin ist denkbar, dass bestimmte Leiteinrichtungen nur für bestimmte Fließrichtungen des flüssigen Teils des Kraftstoffs vorgesehen sind und nicht immer bei einem Ableitvorgang zu dem vorgegebenen Bereich beteiligt sind. Entsprechend kann durch eine Vielzahl von Leiteinrichtungen eine Vielzahl möglicher Fließbewegungen des flüssigen Teils des Kraftstoffs abgefangen und zu dem jeweiligen Bereich ab- bzw. umgeleitet werden.
Da Kraftstoff in der Regel auch aus einem gasförmigen Teil besteht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den gasförmigen Teil eines jeweiligen Kraftstoffeintrags durch einen Leitpfad, der bspw. durch die erfindungsgemäß vorgesehene mindestens eine Leiteinrichtung vorgegeben sein kann, abzuführen und/oder an mindestens einem entsprechenden weiteren vorgegebenen Bereich anzusammeln. Insbesondere ist vorgesehen, dass der vorgestellte Kraftstoffabscheider in seinem unteren Teil einen Fließbereich für den flüssigen Teil des Kraftstoffs und in seinem oberen Teil den Leitpfad für den gasförmigen Teil des Kraftstoffs umfasst, so dass eine Vermischung von gasförmigem und flüssigem Kraftstoff weitestgehend vermieden wird.
Unter einem gasförmigen Teil eines jeweiligen Kraftstoffs bzw. Kraftstoffeintrags ist jede Form von nicht flüssigem und nicht festem Kraftstoff, insbesondere ein Aerosol oder Spray, zu verstehen.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Leitpfad wird insbesondere durch Ausnehmungen in den erfindungsgemäß vorgesehenen Leiteinrichtungen und/oder durch weitere Strukturen gebildet und bspw. durch eine obere Hüllstruktur des vorgestellten Kraftstoffabscheiders begrenzt. Der Leitpfad kann bspw. in eine Entlüftungsleitung münden, durch die der gasförmige Teil des Kraftstoffs an eine Umgebung eines jeweiligen Fahrzeugs gesichert abgeführt wird.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider dazu konfiguriert ist, mittels der mindestens einen Leiteinrichtung den flüssigen Teil des Kraftstoffs von dem gasförmigen Teil des Kraftstoffs während einer Bewegung des gasförmigen und/oder flüssigen Teils des Kraftstoffs dynamisch zu trennen und den flüssigen Teil des Kraftstoffs in dem vorgegebenen Bereich anzusammeln.
Der vorgestellte Kraftstoffabscheider eignet sich insbesondere zum Trennen bzw. Abscheiden flüssigen Kraftstoffs von gasförmigem Kraftstoff. Dazu ist vorgesehen, dass die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass ein die Leiteinrichtung anströmendes Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in seine flüssigen und gasförmigen Bestandteile aufgespalten wird und die flüssigen Bestandteile durch die mindestens eine Leiteinrichtung zu dem vorgegebenen Bereich zum Ansammeln des flüssigen Teils des Kraftstoffs geleitet werden. Weiterhin ist vorgesehen, dass die gasförmigen Bestandteile über einen Leitpfad zu mindestens einem weiteren Bereich geleitet werden, der zum Ansammeln bzw. Abführen von gasförmigem Kraftstoff vorgesehen ist und/oder dass die gasförmigen Bestandteile aus dem Kraftstoffabscheider abgeführt werden.
Da sich Kraftstoff bei einer Fahrt eines jeweiligen Fahrzeugs innerhalb des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ständig bewegt, tritt flüssiger Kraftstoff dynamisch, bspw. bei einer Kollision des flüssigen Teils des Kraftstoffs mit der mindestens einen Leiteinrichtung, in einen gasförmigen Zustand über. Durch Vorsehen eines Bereichs zum Ansammeln von flüssigem Kraftstoff kann ein ständiger Übergang von flüssigem zu gasförmigem Kraftstoff und ein entsprechend entstehender Überdruck innerhalb eines entsprechenden Kraftstoffsystems minimiert oder sogar vermieden werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider mindestens einen Leitpfad für einen gasförmigen Teil des Kraftstoffs umfasst, um den gasförmigen Teil des Kraftstoffs bei einer in Abhängigkeit von bei einer Fahrt eines den Kraftstoffabscheider umfassenden Fahrzeugs auftretenden Beschleunigungskräften zumindest teilweisen Verschiebung des flüssigen Teils in dem Kraftstoffabscheider entlang des mindestens einen Leitpfades zu leiten und getrennt von dem flüssigen Teil des Kraftstoffs in dem Kraftstoffabscheider anzusammeln.
Mittels eines Leitpfads für gasförmigen Kraftstoff kann der gasförmige Teil des Kraftstoffs kontinuierlich von dem flüssigen Teil des Kraftstoffs getrennt werden, so dass eine Rückführung bzw. Vermischung von gasförmigem und flüssigem Kraftstoff vermieden wird.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Leiteinrichtungen, die sowohl einen Leitpfad zum Abführen des gasförmigen Teils eines jeweiligen Kraftstoffeintrags als auch einen Fließbereich für den flüssigen Teil des Kraftstoffeintrags definieren können, kann der vorgestellte Kraftstoffabscheider besonders flach ausgestaltet werden, so dass der vorgestellte Kraftstoffabscheider sich besonders für flache bzw. enge Bauräume eignet.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der mindestens eine Leitpfad mindestens eine Ausnehmung in der mindestens einen Leiteinrichtung umfasst.
Durch Ausnehmungen in der erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen Leiteinrichtung wird ein geführter Übertritt bzw. eine geführte Ableitung von Kraftstoff erreicht, der bei einer Kollision in flüssiger Form mit der Leiteinrichtung in einen gasförmigen Zustand übergeht. Selbstverständlich dient der Leitpfad auch zum Abführen weiteren gasförmigen Kraftstoffs, der zufällig auf die Leiteinrichtung trifft.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausnehmung der mindestens einen Leiteinrichtung einen Zwischenraum zwischen einer oberen Hülle des Kraftstoffabscheiders und der mindestens einen Leiteinrichtung bildet, durch den der gasförmige Teil des Kraftstoffs zu leiten ist.
Da gasförmiger Kraftstoff leichter als flüssiger Kraftstoff ist und sich daher innerhalb des Kraftstoffabscheiders nach oben orientiert, d. h. in einem oberen Teil des Kraftstoffabscheiders ansammelt, während der flüssige Teil des Kraftstoffs sich in einem unteren Teil des Kraftstoffabscheiders ansammelt, ist vorgesehen, dass der Leitpfad insbesondere in dem oberen Teil des Kraftstoffabscheiders ausgebildet ist. Dazu können Ausnehmungen in bspw. der erfindungsgemäß vorgesehenen Leiteinrichtung oder in weiteren Strukturen, wie bspw. einer inneren Hülle des Kraftstoffabscheiders vorgesehen sein.
Vorzugsweise bildet der obere Teil des Kraftstoffabscheiders ein labyrinthartiges Durchgangssystem für gasförmigen Kraftstoff, das den gasförmigen Kraftstoff an einen vorgegebenen Bereich leitet, um den gasförmigen Kraftstoff dort anzusammeln oder abzuführen.
Da eine Abführung des gasförmigen Teils des Kraftstoffs kontinuierlich erfolgen kann, kann der Teil des Kraftstoffabscheiders, der den Leitpfad zum Abführen des gasförmigen Teils des Kraftstoffs bildet, relativ klein ausgestaltet sein, so dass der Kraftstoffabscheider insgesamt sehr flach ausgestaltet sein kann.
Entsprechend ist in einer weiteren Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders vorgesehen, dass die mindestens eine Ausnehmung der mindestens einen Leiteinrichtung einen Zwischenraum zwischen einer oberen Hülle des Kraftstoffabscheiders und der mindestens einen Leiteinrichtung bildet, durch den der gasförmige Teil des Kraftstoffs zu leiten ist.
Weiterhin kann in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders vorgesehen sein, dass die mindestens eine Leiteinrichtung durch den Zwischenraum durchdringende Stege mit der oberen Hülle des Kraftstoffabscheiders verbunden ist.
Stege, die eine jeweilige Leiteinrichtung mit der oberen Hülle des Kraftstoffabscheiders verbinden, geben dem Kraftstoffabscheider Stabilität und können zusätzlich als Leiteinrichtung für den gasförmigen Teil des Kraftstoffs wirken. Mittels Stegen ist es bspw. möglich, den Leitpfad zum Abführen des gasförmigen Teils des Kraftstoffs auf eine Struktur zum Ansammeln von flüssigem Kraftstoff ”aufzusetzen” und mit einer Hüllstruktur zu umgeben, um eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders zu bilden. Selbstverständlich können verschiedene Stege untereinander verbunden sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider einen Gasauslass bzw. eine Auslassöffnung zum Ableiten von gasförmigem Kraftstoff umfasst, durch den bzw. die der gasförmige Teil des Kraftstoffs unter Vermeidung eines Durchströmens des flüssigen Teils des Kraftstoffs abzuleiten ist noch bevor ein Eintrag des gasförmigen Teils des Kraftstoffs in jeweilige Versorgungsleitungen des Kraftstofftanks erfolgt.
Durch Anordnung eines Gasauslasses in dem Leitpfad bzw. in oder an einem Bereich, an dem gasförmiger Kraftstoff durch den Leitpfad angesammelt wird, ist es möglich, den gasförmigen Kraftstoff schnell und effizient abzuführen und einen Übergang des gasförmigen Kraftstoffs in weitere Teile eines jeweiligen Kraftstoffsystems, wie bspw. eine Einfüllleitung, zu verhindern. Weiterhin bedingt eine Kombination Gasauslass und Leitpfad ein ständiges Abführen von gasförmigem Kraftstoff, so dass ein Eintrag von gasförmigem Kraftstoff in flüssigen Kraftstoff aufgrund eines sich in dem Kraftstoffabscheider bildenden Drucks vermieden werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass das Auslassventil derart an dem Kraftstoffabscheider angeordnet ist, dass in einem vorgegebenen Bereich anzusammelnder flüssiger Kraftstoff direkt durch das Auslassventil oder eine Absaugpumpe aus dem Kraftstoffabscheider abzuführen ist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass eine Versorgungsleitung zum Einbringen von Kraftstoff in den vorgestellten Kraftstoffabscheider an ihrem in den Kraftstoffabscheider zeigenden Ende abgeschrägt ist.
Durch eine abgeschrägte Versorgungsleitung kann in den Kraftstoffabscheider fließender Kraftstoff sofort in eine vorgegebene Richtung abgelenkt und bspw. in einen vorgegebenen Fließbereich geleitet werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider in einem im Betrieb unter Druck stehenden Kraftstofftank zum sicheren Druckabbau vor der Betankung eines Fahrzeugs angeordnet ist.
Da erfahrungsgemäß beim Betanken mit Drucktanksystemen viel gasförmiger Kraftstoff abgeführt wird, eignet sich der vorgestellte Kraftstoffabscheider insbesondere zum Schutz vor überdruckbedingtem Austreten von Kraftstoff beim Betanken eines Drucktanksystems.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders ist vorgesehen, dass der Kraftstoffabscheider zum Abscheiden von Kraftstoff in einem Flachtank konfiguriert ist.
Der vorgestellte Kraftstoffabscheider eignet sich insbesondere zum Einsatz in flachen Bauräumen, wie bspw. in einem Flachtank. Entsprechend ist insbesondere vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Kraftstoffabscheider eine geringe Höhe aufweist. Um auch bei einer geringen Höhe ein effizientes Trennen und Abscheiden von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff zu ermöglichen, umfasst der Kraftstoffabscheider einen Bereich, in dem flüssiger Kraftstoff konzentriert und kontinuierlich abgeführt wird, so dass ein Ansammeln von flüssigem Kraftstoff und ein dadurch bedingtes Volumen des Kraftstoffabscheiders zur Aufnahme des flüssigen Kraftstoffs gegenüber einer traditionellen Bauweise reduziert werden kann. In einer möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Gesamtvolumen des vorgestellten Kraftstoffabscheiders etwa 600 ml und ein den gasförmigen Teil des Kraftstoffs führender Teil des Kraftstoffabscheiders ein Volumen von etwa 360 ml nicht übersteigt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffabscheider.
Der vorgestellte Kraftstoffabscheider dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Fahrzeugs.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffsystem mit einer Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders, wobei der Kraftstoffabscheider derart in dem Kraftstoffsystem angeordnet ist, dass ein Eintrag von Kraftstoff in vorgegebene Bereiche eines Befüllungs- und/oder Entlüftungssystems weitestgehend unmöglich ist.
Das vorgestellten Kraftstoffsystem dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Fahrzeugs.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entlüften eines Kraftstofftanks mittels eines Kraftstoffabscheiders, wobei der Kraftstoffabscheider mindestens eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung, ein Auslassventil sowie mindestens eine innerhalb des Kraftstoffabscheiders angeordnete Leiteinrichtung zum Beeinflussen einer Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in dem Kraftstoffabscheider umfasst und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet wird, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs in mindestens einem vorgegebenen Bereich angesammelt wird und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet wird, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs vor einem Austritt aus dem mindestens einen Bereich bei einer Bewegung des Fahrzeugs gesichert wird.
Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Fahrzeugs.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftstoffabscheiders aus 1 in einer geschnittenen Ansicht.
3 zeigt mögliche Fließwege von Kraftstoff durch den Kraftstoffabscheider aus den 1 und 2.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Kraftstoffabscheiders aus den 1 bis 3.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fließverhaltens von Kraftstoff in einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders bei einer Kurvenfahrt.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fließverhaltens von Kraftstoff in einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders bei einem Beschleunigungs- bzw. Bremsvorgang.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Fließverhaltens von Kraftstoff in einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders bei einem Betankungsvorgang, bei dem das Fahrzeug entlang seiner Querachse ausgelenkt wird.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Fließverhaltens von Kraftstoff in einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Kraftstoffabscheiders bei einer Betankung auf einer Steigung bzw. einem Gefälle.
In 1 ist ein Kraftstoffabscheider 1 dargestellt. Der Kraftstoffabscheider 1 umfasst eine senkrechte Auslassöffnung 3, die zum Abführen von gasförmigem Kraftstoff ausgelegt ist, sowie drei Roll-over Ventilanschlüsse 5. Weiterhin umfasst der Kraftstoffabscheider 1 eine Einlassöffnung 7 sowie ein Auslassventil 9 zum Abführen von flüssigem Kraftstoff aus dem Kraftstoffabscheider 1.
Der Kraftstoffabscheider 1 ist zweiteilig gebildet mit einem Oberteil 11 und einem Unterteil 13. An dem Unterteil 13 sind Leiteinrichtungen in Form von Rippen 15 angeordnet, durch die in den Kraftstoffabscheider eingeleiteter flüssiger Kraftstoff zu einem Bereich 17 über dem Auslassventil 9 zu leiten ist.
Um den Kraftstoffbehälter in einem jeweiligen Fahrzeug zu befestigen, sind Befestigungselemente 19 vorgesehen.
Durch die Einlassöffnung 7 in den Kraftstoffabscheider 1 strömender Kraftstoff wird zunächst auf die Rippen 15 geleitet, so dass flüssiger Kraftstoff in den Bereich 17 und gasförmiger Kraftstoff zu der Ablassöffnung 3 geleitet wird.
Um den gasförmigen Teil des Kraftstoffs zu der Auslassöffnung 3 zu führen, ohne dass der gasförmige Teil des Kraftstoffs durch den flüssigen Teil des Kraftstoffs geleitet werden muss, umfasst eine der Rippen 15 eine Ausnehmung in einem Bereich 21, durch den aufsteigende Gase, d. h. gasförmiger Kraftstoff oberhalb einer sich ggf. bildenden Flüssigkeitsschicht, abzuleiten sind bzw. ist.
In 2 ist der Kraftstoffabscheider 1 im Querschnitt dargestellt. Im Querschnitt wird erkennbar, dass durch die Rippen 15 ein Labyrinth geformt wird, durch das flüssiger Kraftstoff geleitet wird. Weiterhin sind in dem Kraftstoffabscheider 1 Zwischenräume 23 vorgesehen, durch die gasförmiger Kraftstoff zu leiten ist. Insbesondere oberhalb der Rippen 15 ist ein Zwischenraum zwischen Rippen 15 und einer oberen Hülle 25 vorgesehen, in dem sich gasförmiger Kraftstoff ausbreiten kann.
In 3 sind Fließrichtungen von in den Kraftstoffabscheider 1 eingeleitetem Kraftstoff dargestellt. Pfeile 27 deuten mögliche Fließwege eines flüssigen Teils des Kraftstoffs an, wohingegen Pfeile 29 Leitwege, entlang denen ein gasförmiger Teil des Kraftstoffs fließt, andeuten.
In 4 ist in einer Draufsicht und in einem entsprechenden Schnitt eine Ausnehmung in dem Bereich 21 der Rippe 15 dargestellt, durch die gasförmiger Kraftstoff abzuleiten ist.
In 5 ist mit Bezugsziffer 61 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 61 umfassendes Fahrzeug eine Linkskurve fährt, so dass sich flüssiger Kraftstoff 63 in dem Kraftstoffabscheider 61 nach rechts verteilt, wobei eine Auslassöffnung 65 zum Abführen von gasförmigem Kraftstoff unabhängig von der Bewegung des Kraftstoffs 63 für gasförmigen Kraftstoff zugänglich bleibt und ein Bereich oberhalb einer Absaugpumpe 67 stets mit flüssigem Kraftstoff gefüllt bleibt. Der Kraftstoffabscheider 61 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
Bei einer Fahrt des Fahrzeugs in eine Rechtskurve verlagert sich der Kraftstoff 63 nach links, wie durch den mit Bezugsziffer 69 bezeichneten Kraftstoffabscheider angedeutet. Hier ist erkennbar, dass der Bereich oberhalb der Absaugpumpe 67 mittels einer Leiteinrichtung in Form einer Rippe 15 stets mit flüssigem Kraftstoff bedeckt wird. Der Kraftstoffabscheider 69 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
In 6 ist mit Bezugsziffer 71 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 71 umfassendes Fahrzeug beschleunigt, so dass sich der flüssige Kraftstoff 63 an einer hinteren Wand des Kraftstoffabscheiders 71 ansammelt. Dabei wird der flüssige Kraftstoff 63 mittels einer Leiteinrichtung 75 derart in dem Kraftstoffabscheider 71 verteilt, dass eine Auslassöffnung 74 zum Ausscheiden eines gasförmigen Teils des Kraftstoffs nicht von dem flüssigen Kraftstoff 63 verdeckt wird und des gasförmige Teil des Kraftstoffs jederzeit unabhängig von dem flüssigen Kraftstoff 63 aus dem Kraftstoffabscheider 71 abgeführt werden kann. Der Kraftstoffabscheider 71 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
Der entgegengesetzte Fall eines Verzögerns des Fahrzeugs ist durch den mit Bezugsziffer 73 bezeichneten Kraftstoffabscheider dargestellt. Der flüssige Kraftstoff 63 sammelt sich hier im vorderen Teil des Kraftstoffabscheiders 73, wobei eine Ausnehmung der Leiteinrichtung 75 einen Leitpfad 76 für einen gasförmigen Teil des Kraftstoffs bildet, so dass der gasförmige Teil des Kraftstoffs abgeführt werden kann, ohne den flüssigen Kraftstoff 63 durchdringen zu müssen. Der Kraftstoffabscheider 73 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
In 7 ist mit Bezugsziffer 81 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 81 umfassendes Fahrzeugs bei der Betankung bspw. durch ein Eigengewicht eines aufgenommenen Kraftstoffs nach links oben ausgelenkt wird. Der flüssige Kraftstoff 63 verteilt sich in dem Kraftstoffabscheider aufgrund der Bewegung des Fahrzeugs, wodurch sich gasförmiger Kraftstoff bildet und den Kraftstoffabscheider 81 unter Druck setzt. Um den gasförmigen Kraftstoff abzuführen und den Druck in dem Kraftstoffabscheider zu reduzieren, wird der gasförmige Kraftstoff durch die Auslassöffnung 74 abgeführt. Um ein Abführen des flüssigen Kraftstoffs 63 durch die Auslassöffnung 74 zu vermeiden bzw. ein störungsfreies Abführen des gasförmigen Kraftstoffs zu ermöglichen, schützt die Leiteinrichtung 75 die Auslassöffnung 74 vor einem Eindringen von flüssigem Kraftstoff 63. Dies bedeutet, dass die Leiteinrichtung 75 einen Leitpfad 76 für den gasförmigen Kraftstoff bildet, durch den der gasförmige Kraftstoff zu der Auslassöffnung 74 unabhängig von dem flüssigen Kraftstoff 63 strömen kann. Der Kraftstoffabscheider 81 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
Ferner ist mit Bezugsziffer 83 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 83 umfassendes Fahrzeug bei der Betankung bspw. durch ein Eigengewicht eines aufgenommenen Kraftstoffs nach rechts oben ausgelenkt wird. Auch hier ermöglicht die Leiteinrichtung 75 ein von dem flüssigen Kraftstoff 63 unabhängiges Abführen des gasförmigen Kraftstoffs durch die Auslassöffnung 74. Der Kraftstoffabscheider 83 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
In 8 ist mit Bezugsziffer 91 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 91 umfassendes Fahrzeugs bei der Betankung auf einer Steigung steht, so dass der flüssige Kraftstoff 63 sich entsprechend in dem Kraftstoffabscheider 91 verteilt. Der Kraftstoffabscheider 91 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
Ferner ist mit Bezugsziffer 93 ein Kraftstoffabscheider bezeichnet, der sich in einer Situation befindet, in der ein den Kraftstoffabscheider 93 umfassendes Fahrzeugs bei der Betankung auf einem Gefälle steht. Auch bei einer Auslenkung des Fahrzeugs aufgrund eines Gefälles bzw. einer Steigung bewirkt die Leiteinrichtung 75, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs 63 derart in dem Kraftstoffabscheider 93 verteilt wird, dass die Auslassöffnung 74 stets zugänglich für gasförmigen Kraftstoff bleibt. Der Kraftstoffabscheider 93 ist auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19605922 A1 [0003]
DE 102011106008 A1 [0004]
EP 2468558 A1 [0005]

Claims

Kraftstoffabscheider für einen Kraftstofftank, wobei der Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) mindestens eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung (3, 65, 74), ein Auslassventil (9) sowie mindestens eine innerhalb des Kraftstoffabscheiders (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) angeordnete Leiteinrichtung (15, 75) zum Beeinflussen einer Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) umfasst und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung (15, 75) derart in dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs in mindestens einem vorgegebenen Bereich (17) anzusammeln ist und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung (15, 75) derart in dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) angeordnet ist, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs vor einem Austritt aus dem mindestens einen Bereich (17) bei einer Bewegung des Fahrzeugs zu sichern ist.
Kraftstoffabscheider nach Anspruch 1, wobei die Auslassöffnung (3, 65, 74) dazu konfiguriert ist, den gasförmigen Teil des Kraftstoffs unter Vermeidung eines Durchströmens des flüssigen Teils des Kraftstoffs abzuleiten, noch bevor ein Eintrag des gasförmigen Teils des Kraftstoffs in jeweilige Versorgungsleitungen des Kraftstofftanks erfolgt.
Kraftstoffabscheider nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) dazu konfiguriert ist, mittels der mindestens einen Leiteinrichtung (15, 75) den flüssigen Teil des Kraftstoffs von dem gasförmigen Teil des Kraftstoffs während einer Bewegung des gasförmigen und/oder flüssigen Teils des Kraftstoffs dynamisch zu trennen und den flüssigen Teil des Kraftstoffs in dem vorgegebenen Bereich (17) anzusammeln.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) mindestens einen Leitpfad (76) für einen gasförmigen Teil des Kraftstoffs umfasst, um den gasförmigen Teil des Kraftstoffs bei einer in Abhängigkeit von auftretenden Beschleunigungskräften bei einer Bewegung eines den Kraftstoffabscheider umfassenden Fahrzeugs zumindest teilweisen Verschiebung des flüssigen Teils in dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) entlang des mindestens einen Leitpfades (76) zu leiten und getrennt von dem flüssigen Teil des Kraftstoffs in dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) anzusammeln.
Kraftstoffabscheider nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Leitpfad (76) zumindest teilweise durch mindestens eine Ausnehmung in der mindestens einen Leiteinrichtung (15, 75) gebildet ist.
Kraftstoffabscheider nach Anspruch 4 oder 5, wobei die mindestens eine Ausnehmung der mindestens einen Leiteinrichtung (15, 75) einen Zwischenraum zwischen einer oberen Hülle (11, 25) des Kraftstoffabscheiders und der mindestens einen Leiteinrichtung (15, 75) bildet, durch den der gasförmige Teil des Kraftstoffs zu leiten ist.
Kraftstoffabscheider nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Leiteinrichtung (15, 75) durch den Zwischenraum durchdringende Stege mit der oberen Hülle (11, 25) des Kraftstoffabscheiders (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) verbunden ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Leitpfad (76) zumindest teilweise durch mindestens eine Ausnehmung in einer Hüllstruktur des Kraftstofftanks gebildet ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der gasförmige Teil des Kraftstoffs durch eine Entlüftungsleitung in eine Umgebung des Kraftstofftanks abzuleiten ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Auslassventil (9) derart an dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) angeordnet ist, dass in dem Bereich (17) anzusammelnder flüssiger Kraftstoff direkt durch das Auslassventil (9) aus dem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) abzuführen ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der gasförmige Teil des Kraftstoffs oberhalb des flüssigen Teils des Kraftstoffs anzusammeln ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Versorgungsleitung zum Einbringen von Kraftstoff in den Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) an ihrem in den Kraftstoffabscheider zeigenden Ende abgeschrägt ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Kraftstofftank als Drucktanksystem ausgestaltet ist.
Kraftstoffabscheider nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) zum Abscheiden von Kraftstoff in einem Flachtank konfiguriert ist.
Fahrzeug mit einem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Kraftstoffabscheider (1, 61, 69, 71, 73, 81, 83, 91, 93) derart in dem Kraftstoffsystem angeordnet ist, dass ein Eintrag von Kraftstoff in vorgegebene Bereiche eines Befüllungs- und/oder Entlüftungssystems des Kraftstoffsystems im Wesentlichen unmöglich ist.
Verfahren zum Entlüften eines Kraftstofftanks mittels eines Kraftstoffabscheiders, wobei der Kraftstoffabscheider mindestens eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung, ein Auslassventil sowie mindestens eine innerhalb des Kraftstoffabscheiders angeordnete Leiteinrichtung zum Beeinflussen einer Verteilung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff in dem Kraftstoffabscheider umfasst und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet wird, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs in mindestens einem vorgegebenen Bereich angesammelt wird und wobei die mindestens eine Leiteinrichtung derart in dem Kraftstoffabscheider angeordnet wird, dass der flüssige Teil des Kraftstoffs vor einem Austritt aus dem mindestens einen Bereich bei einer Bewegung des Fahrzeugs gesichert wird.