-
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofftankanlage,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit einem in einen Kraftstofftank mündenden
Einfüllstutzen,
wenigstens einer Füllentlüftungsleitung
zum Entlüften des
Kraftstofftanks während
eines Füllvorgangs
sowie wenigstens einer Betriebsentlüftungsleitung zum Entlüftung eines
Ausdehnungsvolumens oberhalb eines maximal vorgesehenen Füllstands
im Kraftstofftank, wobei Mittel zum Absperren der wenigstens einen
Betriebsentlüftungsleitung,
insbesondere während
eines Füllvorgangs,
vorgesehen sind.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 34 42 149 A1 ist
eine Kraftstofftankanlage bekannt, bei der ein Kraftstofftank mit
einem unterhalb eines maximal vorgesehenen Füllstands mündenden Einfüllstutzen,
einer Füllentlüftungsleitung
sowie mehreren Betriebsentlüftungsleitungen
versehen ist. Die Betriebsentlüftungsleitungen
sind zu einem im Bereich des Einfüllstutzenkopfs liegenden Ventil
geführt.
Beim Einführen
einer Zapfpistole wird das Ventil betätigt und verschließt die Betriebsentlüftungsleitungen.
Dadurch wird der maximale Füllstand
im Kraftstofftank allein durch die Lage des Endes der Füllentlüftungsleitung
im Kraftstofftank bestimmt. Das Ventil wird mittels einer Kolbenstange,
die sich parallel zum Einfüllstutzen
erstreckt, beim Einschieben der Zapfpistole betätigt.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 196 42 308 A1 ist
eine Kraftstofftankanlage bekannt, bei der Betriebsentlüftungsleitungen
bis zu einem Einfüllstutzenkopf
zum Einführen
einer Zapfpistole geführt
sind. Der Einfüllstutzenkopf
ist mit ring förmigen
Dichtlippen versehen, die ein Rohr der Zapfpistole dichtend umschließen. Beim
Einführen
der Zapfpistole werden die Betriebsentlüftungsleitungen somit durch
das Rohr der Zapfpistole verschlossen.
-
Mit der Erfindung soll der Aufbau
einer Kraftstofftankanlage mit Kraftstofftank und absperrbarer Betriebsentlüftungseinrichtung
vereinfacht werden.
-
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Kraftstofftankanlage,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit einem in einen Kraftstofftank mündenden
Einfüllstutzen,
wenigstens einer Füllentlüftungsleitung
zum Entlüften
des Kraftstofftanks während
eines Füllvorgangs
sowie wenigstens einer Betriebsentlüftungsleitung zum Entlüften eines
Ausdehnungsvolumens oberhalb eines maximal vorgesehenen Füllstands vorgesehen,
wobei Mittel zum Absperren der wenigstens einen Betriebsentlüftungsleitung,
insbesondere während
eines Füllvorgangs,
vorgesehen sind, bei der die Mittel zum Absperren der Betriebsentlüftungsleitung
ein elektrisch ansteuerbares Schaltventil aufweisen, das im Bereich
eines Durchtritts der wenigstens einen Betriebsentlüftungsleitung
durch die Wandung des Kraftstofftanks vorgesehen ist.
-
Durch diese Merkmale kann die wenigstens eine
Betriebsentlüftungsleitung
direkt am Tank abgesperrt werden. Zum einen ist das Vorsehen von
Absperrmitteln im Tank oder unmittelbar im Bereich der Anschlussnippel
nach dem Durchtritt einer Betriebsentlüftungsleitung durch die Wandung
platzsparend, zum anderen können
die Betriebsentlüftungsleitungen
in ihrem Verlauf sehr früh
abgesperrt werden. Entweder erfolgt eine Absperrung der Betriebsentlüftungsleitungen
noch innerhalb des Kraftstofftanks, wobei dann für die Absperrmittel vorzusehende
zusätzliche
Leitungsanschlüsse
oder dergleichen noch innerhalb des Kraftstofftanks liegen und somit
dann, wenn sie nicht 100%ig dicht sind, nicht zu erhöhten HC-Emissionen
in die Umgebung des Kraftstofftanks führen können. Alternativ werden die
Absperrmittel unmittelbar an der Außenseite des Kraft stofftanks, beispielsweise
im Bereich von Anschlussnippeln der Betriebsentlüftungsleitung und somit in
einem Bereich vorgesehen, in dem ohnehin weiterführende Leitungsabschnitte der
Betriebsentlüftungsleitungen angeschlossen
werden müssen.
Das Vorsehen der Absperrmittel erhöht somit nicht die Zahl der
Anschlussstellen, die potentielle Leckstellen für die HC-Emission darstellen. Durch die Erfindung
kann somit ein einfacher, platzsparender Aufbau erzielt werden,
bei dem weniger Dicht- bzw. Anschlussstellen und somit weniger potentielle
Leckstellen vorzusehen sind.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist
im Bereich des Einfüllstutzens
ein Sensor zum Erkennen einer eingeführten Zapfpistole vorgesehen,
dessen Ausgangssignal zum Ansteuern des Schaltventils verwendet
wird.
-
Auf diese Weise können die Betriebsentlüftungsleitungen
beim Einführen
einer Zapfpistole abgesperrt werden, wobei das Sensorsignal vor
dem Ansteuern der Absperrmittel auch verarbeitet werden kann, beispielsweise
um ein verzögertes
Absperren zu realisieren.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist
das Schaltventil innerhalb des Tankvolumens angeordnet.
-
Durch diese Maßnahme wird einerseits ein sehr
platzsparender Aufbau der Kraftstofftankanlage erzielt. Darüber hinaus
können
außerhalb
des Kraftstofftanks liegende Anschlussstellen für das Schaltventil vermieden
werden, so dass die Zahl möglicher Leckstellen
verringert wird.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist
das Schaltventil im Bereich einer Betriebsentlüftungskammer innerhalb des
Tankvolumens vorgesehen, zu der die wenigstens eine Betriebsentlüftungsleitung
geführt ist.
-
Auf diese Weise können mehrere Betriebsentlüftungsleitungen,
die beispielsweise von verschiedenen Kammern eines Kraftstofftanks
kommen, zusammengefasst und noch innerhalb des Kraftstofftanks gemeinsam
abgesperrt werden.
-
In Weiterbildung der Erfindung umgibt
die Betriebsentlüftungskammer
eine Mündung
der Füllentlüftungsleitung
in den Kraftstofftank ringförmig.
-
Auf diese Weise wird ein sehr kompakter Aufbau
erreicht und die Mündung
der Füllentlüftungsleitung
in den Kraftstofftank und die Durchführung der Betriebsentlüftungsleitungen
durch die Wandung des Kraftstofftanks kann mittels eines gemeinsamen
Bauteils und einer einzigen Durchgangsöffnung in der Wandung des Kraftstofftanks
erfolgen.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist
das Schaltventil mit einem innerhalb des Kraftstofftanks angeordneten
Schwimmerventil, das eine Verbindung der Füllentlüftungsleitung mit dem Kraftstofftank
freigibt oder verschließt,
in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst.
-
Durch diese Maßnahmen kann ein platzsparender
und einfacher Aufbau realisiert werden, bei dem zum Absperren der
Betriebsentlüftungsleitungen
und der Füllentlüftungsleitung
lediglich ein einziges, kombiniertes Bauteil erforderlich ist.
-
In Weiterbildung der Erfindung kann
mittels des Schaltventils eine Verbindung der wenigstens einen Betriebsentlüftungsleitung
zu der Füllentlüftungsleitung
freigegeben oder verschlossen werden.
-
Durch diese Merkmale kann die Füllentlüftungsleitung
als Ausperlvolumen für
die Betriebsentlüftungsleitungen
genutzt werden. Dadurch ist es möglich,
auf ein zusätzliches
Entlüftungsvolumen
für die
Betriebsentlüftungsleitungen
außerhalb
des Kraftstofftanks zu verzichten.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Kraftstofftankanlage gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
-
2 eine
Einzelheit der 1 und
-
3 eine
weitere Einzelheit der 1.
-
Eine in der 1 schematisch dargestellte Kraftstofftankanlage
weist einen Kraftstofftank 10 mit einem Einfüllstutzen 12 auf,
der unterhalb eines maximal vorgesehenen Füllstands 14 in den
Kraftstofftank 10 mündet.
Um während
eines Füllvorgangs
den Kraftstofftank 10 entlüften zu können, ist eine Füllentlüftungsleitung 16 vorgesehen,
die einerseits über ein
Schwimmerventil 18 mit dem Inneren des Kraftstofftanks 10 und
andererseits mit einem Ausgleichsbehälter 20 und einem
Aktivkohlefilter 22 in Verbindung steht. Erreicht ein Kraftstoffniveau
im Kraftstofftank 10 den maximal vorgesehenen Füllstand 14, verschließt ein Schwimmer
im Schwimmerventil 18 die Verbindung zwischen der Füllentlüftungsleitung 16 und
dem Inneren des Kraftstofftanks 10, so dass dieser nicht
weiter befüllt
werden kann. Der Kraftstofftank 10 ist als sogenannter
Satteltank ausgebildet und ist in der Darstellung der 1 zu etwa drei Vierteln
gefüllt.
In der Darstellung der 1 hat
das Kraftstoffniveau im linken Teil des Satteltanks bereits den
maximalen Füllstand 14 erreicht,
das Schwimmerventil 18 wird den Füllvorgang aber erst dann beenden,
wenn der maximal vorgesehene Füllstand 14 auch
im rechten Teil des Kraftstofftanks 10 erreicht ist.
-
Oberhalb des maximal vorgesehenen
Füllstands 14 ist
ein Ausgleichsvolumen vorgesehen, so dass auch bei befülltem Kraftstofftank 10 eine
Erwärmung
und Ausdehnung des darin befindlichen Kraftstoffs nicht zu einem
Auslaufen von Kraftstoff über den
Einfüllstutzen 12 führt. Auch
dieses Ausdehnungsvolumen muss belüftet werden, da sich in diesem
Ausgleichsvolumen aus Luft und Kraftstoffdämpfen ein Gasgemisch bildet,
dessen Druck bei entsprechend hohen Außentemperaturen auf erhebliche
Werte ansteigen kann. Um solche Druckerhöhungen zu vermeiden, ist ein
Betriebsentlüftungssystem
vorgesehen, das drei Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 aufweist.
Die Enden der Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 liegen
jeweils unmittelbar unterhalb der oberen Wandung 30 des Kraftstofftanks 10 und
sind jeweils mit einem Schwimmerventil 32 versehen. Die
Enden der Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 sind
in einer Weise im Kraftstofftank angeordnet, dass eine einwandfreie
Entlüftung
des Ausdehnungsvolumens auch bei Kurvenfahrt oder Schräglage eines
Kraftfahrzeugs gewährleistet
ist. Mittels der Schwimmerventile 32 wird verhindert, dass
Kraftstoff bei Schräglage
oder Kurvenfahrt in die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 eindringt.
Durch Vorsehen der Schwimmerventile 32 können die
Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 abschnittsweise auch
unterhalb des maximal vorgesehenen Füllstands 14 verlegt
werden, ohne dass zu befürchten wäre, dass
sich diese Abschnitte permanent mit Kraftstoff füllen.
-
Hat der Kraftstoff im Kraftstofftank 10 den maximal
vorgesehenen Füllstand 14 erreicht,
verschließt,
wie ausgeführt
wurde, das Schwimmerventil 18 die Verbindung zwischen dem
Kraftstofftank 10 und der Füllentlüftungsleitung 16.
Bei weiterem Befüllen
des Kraftstofftanks 10 könnte dieser über die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 entlüftet werden.
Um dies zu verhindern, sind in dem Schwimmerventil 18 Mittel
zum Absperren der Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 vorgesehen.
Innerhalb des Schwimmerventils 18 sind die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 mit
der Füllentlüftungsleitung 16 verbunden,
wobei diese Verbindung auch dann bestehen bleibt, wenn eine Mündung der
Füllentlüftungsleitung 16 in
den Kraftstofftank 10 durch den Schwimmer des Schwimmerventils 18 verschlossen
ist.
-
Um die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 während des
Füllvorgangs
des Kraftstofftanks 10 zu verschließen, ist in einem Einfüllstutzenkopf 34 ein
mit einer sogenannten Bleifreiklappe 36 gekoppelter Sensor 38 vorgesehen.
Wird eine Zapfpistole in den Einfüllstutzenkopf 34 eingeführt, wird
die Bleifreiklappe 36 ausgelenkt und der Sensor 38 gibt auf
einer Leitung 40 ein Signal an einen Steuerbaustein 42 ab.
Mittels des Steuerbausteins 42 ab. Mittels des Steuerbausteins 42 kann über elektrische Leitungen 44 ein
elektrischer Aktor in dem Schwimmerventil 18 angesteuert
werden. Mittels dieses elektrischen Aktors kann dann eine Verbindung
von den Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 zu
der Füllentlüftungsleitung 16 verschlossen
oder freigegeben werden.
-
In der Darstellung der 2 ist das Schwimmerventil 18 der 1 detaillierter dargestellt.
Ein Gehäuse 46 des
Schwimmerventils 18 weist einen ringförmigen Flansch 48 auf,
der auf eine Durchgangsbohrung in der Wandung 30 des Kraftstofftanks 10 aufgesetzt
ist. Da auch die elektrischen Verbindungsleitungen 44 durch
diesen Ringflansch 48 geführt sind, ist bei der Kraftstofftankanlage
der 1 lediglich eine
einzige Durchgangsbohrung in der Wandung 30 des Kraftstofftanks 10 erforderlich,
um die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 sowie die
Füllentlüftungsleitung 16 und
die elektrischen Leitungen 44 durch die Wandung 30 des
Kraftstofftanks 10 zu führen.
-
Innerhalb des Gehäuses 46 ist ein Schwimmer 50 angeordnet,
der zylindrisch mit einem kegelförmigen
Ende ausgebildet ist. Steigt das Kraftstoffniveau im Kraftstofftank 10 auf
den maximal vorgesehenen Füllstand 14,
schwimmt der Schwimmer 50 auf und verschließt mittels
seines kegelförmigen
Endes, das dann an einem Ringflansch 52 in dem Gehäuse 46 anliegt,
eine Ver bindung der Füllentlüftungsleitung 16 zum
Inneren des Kraftstofftanks 10. Der Ringflansch 52 bildet
das Ende eines Kanals 54, der die Füllentlüftungsleitung 16 durch
das Gehäuse 46 fortsetzt.
Der sich unmittelbar an den Ringflansch 52 anschließende Abschnitt
des Kanals 54 ist von einer ringförmigen Betriebsentlüftungskammer 56 umgeben,
in die die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 münden. Zwischen
der Betriebsentlüftungskammer 56 und
dem Kanal 54 bzw. der Füllentlüftungsleitung 16 besteht
innerhalb des Gehäuses 46 eine
Verbindung, die in der 2 durch
eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Diese Verbindung kann mittels
eines Kegelelements 58 verschlossen werden, das am Ende
einer verschiebbaren Betätigungsstange 60 angeordnet
ist. Das Kegelelement 58 ist innerhalb der Betriebsentlüftungskammer 56 angeordnet
und kann mittels der Betätigungsstange 60 gegen eine Öffnung zwischen
der Betriebsentlüftungskammer 56 und
dem Kanal 40 innerhalb des Gehäuses 46 gedrückt werden.
Die Betätigungsstange 60 ist mittels
einer Dichtung durch den Ringflansch 52 geführt, der
die in der 2 untere
Begrenzung der Betriebsentlüftungskammer 56 darstellt.
Die Betätigungsstange 60 erstreckt
sich durch die Schwimmerkammer des Gehäuses 46 mit dem Schwimmer 50 und
ist durch deren Boden, ebenfalls in einer Dichtung geführt, herausgeführt.
-
Das dem Kegelelement 58 gegenüberliegende
Ende der Betätigungsstange 60 ist
an einem ersten Arm eines zweiarmigen Hebels 62 angelenkt,
der an dem Gehäuse 46 gelenkig
gelagert ist. Der zweite Arm des Hebels 62 ist gelenkig
mit einem elektrischen Aktor 64 verbunden, beispielsweise
einem Hubmagneten, der eine Verschiebebewegung in den Richtungen
ausführen
kann, die durch den Doppelpfeil in der 2 angedeutet sind. Durch Ansteuern des
elektrischen Aktors 64 kann somit über den zweiarmigen Hebel 62 und
die Betätigungsstange 60 das Kegelelement 58 gegen
die Öffnung
in der oberen Begrenzungswand der Betriebsentlüftungskammer 56 gedrückt werden.
Dadurch wird, wie ausgeführt, die
Verbindung zwischen der Betriebsentlüftungskammer 56 und
der Füllentlüftungsleitung 16 verschlossen.
-
Es ist festzuhalten, dass gemäß der Erfindung
das elektrische Schaltventil zum Absperren der Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 und
das Schwimmerventil zum Absperren oder Freigeben der Füllentlüftungsleitung 16 in
ein gemeinsames Gehäuse 46 integriert
sind. Dadurch ist der Aufbau der Kraftstofftankanlage vereinfacht,
und es sind lediglich wenige potentielle Leckstellen für die HC-Emission
vorhanden.
-
Die Ansteuerung des elektrischen
Aktors 64 mittels des Steuerungsbausteins 42 und
des Sensors 38 ermöglicht
eine flexible, intelligente Steuerung der Entlüftung des Kraftstofftanks 10.
Durch die elektrische Ansteuerung der Absperrmittel für die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 können diese noch
innerhalb des Kraftstofftanks 10 abgesperrt werden.
-
Die Darstellung der 3 zeigt eines der Schwimmerventile 32 in
vergrößerter Darstellung. Jedes
der Schwimmerventile 32 ist mit einem zylindrischen Schwimmer 66 versehen,
der ein kegelförmiges
Ende aufweist. Bei entsprechendem Flüssigkeitsstand schwimmt der
Schwimmer 66 auf und verschließt mittels seines kegelförmigen Endes
eine Verbindung von einer der Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 oder 28 zu
dem Inneren des Kraftstofftanks 10. Wie in der Darstellung
der 3 zu erkennen ist,
ist der Schwimmer 66 in einer Schwimmerkammer 68 angeordnet.
Eine Verbindung von der Schwimmerkammer 68 zum Inneren
des Kraftstofftanks 10 wird über eine Bohrung 70 in
der Wandung der Schwimmerkammer 68 hergestellt. Durch geeignete
Bemessung der Bohrung 70 kann eine Luft- oder Gasabfuhr
durch die Betriebsentlüftungsleitungen 24, 26 und 28 gedrosselt
werden.