DE10238234A1

DE10238234A1 - Lüftungseinrichtung für Kraftstofftanks

Info

Publication number: DE10238234A1
Application number: DE2002138234
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Aschoff
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-03-18
Also published as: US7152639B2; JP2005536399A; WO2004026608A1; US20050155670A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lüftungsvorrichtung für Kraftstofftanks 1 von Kfz mit einem Einfüllstutzen 3 und einem Lüftungsventil 2, wobei zwischen Lüftungsventil 2 und Einfüllstutzen 3 eine Lüftungsleitung 4 als Rezirkulationsleitung vorgesehen ist, die ein übermäßiges Einströmen von Frischluft aufgrund des Saugstrahleffekts beim Betanken verhindert. Diese Rezirkulationsleitung weist zudem ein Nadel-Schwimmer-Ventil 5 auf, welches den Strömungsquerschnitt der Lüftungsleitung 4 variiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lüftungseinrichtung für Kraftstofftanks von Fahrzeugen mit einem Lüftungsventil und einem Einfüllstutzen, dem eine Lüftungsleitung zum Kraftstofftank zugeordnet ist.

Es ist bereits eine Entlüftungsvorrichtung für einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug aus der DE 37 44 175 C2 bekannt. Hierbei ist eine erste Entlüftungsleitung mit Umschaltventil vom Kraftstoffbehälter zu einem ersten Filter und eine zweite Entlüftungsleitung vom Kraftstoffbehälter zum ersten oder einem zweiten Filter vorgesehen. Daneben ist eine Entlüftungsleitung innerhalb des Einfüllstutzens zwischen dem Einfüllstutzen und dem Ausgleichsvolumen vorgesehen, damit der im Einfüllstutzen anstehende Kraftstoff abfließen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, daß auf einfache Art eine übermäßige Belastung des Entlüftungsfilters sowie ein Kraftstoffdampfaustritt aus dem Tankstutzen verhindert wird.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Lüftungsleitung ein separates, dem Betankungsvolumenstrom anpaßbares Reduzierglied aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß sich ein Rezirkulationsvolumenstrom zwischen Kraftstofftank und dem Einfüllstutzen einstellt, der dem Kraftstoffvolumenstrom bei der Betankung entspricht und selbst bei großem Kraftstoffvolumenstrom ein ausreichender Zirkulationsvolumenstrom, angeregt durch den Saugstrahleffekt des eintretenden Kraftstoffstrahls, zwischen dem Kraftstofftank und dem Einfüllstutzen gewährleistet ist.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß der Einfüllstutzen einen auf den Durchmesser einer Kraftstoffpistole reduzierten Öffnungsquerschnitt aufweist und die Lüftungsleitung in Bezug auf die Strömungsrichtung nach der Querschnittsreduzierung des Einfüllstutzens angeordnet ist, wobei der reduzierte Öffnungsquerschnitt des Einfüllstutzens ein Dichtungselement für den Kraftstoffpistolenrüssel in der Art einer Blende oder einer flexiblen Kunststofflippe aufweist. Somit wird durch den Saugstrahleffekt im Wesentlichen die Rezirkulationsleitung mit Unterdruck beaufschlagt, da der reduzierte Querschnitt bzw. das Dichtungselement eine Strömungsbarriere für die Frischluft bildet. Der Frischlufteintrag wird auf ein Minimum reduziert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist schließlich vorgesehen, daß das Reduzierglied als füllstandabhängiges Schwimmerventil ausgebildet ist. Somit wird ein Eindringen von flüssigem Kraftstoff in die Lüftungsleitung verhindert.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß das Reduzierglied als strömungsabhängiges Nadelventil oder als Zirkulationsventil mit einem strömungsabhängigen Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist und daß das Zirkulationsventil eine Ventilkammer, eine Düse sowie eine der Düse entsprechende, als Schwimmer ausgebildete Nadel aufweist, wobei die Nadel durch ein Vorspannelement gegen die Düse vorgespannt ist. Somit ist das Nadelventil grundsätzlich geschlossen und öffnet entsprechend dem durch das Betanken entstehenden Lüftungsvolumenstrom seinen Strömungsquerschnitt.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß das Zirkulationsventil in Bezug auf die Entlüftungsströmung am Ende der Lüftungsleitung oder direkt vor dem Einfüllstutzen angeordnet ist. Somit wird ein Befüllen der Lüftungsleitung mit Kraftstoff verhindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die Lüftungsleitung über ein Lüftungsventil mittelbar mit dem Kraftstofftank und unmittelbar mit dem Lΰftungsventil verbunden ist. Dies gewährleistet eine einfache Anschlußart an den Tank und ggf. auch eine einfache Nachrüstung der Rezirkulationsleitung.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß dem Lüftungsventil über eine Filterleitung ein Filter zugeordnet ist, wobei die Lüftungsleitung am Lüftungsventil oder an der Filterleitung angeordnet ist. Die Rezirkulationsleitung bzw. das als Nadelventil ausgebildete Rezirkulationsventil dient der Entlastung des Filters, da durch den Saugstrahleffekt während der Betankung kein übermäßiger Frischluftvolumenstrom angesaugt wird. Die am Lüftungsventil anstehende Kraftstofftankluft kann sowohl direkt vom Lüftungsventil als auch über die Filterleitung in die Rezirkulationsleitung strömen.

Hierbei ist es von Vorteil, daß die Öffnung der Lüftungsleitung im Einfüllstutzen und der Einfüllstutzen derart ausgebildet sind, daß die beim Betanken des Kraftstofftanks durch den Saugstrahleffekt angesaugte Luft aus dem Tankinneren durch die Lüftungsleitung angesaugt wird. Somit wird eine Überbelastung des Aktivkohlefilters und ein übermäßiges Austreten von Kraftstoffdampf an die Umgebung verhindert.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt: Figur eine schematische Schnittdarstellung eines Kraftstofftanks mit Entlüftungsventil, Einfüllstutzen und Rezirkulationsleitung.
In der Figur ist ein Kraftstofftank 1 für Kraftfahrzeuge dargestellt, der einen Einfüllstutzen 3 sowie ein Lüftungsventil 2 aufweist. Das Lüftungsventil 2 ist hierbei in der Kraftstofftankdeckelwand angeordnet und weist eine Abscheidkammer 2.1 auf. Innerhalb des Kraftstofftanks 1 ist zudem eine Stautopfpumpe 6 vorgesehen, die einen nicht dargestellten Stautopf mit Kraftstoff füllt.
Das Lüftungsventil 2 ist zum einen über eine Filterleitung 7 mit einem Filter 8 verbunden, über den überschüssiges Gas an die Außenluft austreten kann. Der Filter 8 ist hierbei als Aktivkohlefilter ausgebildet. Das Lüftungsventil 2 weist zudem eine Lüftungsleitung 4 bzw. einen ersten Teil einer Lüftungsleitung 4.1 zum Einfüllstutzen 3 hin auf. Innerhalb der Lüftungsleitung 4, d. h. nach dem ersten Teil der Lüftungsleitung 4.1 und vor einem zweiten Teil einer Lüftungsleitung 4.2, ist ein Reduzierglied 5 in der Form eines Nadel-Schwimmer-Ventils vorgesehen.
Das Nadel-Schwimmer-Ventil 5 weist eine Ventilkammer 5.1 mit einer Düse 5.2 und einer als Schwimmer ausgebildeten Nadel 5.3 auf. Die Nadel 5.3 ist hierbei über ein Vorspannelement 5.4 gegen die Düse 5.2 als Anlagefläche für die Nadel 5.3 vorgespannt. Gemäß Zeichnungsausschnitt ist ein oberer Anschluß 5.5 des Nadel-Schwimmer-Ventils 5 an dem ersten Teil der Lüftungsleitung 4.1 vorgesehen, wobei dieser erste Teil der Lüftungsleitung 4.1 das Nadel-Schwimmer-Ventil 5 mit dem Lüftungsventil 2 verbindet. Zudem ist ein unterer Anschluß 5.6 vorgesehen, der das Nadel-Schwimmer-Ventil 5 über den zweiten Teil der Lüftungsleitung 4.2 mit dem Einfüllstutzen 3 verbindet.
Der zweite Teil der Lüftungsleitung 4.2 schließt am Einfüllstutzen 3 in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kraftstoffs nach einer nicht dargestellten Querschnittsblende des Einfüllstutzens 3 an, wobei die Querschnittsblende in etwa den Durchmesser einer Kraftstoffpistole aufweist.

1: Kraftstofftank
2: Lüftungsventil
2.1: Abscheidkammer
3: Einfüllstutzen
4: Lüftungsleitung
4.1: erster Teil der Lüftungsleitung
4.2: zweiter Teil der Lüftungsleitung
5: Reduzierglied, Nadel-Schwimmer-Ventil
5.1: Ventilkammer
5.2: Düse
5.3: Nadel
5.4: Vorspannelement
5.5: oberer Anschluß
5.6: unterer Anschluß
6: Stautopfpumpe
7: Filterleitung
8: Filter

Claims

Lüftungseinrichtung für Kraftstofftanks (1) von Fahrzeugen mit einem Lüftungsventil (2) und einem Einfüllstutzen (3) , dem eine Lüftungsleitung (4) zum Kraftstofftank (1) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsleitung (4) ein separates Reduzierglied (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (3) einen auf den Außendurchmesser eines Kraftstoffpistolenrüssels reduzierten Öffnungsquerschnitt aufweist und die Lüftungsleitung (4) in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kraftstoffs beim Tanken nach dem reduzierten Öffnungsquerschnitt des Einfüllstutzens (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzierglied (5) als füllstandabhängiges Schwimmerventil (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzierglied (5) als strömungsabhängiges Nadelventil (5) oder als Zirkulationsventil mit einem strömungsabhängigen Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulationsventil (5) eine Ventilkammer (5.1), eine Düse (5.2) sowie eine der Düse (5.2) angepasste, als Schwimmer ausgebildete Nadel (5.3) aufweist, wobei die Nadel (5.3) durch ein Vorspannelement (5.4) gegen die Düse (5.2) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulationsventil (5) in Bezug auf die Entlüftungsströmung am Ende der Lüftungsleitung (4) oder direkt vor dem Einfüllstutzen (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsleitung (4) über ein Lüftungsventil (2) mittelbar mit dem Kraftstofftank (1) und unmittelbar mit dem Lüftungsventil (4) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lüftungsventil (2) über eine Filterleitung (7) ein Filter (8) zugeordnet ist, wobei die Lüftungsleitung (4) am Lüftungsventil (2) oder an der Filterleitung (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der reduzierte Öffnungsquerschnitt des Einfüllstutzens (3) ein Dichtungselement für den Kraftstoffpistolenrüssel in der Art einer Blende oder einer flexiblen Kunststofflippe aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Lüftungsleitung (4) im Einfüllstutzen (3) und der Einfüllstutzen (3) derart ausgebildet sind, daß die beim Betanken des Kraftstofftanks (1) durch den Saugstrahleffekt angesaugte Luft aus dem Tankinneren durch die Lüftungsleitung (4) angesaugt wird.