DE10319595A1

DE10319595A1 - Ausgleichsbehälter für Kraftstofftank

Info

Publication number: DE10319595A1
Application number: DE2003119595
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Brand (FH); Karl-Heinz Dipl.-Ing. Kempka; Ralf Dipl.-Ing. Längerer; Thomas Dipl.-Ing. Rieger (FH); Dieter Dipl.-Ing. Scheurenbrand; Peter Dipl.-Ing. Strätz (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US20040238032A1; US7017607B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Metall gefertigten Ausgleichsbehälter 1 für Kraftstoffsysteme von Kraftfahrzeugen. Ein Gasaustauschstutzen 2 ist dabei mit der Behälterwand gasdicht verschweißt, wobei ein innerhalb des Ausgleichsbehälters 1 angeordnetes Roll-Over-Ventil 3 über ein am Ausgleichsbehälter 1 punktgeschweißtes Halteteil angeordnet ist. Zwischen dem Halteteil und dem Gasaustauschstutzen 2 bzw. der Behälterwand 1.2 ist ein Dichtmittel 8 für Flüssigkeiten vorgesehen. Das Roll-Over-Ventil 3 ist dabei über ein zweites Dichtmittel 5 für Flüssigkeiten mit dem aus Metall gebildeten Halteseil 7 verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ausgleichsbehälter für ein Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand und einem Gasaustauschstutzen, der über ein Ventil mit dem Ausgleichsbehälter in Durchflussverbindung steht.

Es ist bereits ein Kraftstoff-Ausgleichsbehälter aus der US 6,318,398 B1 bekannt. Der Kraftstoff-Ausgleichsbehälter ist dabei zweiteilig ausgebildet und aus thermoplastischem Kunststoff gefertigt. Ein Teil ist dabei zumindest teilweise als Roll-Over-Ventil ausgebildet und wasserdicht mit dem anderen Teil verschweißt. Diese Kontaktstelle weist ineinandergreifende Oberflächen auf, die durch die Verschweißung formschlüssig miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleichsbehälter für ein Kraftstoffsystem derart auszubilden und anzuordnen, dass ein emissionsreduzierter Einsatz gewährleistet ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Ausgleichsbehälter und der Gasaustauschstutzen aus Metall gebildet und über mindestens ein erstes Dichtmittel miteinander verbunden sind, wobei der Gasaustauschstutzen über zumindest ein zweites Dichtmittel mit dem Ventil verbunden ist.

Hierdurch wird erreicht, dass die Dichtmittel zwischen dem Gasaustauschstutzen und dem Halteteil bzw. zwischen dem Halteteil und dem Ventil lediglich als Flüssigkeitsdichtungsmittel ausgebildet sein müssen. Der Ausgleichsbehälter sowie der Gasaustauschstutzen sind dabei 100 % diffusionsdicht ausgebildet, so dass neben dem gewünschten Gasaustausch innerhalb des Gasaustauschstutzens keine Kraftstoffanteile den Ausgleichsbehälter verlassen können. Somit sind zukünftige HC-Grenzwerte für PKWs im Hinblick auf die HC-Emission realisierbar.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass das erste Dichtmittel geschweißt, gelötet, geklebt oder als Formschlussdichtung ausgebildet ist.

In der geschweißten Variante bildet das Dichtmittel einen absoluten Schutz gegen austretende Kraftstoffdämpfe. Die Festigkeit dieser Dichtung bzw. Verbindung gewährleistet zudem eine mechanische Beanspruchung des Gasaustauschstutzens bzw. die Befestigung des Ausgleichsbehälters über den Gasaustauschstutzen.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das Ventil als Roll-Over-Ventil aus Kunststoff oder zumindest teilweise aus Metall gebildet und im Ausgleichsbehälter angeordnet ist.

Die Anordnung des Roll-Over-Ventils innerhalb des Gasaustauschbehälters gewährleistet die Ausbildung der verwendeten Dichtmittel als Flüssigkeitsdichtmittel. Das Roll-Over-Ventil gewährleistet den Schutz gegen austretenden flüssigen Kraftstoff, wobei austretende Kraftstoffdämpfe über den Gasaustauschstutzen abgeführt werden.

Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Ventilgehäuse des Ventils über zumindest ein lösbares Haltemittel mit dem Gasaustauschstutzen oder einem dem Gasaustauschstutzen zugeordneten Halteteil verbunden ist.

Das Ventilgehäuse ist somit einfach in das Halteteil bzw. an den Gasaustauschstutzen ansetzbar, insoweit unverrückbar bzw. unlösbar mit diesem verbunden. Ein selbstständiges Lösen dieser Verbindung innerhalb des planmäßigen Einsatzes ist unmöglich.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass zwischen dem Halteteil und dem Gasaustauschstutzen und/oder der Behälterwand ein drittes Dichtmittel angeordnet ist.

Wenn das Halteteil nicht mit der Behälterwand bzw. mit dem Gasaustauschstutzen verschweißt oder verlötet ist, dient das dritte Dichtmittel dem Schutz vor Austritt von flüssigem Kraftstoff in den Gasaustauschstutzen. Das Dichtmittel ist dabei elastisch ausgebildet, so dass Fertigungstoleranzen bzw. Montagetoleranzen keine negative Auswirkung auf die Dichtheit haben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das zweite Dichtmittel und/oder das dritte Dichtmittel als Kunststoffdichtung wie ein O-Ring ausgebildet und für Flüssigkeiten ausgelegt ist.

Die Ausbildung als O-Ring vereinfacht die Montage und gewährleistet einen optimalen Sitz des Dichtmittels.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Kunststoffdichtung ein Teil des als Rastmittel ausgebildeten Haltemittels darstellt und mit dem Rastmittel form- und/oder reibschlüssig verbunden ist.

Je nach Ausbildung der verwendeten Haltenut für das als O-Ring ausgebildete Dichtmittel kann diesem zusätzlich eine Haltewirkung zukommen. Hierbei könnte eine Klemmwirkung des O-Rings zwischen dem Dichtungsflansch des Ventilgehäuses und dem Dichtungsflansch des Halteteils ein weiteres Rastmittel ersetzen.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das Halteteil, das Ventilgehäuse und der Gasaustauschstutzen koaxial zueinander ausgerichtet sind und mindestens das zweite und/oder das dritte Dichtmittel als O-Ring ausgebildet und entsprechend koaxial zum Halteteil angeordnet sind. Die koaxiale Anordnung der Dichtmittel bzw. Dichtflächen gewährleistet eine einfache Fertigung und eine einfache Montage des Ventils.

Vorteilhaft ist es ferner, dass das Halteteil und das Ventilgehäuse einteilig miteinander verbunden sind oder eine Baueinheit bilden. Das Halteteil ist dann zusammen mit dem Ventilgehäuse an die Behälterwand anbringbar.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass das Halteteil aus Metall gebildet ist und über eine Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung mit dem Ventilgehäuse verbunden ist.

Die Ausbildung des Halteteils aus Metall und die Verwendung einer Schweiß- bzw. Lötverbindung zwischen dem Halteteil und der Behälterwand gewährleistet einen festen und sicheren Sitz des mit dem Halteteil verrasteten Ventilgehäuses.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:
1–3 eine Querschnittsdarstellung eines Entlüftungsbehälters mit Belüftungsstutzen, Halteteil und Ventilgehäuse mit verschiedenen Befestigungsvarianten.
4 eine perspektivische Ansicht des Entlüftungsbehälters mit Ventilgehäuse.
Ein in 1 dargestellter Ausgleichsbehälter 1 weist eine zweiteilige Behälterwand 1.1, 1.2 auf, deren oberer Teil 1.1 zur Aufnahme eines Gasaustauschstutzens 2 dient.
Der Gasaustauschstutzen 2 ist dabei als Winkelstück ausgebildet und mit seiner ersten Seite 2.1 innerhalb einer Ausnehmung der Behälterwand 1.1 angeordnet. Zwischen dem Gasaustauschstutzen 2 und der Behälterwand 1.1 ist ein erstes, als Schweißverbindung ausgebildetes Dicht- und Haltemittel 4 vorgesehen. Der Gasaustauschstutzen 2 ist damit formschlüssig sowie gas- und flüssigkeitsdicht mit der Behälterwand 1.1 verbunden.
Innerhalb des Ausgleichsbehälters 1 ist der ersten Seite 2.1 des Gasaustauschstutzens 2 ein Halteteil 7 zugeordnet. Das Halteteil 7 ist dabei auf die offene erste Seite 2.1 koaxial aufgeschoben und über nicht dargestellte Haltemittel mit der Behälterwand 1.1 verbunden. Diese nicht dargestellten Haltemittel können dabei als Bolzen, Stifte oder als Schweißverbindung ausgebildet sein. Zwischen dem Halteteil 7 und dem Gasaustauschstutzen 2 sowie zwischen dem Halteteil 7 und der Behälterwand 1.1 ist ein drittes Dichtmittel 8 angeordnet. Das dritte Dichtmittel ist dabei aus Kunststoff gebildet und ringförmig am Außenumfang der ersten Seite 2.1 des Gasaustausch stutzens 2 flüssigkeitsdicht angelegt. Das Dichtmittel 8 wird dabei durch das Halteteil 7 zum einen gegen die erste Seite 2.1 des Gasaustauschstutzens 2 und zum anderen gegen die Behälterwand 1.1 gepresst.
Das Halteteil 7 weist einen umlaufenden Dichtungsflansch 7.6 sowie eine umlaufende Haltenase 7.1 auf, die beide koaxial zu einer gemeinsamen Mittelachse 13 angeordnet sind. Dem Dichtungsflansch 7.6 ist ein zweites Dichtmittel 5 zugeordnet, welches zwischen dem Dichtungsflansch 7.6 und dem Ventilgehäuse 3.1 angeordnet ist. Das zweite Dichtmittel 5 ist dabei als O-Ring ausgebildet und liegt mit seiner einen Seite am Außenumfang bzw. in einer Nut am Außenumfang des Dichtungsflansches an. Mit seiner anderen Seite liegt das zweite Dichtmittel 5 an einem Ventilgehäuse bzw. an der Innenseite eines Dichtungsflansches 3.6 des Ventilgehäuses 3.1 dichtend an.
Die Haltenase 7.1 ist koaxial zum Dichtungsflansch 7.6 angeordnet und greift in nicht dargestellte Rastmittel des Ventils 3 bzw. des Ventilgehäuses 3.1 ein.
Das Ventilgehäuse 3.1 weist eine zylindrische Grundform auf, an deren einen Stirnseite der Dichtungsflansch 3.6 vorgesehen ist und an dessen gegenüberliegender Seite eine Schwimmeraufnahme 3.2 für einen nicht dargestellten Ventilkörper angeordnet ist.
Der erste Teil der Behälterwand 1.1 und der zweite Teil der Behälterwand 1.2 sind dabei über den rechtwinklig zur Mittelachse 13 angeordneten Verbindungsflansch 1.3 miteinander verbunden.
In der Ausführungsform gemäß 2 ist das dritte Dichtmittel 8 zwischen dem Halteteil 7 und der Behälterwand 1.1 angeordnet. Das Dichtmittel 8 liegt dabei innerhalb einer ringförmigen, koaxial zur Mittelachse 13 angeordneten Ausnehmung des Halteteils 7 einerseits und an der Innenseite der Behälterwand 1.1 andererseits an. Das Halteteil 7 erstreckt sich dabei mit Bezug zur Mittelachse 13 in radialer Richtung und bildet somit einen zweiten Dichtungsflansch 7.3, der mit Bezug zur Mittelachse 13 in axialer Richtung gegen die Behälterwand 1.1 anliegt bzw. anlegbar ist.
Das zweite Dichtmittel 5 zwischen dem Ventilgehäuse 3.1 und dem Halteteil 7 ist dabei ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 zwischen dem Dichtungsflansch 3.6 und dem ersten Dichtungsflansch 7.6 angeordnet.
Der Gasaustauschstutzen 2 ist mit seiner ersten Seite 2.1 im Bereich der Ausnehmung mit der Behälterwand 1.1 verschweißt.
Gemäß Ausführungsbeispiel 3 ist das dritte Dichtmittel 8 als O-Ring ausgebildet und zwischen dem Halteteil 7 und dem Gasaustauschstutzen 2 vorgesehen. Das Halteteil 7 erstreckt sich dabei in die erste Seite 2.1 des Gasaustauschstutzens 2 hinein und weist eine mit Bezug zur Mittelachse 13 koaxial angeordnete Ausnehmung 2.2 am Außenumfang auf. Das Dichtmittel 8 ist mit seiner einen Seite innerhalb der Ausnehmung 2.2 angeordnet bzw. liegt dort an und kommt mit seiner anderen Seite an der Innenseite 2.1 des Gasaustauschstutzens 2 dichtend zur Anlage.
Das Halteteil 7 ist dabei über eine nicht weiter dargestellte Punktschweißverbindung an der Innenseite der Behälterwand 1.1 befestigt und nimmt über nicht weiter dargestellte Rastmittel das Ventilgehäuse 3.1 auf.
Das zweite Dichtmittel 5 ist hierbei analog zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel zwischen dem Dichtungsflansch 3.6 des Ventilgehäuses 3.1 und dem Dichtungsflansch 7.6 des Halteteils 7 angeordnet.
Das Halteteil 7 ist dabei aus Metall gebildet und über eine Schweiß- , Löt- oder Klebeverbindung mit dem Ventilgehäuse 3.1 verbunden.
Dabei ist das Halteteil 7 mit seinem im Ausgleichsbehälter 1 angeordneten Teil mit Bezug zu seiner radialen Ausdehnung größer als die Ausnehmung in der Behälterwand 1.1 ausgebildet und mit dieser innerhalb des Ausgleichsbehälters gegen die Innenseite der Behälterwand 1.1 anlegbar und verbindbar bzw. verschweißbar.
Dem Ausgleichsbehälter 1 ist gemäß 4 ein Einfüllstutzen 9 einer Kraftstoffleitung 10 für einen nicht dargestellten Kraftstofftank zugeordnet. Neben der Kraftstoffleitung 10 ist eine erste Betriebsentlüftungsleitung 11.1 sowie eine zweite Betriebsentlüftungsleitung 11.2 und eine Entlüftungsleitung 12 für die Betankung vorgesehen.

1: Ausgleichsbehälter
1.1: Behälterwand, oberer Teil
1.2: Behälterwand
1.3: Verbindungsflansch
2: Gasaustauschstutzen
2.1: erste Seite
2.2: Ausnehmung
3: Ventil
3.1: Ventilgehäuse
3.2: Schwimmeraufnahme
3.6: Dichtungsflansch
4: erstes Dicht- und Haltemittel
5: zweites Dichtmittel
7: Halteteil
7.1: Haltemittel, Haltenase
7.3: zweiter Dichtungsflansch
7.6: Dichtungsflansch
8: drittes Dichtmittel
9: Einfüllstutzen
10: Kraftstoffleitung
11.1: Betriebentlüftungsleitung
11.2: Betriebentlüftungsleitung
12: Entlüftungsleitung-Betankung
13: Mittelachse

Claims

Ausgleichsbehälter (1) für ein Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand (1.1) und einem Gasaustauschstutzen (2), der über ein Ventil (3) mit dem Ausgleichsbehälter (1) in Durchflussverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (1) und der Gasaustauschstutzen (2) aus Metall gebildet und über mindestens ein erstes Dichtmittel (4) miteinander verbunden sind, wobei der Gasaustauschstutzen (2) über zumindest ein zweites Dichtmittel (5) mit dem Ventil (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtmittel (4) geschweißt, gelötet, geklebt oder als Formschlussdichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (3) als Roll-Over-Ventil aus Kunststoff oder zumindest teilweise aus Metall gebildet und im Ausgleichsbehälter (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilgehäuse (3.1) des Ventils (3) über zumindest ein lösbares Haltemittel (7.1) mit dem Gasaustauschstutzen (2) oder einem dem Gasaustauschstutzen (2) zugeordneten Halteteil (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halteteil (7) und dem Gasaustauschstutzen (2) und/oder der Behälterwand (1.1) ein drittes Dichtmittel (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtmittel (5) und/oder das dritte Dichtmittel (8) als Kunststoffdichtung wie ein O-Ring ausgebildet und für Flüssigkeiten ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdichtung (5, 8) ein Teil des als Rastmittel (7.1) ausgebildeten Haltemittels darstellt und mit dem Rastmittel (7.1) form- und/oder reibschlüssig verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (7), das Ventilgehäuse (3.1) und der Gasaustauschstutzen (2) koaxial zueinander ausgerichtet sind und mindestens das zweite und/oder das dritte Dichtmittel (5, 8) als O-Ring ausgebildet und entsprechend koaxial zum Halteteil (7) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (7) und das Ventilgehäuse (3.1) einteilig miteinander verbunden sind oder eine Baueinheit bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (7) aus Metall gebildet ist und über eine Schweiß- , Löt- oder Klebeverbindung mit dem Ventilgehäuse (3.1) verbunden ist.