DE19510821C2 - Kraftstoffbehälter für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffbehälter für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit einer Betriebsentlüftung, die sich im wesentlichen aus einem im Bereich einer oberen Kraftstoffbehälterwand angeordnetem Entlüftungsabgang, einer an diesen angeschlossenen äußeren Be- und Entlüftungsleitung und einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter zusammensetzt.

Bei einem bekannten Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Gattung (DE 39 21 080 A) wird der Entlüftungsabgang der Betriebsentlüftung durch eine an der oberen Kraftstoffbehälterwand vorgesehene Öffnung gebildet, wobei außenseitig im Bereich der Öffnung ein Entlüftungsstutzen an den Kraftstoffbehälter aufgesetzt ist, an den eine zum Aktivkohlefilter führende Be- und Entlüftungsleitung angeschlossen ist.

Bei einer derartigen Anordnung werden insbesondere im Fahrbetrieb durch Querbeschleunigungen bewegte flüssige Kraftstoffbestandteile (Spritzer, Schwapper) im Bereich des Entlüftungsabgangs mitgerissen, gelangen in den Aktivkohlefilter und reduzieren dessen Arbeitskapazität (SHED-Text USA).

Die DE 43 44 837 A1 behandelt eine Vorrichtung vom Verhindern des Herausfließens von Kraftstoffpartikeln aus einem Kraftstoffbehälter. Diese Vorrichtung umfaßt ein mit der Deckenwand des Kraftstoffbehälters verbundenes Gehäuse, welches mit mehreren radial angeordneten Öffnungen versehen ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein mit einer Feder zusammenwirkender Schwimmer, der einen mit einer Durchgangsbohrung versehenen Stopfen aufweist, mit dem ein Auslaß verschlossen werden kann. Ferner umfaßt die Vorrichtung ein Rückschlagventil.

Bei im Fahrbetrieb auftretenden Querbeschleunigungen kann es bei dieser Vorrichtung vorkommen, daß bewegte flüssige Kraftstoffbestandteile durch die radialen Öffnungen des Gehäuses hindurch direkt durch den Auslaß in die äußere Entlüftungsleitung gelangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Bereich eines Entlüftungsabgangs der tankseitigen Entlüftungsvorrichtung solche Vorkehrungen zu treffen, daß keine flüssigen Kraftstoffpartikel in die äußere Be- und Entlüftungsleitung sowie in den Aktivkohlefilter gelangen können, Gase hingegen spritzer- bzw. schwapperfrei abgeleitet werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die Anordnung einer dem Entlüftungsabgang im Kraftstoffbehälterinnenraum vorgeschalteten Einrichtung eine direkte Beaufschlagung des Entlüftungsabganges von im Fahrbetrieb hochgeschleuderten flüssigen Kraftstoffpartikeln (Spritzer, Schwapper) verhindert wird, so daß durch den Gasstrom keine flüssigen Kraftstoffpartikel in die äußere Be- und Entlüftungsleitung und den nachgeschalteten Aktivkohlefilter gelangen.

Die entstehenden Gase innerhalb des Kraftstoffbehälterinnenraums können jedoch ungehindert durch die Einrichtung und die Entlüftungsvorrichtung abgeführt werden.

Die Einrichtung wird durch ein im wesentlichen geschlossenes Behältnis mit einem direkt oder indirekt an den Entlüftungsabgang angeschlossenen inneren Hohlraum gebildet, der von labyrinthförmigen Kanälen umgeben ist.

Vorzugsweise sind zwei den inneren Hohlraum umgebende Kanäle vorgesehen. Die Kanäle und der innere Hohlraum werden durch drei konzentrisch zueinander angeordnete, mit geringem Abstand zueinander verlaufende aufrechte rohrförmige Gehäusewandungen gebildet, wobei an jeder Gehäusewandung zumindest eine Öffnung vorgesehen ist.

Jede Öffnung wird durch einen sich in Höhenrichtung erstreckenden Längsschlitz gebildet, der sich beginnend vom Boden zumindest über einen wesentlichen Teil der Bauhöhe des Behältnisses erstreckt.

Vorzugsweise sind an jeder rohrförmigen Gehäusewandung zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze vorgesehen. Die Längsschlitze der äußeren und inneren Gehäusewandung sind quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet, wogegen sich die Längsschlitze der mittleren Gehäusewandung in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.

Durch die versetzten Längsschlitze und die relativ schmalen ringförmigen Kanäle werden die flüssigen Kraftstoffpartikel um den Entlüftungsabgang herumgeleitet. Der Boden des Behältnisses ist geschlossen ausgebildet, in der Deckenwand ist lediglich eine Öffnung des Entlüftungsabgangs vorgesehen.

Der Boden des Behältnisses ist auf der dem inneren Hohlraum zugekehrten Seite kegelförmig ausgebildet, dergestalt, daß der Boden von der Mitte nach außen hin abfällt. Dadurch ist das selbsttätige Entleeren bzw. Rückführen der in das Behältnis eindringenden flüssigen Kraftstoffpartikel gewährleistet. Im inneren Hohlraum des Behältnisses kann ferner ein zusätzliches Roll-over-Ventil vorgesehen sein, das sich bei entsprechender Fahrzeugschräglage oder einem Fahrzeugüberschlag schließt, damit keine flüssigen Kraftstoffteilchen in den Aktivkohlefilter bzw. ins Freie austreten können.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Kombination labyrinthförmiges Behältnis mit integriertem Roll-over-Ventil eine ausgezeichnete Funktion bei allen Betriebsverhältnissen erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Kraftstoffbehälter mit einer Betriebsentlüftung

Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung R auf den Kraftstoffbehälter mit der Betriebsentlüftung

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 in größerem Maßstab und um 90° gedreht mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und einem Roll-over-Ventil

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 in größerem Maßstab, wobei lediglich das labyrinthförmige Behältnis der Einrichtung dargestellt ist und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 des labyrinthförmigen Behältnisses ohne Roll-over-Ventil.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kraftstoffbehälter 1, dessen höchster Füllspiegel 2 durch einen nicht näher dargestellten Einfüllstutzen begrenzt wird. Oberhalb des Füllspiegels 2 erstreckt sich ein Ausgleichsraum 3.

Eine Betriebsentlüftung 4 für den Kraftstoffbehälter 1 setzt sich im wesentlichen aus einem im Bereich einer oberen Kraftstoffbehälterwand 5 angeordneten Entlüftungsabgang 6, einer an diesen angeschlossenen äußeren Be- und Entlüftungsleitung 7 und einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter 8 zusammen.

Der Entlüftungsabgang 6 kann durch einen Entlüftungsnippel oder ein Entlüftungssystem gebildet werden; er kann jedoch auch in ein Roll-over-Ventil integriert sein.

Erfindungsgemäß ist dem Entlüftungsabgang 6 innerhalb des Kraftstoffbehälters 1 - und zwar oberhalb des höchsten Füllspiegels 2 im Ausgleichsraum 3 - eine Einrichtung 9 vorgelagert, die den Entlüftungsabgang 6 vor direkter Beaufschlagung von im Fahrbetrieb, insbesondere durch Querbeschleunigungen, hochgeschleuderten flüssigen Kraftstoffpartikeln (Wirbel, Spritzer, Schwapper) abschottet. Die Einrichtung 9 ist so ausgebildet, daß die in die Einrichtung 9 gelangten flüssigen Kraftstoffpartikel selbsttätig wieder in den Kraftstoffbehälterinnenraum 11 zurückfließen.

Gemäß den Fig. 3 bis 5 wird die Einrichtung 9 durch ein im wesentlichen geschlossenes Behältnis 10 gebildet, das an die obere Kraftstoffbehälterwand 5 direkt oder indirekt angeschlossen ist und sich abschnittsweise in den Krafstoffbehälterinnenraum 11 - hier in den Ausgleichsraum 3 - hinein erstreckt.

Das Behältnis 10 weist einen direkt oder indirekt an den zentralen obenliegenden Entlüftungsabgang 6 angeschlossenen inneren Hohlraum 12 auf, der von labyrinthförmigen Kanälen 13, 14 umgeben ist (Fig. 3 bis 5).

Im Ausführungsbeispiel umfaßt das Behältnis 10 einen inneren Hohlraum 12 und vorzugsweise zwei den Hohlraum 12 umgebende umlaufende Kanäle 13, 14. Die Anzahl der Kanäle 13, 14 kann jedoch auch kleiner oder größer sein als im Ausführungsbeispiel.

Entsprechend Fig. 4 werden die Kanäle 13, 14 und der innere Hohlraum 12 durch drei konzentrisch zueinander angeordnete, mit geringem Abstand zueinander verlaufende aufrechte rohrförmige Gehäusewandungen 15, 16, 17 gebildet, wobei an jeder Gehäusewandung 15, 16, 17 zumindest eine Öffnung 18 vorgesehen ist. Die rohrförmigen bzw. hohlzylindrischen Gehäusewandungen 15, 16, 17 bilden zwischen sich kreisringförmige Kanäle 13, 14.

Die bis auf die Öffnungen 18 umlaufenden Gehäusewandungen 15, 16, 17 können - in der Draufsicht gesehen - jedoch auch oval, ellyptisch, quadratisch, rechteckförmig oder dgl. ausgebildet sein.

An jeder rohrförmigen Gehäusewandung 15, 16, 17 sind vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen 18 vorgesehen, wobei die Öffnungen 18 von zwei benachbarten Gehäusewandungen z. B. 15 und 16, 16 und 17 versetzt zueinander angeordnet sind.

Im Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 18 von zwei benachbarten Gehäusewandungen z. B. 15 und 16, 16 und 17 um 90° versetzt zueinander. Die Öffnungen 18 der äußeren Gehäusewandung 15 und der inneren Gehäusewandung 17 sind im Ausführungsbeispiel etwa quer zur Fahrzeuglängsrichtung A-A ausgerichtet, wogegen sich die Öffnungen 18 der dazwischenliegenden mittleren Gehäusewandung 16 in Fahrzeuglängsrichtung A-A erstrecken. Die Öffnungen 18 werden durch schmale, in Fahrzeughöhenrichtung ausgerichtete Längsschlitze 19 gebildet, die etwa in Höhe eines Bodens 20 des Behältnisses 10 beginnend sich zumindest über einen wesentlichen Teil der Bauhöhe des Behältnisses 10 erstrecken. Im Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Längsschlitze vorzugsweise über die gesamte Höhe des Behältnisses.

Die Lage und Größe der Öffnungen 18 bzw. deren Anzahl kann empirisch ermittelt bzw. optimiert werden. Der geschlossene Boden 20 des Behältnisses 10 ist auf der dem darüberliegenden Entlüftungsabgang 6 zugekehrten Seite 21 kegelförmig ausgebildet, dergestalt, daß der Boden 10 von der Mitte nach außen hin kontinuierlich abfällt. Dadurch ist gewährleistet, daß die in die Einrichtung 9 eindringenden flüssigen Kraftstoffpartikel selbsttätig wieder in den Krafstoffbehälterinnenraum 11 zurückfließen.

Eine Deckenwand 22 des Behältnisses 10 kann entweder durch die obere Kraftsfoffbehälterwand 5 selbst oder eine separate Wandung gebildet werden, die mit der oberen Kraftstoffbehälterwand 5 fest verbunden ist (beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder dgl.).

Es besteht auch die Möglichkeit, daß im inneren Hohlraum 12 zusätzlich ein an sich bekanntes Roll-over-Ventil 23 angeordnet ist, das dem Entlüftungsabgang 6 vorgelagert ist.

Gemäß Fig. 3 bilden das Behältnis 10, das Roll-over-Ventil 23 und der Entlüftungsabgang 6 ein vorgefertigtes Bauteil 24. Das Bauteil 24 ist aus Herstellungsgründen mehrteilig ausgebildet und umfaßt ein oberes Gehäuseteil 25, ein unteres Gehäuseteil 26 und das eingesetzte mehrteilige Roll-over-Ventil 23.

Das untere Gehäuseteil 26 umfaßt den schrägverlaufenden Boden 20 sowie die äußere und innere Gehäusewandung 15, 17, wogegen das obere Gehäuseteil 25 eine Deckenwand 22, die mittlere Gehäusewandung 16, einen äußeren Anschlußstutzen 27 für die äußeren Be- und Entlüftungsleitungen 7 und eine innere zylindrische Aufnahme 28 für das eingesetzte Roll-over-Ventil 23 umfaßt.

Eine Austrittsöffnung 29 des Entlüftungsabganges 6 ist bei dieser Ausführung an einer oberen Wand 30 des Roll-over-Ventils 23 ausgebildet. Das obere und das untere Gehäuseteil 25, 26 werden ineinandergesteckt und sind durch lösbare federnde Rastelemente 31 fest miteinander verbunden.

Das Bauteil 24 ist fest mit der oberen Kraftstoffbehälterwand 5 verbunden, wobei das Behältnis 10 mit den labyrinthförmigen Kanälen 13, 14 in den Kraftstoffbehälterinnenraum 11 bzw. den Ausgleichsraum 3 hineinragt, während ein Anschlußstutzen 27 des Entlüftungsabgangs 6 sich außerhalb des Kraftstoffbehälters 1 erstreckt.

Claims (12)

1. Kraftstoffbehälter für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit einer Betriebsentlüftung, die sich im wesentlichen aus einem im Bereich einer oberen Kraftstoffbehälterwand angeordnetem Entlüftungsabgang, einer an diesen angeschlossenen äußeren Be- und Entlüftungsleitung und einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entlüftungsabgang (6) innerhalb des Kraftstoffbehälters (1) eine Einrichtung (9) vorgelagert ist, die den Entlüftungsabgang (6) vor direkter Beaufschlagung von im Fahrbetrieb hochgeschleuderten flüssigen Kraftstoffpartikeln abschottet, wobei die Einrichtung (9) dergestalt ausgebildet ist, daß die in die Einrichtung (9) gelangten flüssigen Kraftstoffpartikel selbsttätig wieder in den Kraftstoffbehälterinnenraum (11) zurückfließen.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) durch ein im wesentlichen geschlossenes Behältnis (10) mit einem direkt oder indirekt an den zentralen Entlüftungsabgang (6) angeschlossenen inneren Hohlraum (12) gebildet wird, wobei der innere Hohlraum (12) von labyrinthförmigen Kanälen (13, 14) umgeben ist.

3. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (10) einen inneren Hohlraum (12) und vorzugsweise zwei den Hohlraum (12) umgebende Kanäle (13, 14) umfaßt.

4. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle (13, 14) und der innere Hohlraum (12) durch drei konzentrisch zueinander angeordnete, mit geringem Anstand zueinander verlaufende, aufrechte rohrförmige Gehäusewandungen (15, 16, 17) gebildet wird, wobei an jeder umlaufenden Gehäusewandung (15, 16, 17) zumindest eine Öffnung (18) vorgesehen ist.

5. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder rohrförmigen Gehäusewandung (15, 16, 17) vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen (18) vorgesehen sind, wobei die Öffnungen (18) von zwei benachbarten Gehäusewandungen (z. B. 15, 16) versetzt zueinander angeordnet sind.

6. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18) der äußeren und inneren Gehäusewandung (15, 17) etwa quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind, wogegen sich die Öffnungen (18) der mittleren Gehäusewandung (16) in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.

7. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18) durch schmale, sich in Fahrzeughöhenrichtung erstreckende Längsschlitze (19) an den Gehäusewandungen (15, 16, 17) gebildet werden, wobei sich die Längsschlitze (19) zumindest über einen wesentlichen Teil der Bauhöhe des Behältnisses (10) erstrecken.

8. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Boden (20) des Behältnisses (10) auf der dem Entlüftungsabgang (6) zugekehrten Seite kegelförmig ausgebildet ist, wobei der Boden (20) innenseitig von der Mitte nach außen hin abfällt.

9. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Hohlraum (12) des Behältnisses (10) dem Entlüftungsabgang (6) vorgelagert ein zusätzliches Roll-over-Ventil (23) angeordnet ist.

10. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (10), das Roll-over-Ventil (23) und der Entlüftungsabgang (6) ein vorgefertigtes Bauteil (24) bilden.

11. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (24) mehrteilig ausgebildet ist.

12. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (24) fest mit einer oberen Kraftstoffbehälterwand (5) verbunden ist, wobei das Behältnis (10) mit den labyrinthförmigen Kanälen (13, 14) in den Kraftstoffbehälterinnenraum (11) hineinragt, während sich ein Anschlußstutzen (27) des Entlüftungsabgangs (6) außerhalb des Kraftstoffbehälters (1) erstreckt.