DE19540267B4

DE19540267B4 - Tankentlüftung

Info

Publication number: DE19540267B4
Application number: DE1995140267
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Werkmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1995-10-28
Filing date: 1995-10-28
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2015-10-29
Also published as: DE19540267A1

Abstract

Tankentlüftung für einen Kraftstoffbehälter mit einem Ausdehnungsbereich, einem von einem Tankverschluss verschließbaren Einfüllstutzen, einer mit dem Ausdehnungsbereich verbundenen Entlüftungsleitung und einem Entlüftungsventil, welches zum Schließen der Entlüftungsleitung bei geöffnetem Einfüllstutzen und zum Öffnen der Entlüftungsleitung bei geschlossenem Einfüllstutzen ausgebildet ist, dass die Entlüftungsleitung in eine Abscheidekammer mündet, von der aus eine Überlaufleitung zurück in den Kraftstoffbehälter und eine Abluftleitung in die Umgebung führt, dass das Entlüftungsventil vom Tankverschluss betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Entlüftungsventil (15) verbundener Hebel (16) im Bereich des Tankverschlusses (8) in den Einfüllstutzen (3) hineinragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tankentlüftung für einen Kraftstoffbehälter mit einem Ausdehnungsbereich, einem von einem Tankverschluß verschließbaren Einfüllstutzen, einer mit dem Ausdehnungsbereich verbundenen Entlüftungsleitung und einem Entlüftungsventil, welches zum Schließen der Entlüftungsleitung bei geöffnetem Einfüllstutzen und zum Öffnen der Entlüftungsleitung bei geschlossenem Einfüllstutzen ausgebildet ist.

Solche Tankentlüftungen werden bei Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind deshalb bekannt. Häufig wird dabei der obere Bereich des Kraftstoffbehälters als Ausdehnungsbereich freigehalten, der nicht mit Kraftstoff gefüllt werden soll. Der Ausdehnungsbereich kann auch in einem eigenen Ausdehnungsbehälter vorgesehen sein, jedoch muß auch dieser, wie der obere Bereich des Kraftstoffbehälters, aus Platzgründen grundsätzlich unterhalb des Einfüllstutzens liegen, weil sonst bei vollem Tank der durch Wärme an Volumen zunehmende Kraftstoff am Einfüllstutzen überlaufen könnte. Von diesem Ausdehnungsbereich führt eine Leitung zu einem Filter, meist einem Aktivkohlefilter, oder er hat einen direkten Kontakt mit der Umgebungsluft. Um eine Füllung des Ausdehnungsbereiches zu vermeiden, muss die Entlüftungsleitung während des Tankvorgangs geschlossen sein. Nach dem Betanken ist jedoch der Einfüllstutzen geschlossen und die Entlüftungsleitung offen, damit das Volumen des verbrauchten Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter durch Umgebungsluft ersetzt werden kann. Weiterhin soll der Kraftstoffbehälter trotz temperaturabhängiger Volumenänderung des Kraftstoffs ständig drucklos sein. Das hat zur Folge, dass über die Entlüftungsleitung Gase oder gar flüssiger Kraftstoff aus dem Tank in die Umwelt gelangen können. Ein großes Problem der Tankentlüftung liegt weiterhin darin, ein Austreten von flüssigem Kraftstoff in den Filter zu vermeiden, da dieser beim Kontakt mit Kraftstoff zerstört wird. Bei den bekannten Tankentlüftungen ist dieses Problem nur unzureichend gelöst, da beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs Kraftstoff über die Entlüftungsleitung bis zum Filter vordringen kann.

Aus der DE 38 11 438 A1 ist ein Entlüftungsventil bekannt, welches zum Betanken geöffnet und geschlossen wird. Am Entlüftungsventil ist ein Bolzen angeordnet, der über eine Wippe mit dem Entlüftungsventil verbunden ist. Sowohl das Ventil als auch der Bolzen sind neben und damit außerhalb des Einfüllstutzens angeordnet. Beim Einschrauben des Tankverschlusses drückt ein am Tankverschluss zusätzlich angeordneter Ring den Bolzen nach unten. Über die Wippe wird das Schließglied des Entlüftungsventils entlastet, so dass das Ventil öffnet.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Tankentlüftung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine sichere Entlüftung des Kraftstoffbehälters gewährleistet, ohne dass flüssiger Kraftstoff in den Filter oder die Umgebung gelangt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Entlüftungsleitung in eine Abscheidekammer mündet, von der aus eine Überlaufleitung zurück in den Kraftstoffbeälter und eine Abluftleitung in die Umgebung führt und ein Entlüftungsventil vom Tankverschluss betätigbar ist, wobei ein mit dem Entlüftungsventil verbundener Hebel im Bereich des Tankverschlusses in den Einfüllstutzen hineinragt.

Durch diese Gestaltung kann wie beim Stand der Technik Kraftstoff in die Entlüftungsleitung eindringen. Dieses Eindringen führt aber nicht mehr zu einem Austritt des flüssigen Kraftstoffs, da die Abscheidekammer über die Überlaufleitung eine direkte Verbindung mit dem Kraftstoffbehälter hat. Dadurch wird der Kraftstoff von der Entlüftungsleitung zurück in den Kraftstofftank geführt, so daß er nicht in die Umgebung gelangen oder ein mit der Abluftleitung verbundenes Filter zerstören kann. Ein gleichzeitiges Eindringen von Flüssigkeit in die Entlüftungsleitung und die Überlaufleitung würde ein Zurücklaufen von Kraftstoff aus der Abscheidekammer in den Kraftstofftank verhindern. Das ist jedoch unwahrscheinlich, da diese Leitungen an unterschiedlichen Stellen des Kraftstoffbehälters angeschlossen sind.

Um ein Vordringen von Kraftstoff durch die Überlaufleitung bis in die Abluftleitung zu vermeiden, kann in der Überlaufleitung ein Rückschlagventil angeordnet sein, welches schließt, wenn Kraftstoff durch die Überlaufleitung in Richtung der Abscheidekammer fließt. Einfacher ist es jedoch, wenn die Überlaufleitung in den Einfüllstutzen geführt ist. Die Mündung der Überlaufleitung ist damit hinreichend weit von dem Stand des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter entfernt, so daß kein Kraftstoff zu ihr vordringen kann.

Der Sicherheit gegen das Vordringen des Kraftstoffs in den Filter dient es weiterhin, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Abluftleitung ein bei einem zu hohen Kraftstoffstand in der Abscheidekammer schließendes Schwimmerventil hat.

Die Überlaufleitung eignet sich auch als Belüftung für einen Tankvorgang, bei dem die aus dem Kraftstoffbehälter verdrängten Gase nur über den Filter in die Umgebung gelangen dürfen, wenn die Überlaufleitung unabhängig von der Stellung des Entlüftungsventils mit der Abluftleitung verbunden ist.

Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Entlüftungsventil in der Abscheidekammer angeordnet ist. Durch diese Gestaltung ist die erfindungsgemäße Tankentlüftung mit einem einzigen Bauteil zu verwirklichen, welches zur Montage an den Kraftstoffbehälter angeschlossen wird.

Wird die erfindungsgemäße Tankentlüftung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges verwendet, kann auch bei einem Unfall aus der Tankentlüftung kein Kraftstoff austreten, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in der Abluftleitung oder der Abscheidekammer ein von der Schwerkraft gesteuertes, bei einer Drehung des Kraftstoffbehälters mit dem Tankverschluß nach unten schließendes Roll-Over-Ventil angeordnet ist. Diese Gestaltung macht die erfindungsgemäße Tankentlüftung auch für andere Einsatzgebiete verwendbar, bei denen eine Überkopflage des Kraftstoffbehälters vorkommen kann, wie beispielsweise einem Flugzeug oder einem Rasenmäher.

Die erfindungsgemäße Tankentlüftung ist auch für verwinkelte Kraftstoffbehälter mit mehreren Entlüftungsleitungen verwendbar, wie sie in heutigen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Dann könnte für jede Entlüftungsleitung eine eigene Tankentlüftung eingesetzt werden. Alternativ dazu könnten die Entlüftungsleitungen in eine Sammelleitung münden, welche zu einer einzigen Tankentlüftung führt. Die erfindungsgemäße Tankentlüftung ist jedoch mit geringem konstruktiven Aufwand herzustellen, wenn jede Entlüftungsleitung von dem Ausdehnungsbereich in die Abscheidekammer führt und wenn das Entlüftungsventil zu deren gleichzeitigem Schließen und Öffnen ausgebildet ist. Diese Gestaltung verhindert auch einen Druckausgleich zwischen den Entlüftungsleitungen bei geschlossenem Entlüftungsventil.

Die Sicherheit vor dem Austritt von Kraftstoff bei mehreren Entlüftungsleitungen bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges wird gesteigert, wenn jede Entlüftungsleitung ein Roll-Over-Ventil hat. Diese Roll-Over-Ventile sollten möglichst in der Nähe des Kraftstoffbehälters angeordnet sein.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
l eine schematische Darstellung eines Kraftstoffbehälters mit einer Tankentlüftung,
2 einen Einfüllstutzen mit der an ihm befestigten Tankentlüftung aus 1.
In 1 hat ein Kraftstoffbehälter 1 ein Füllrohr 2 mit einem Einfüllstutzen 3. Der Kraftstoffbehälter 1 ist mit Ausnahme seines oberen Bereiches mit Kraftstoff 4 gefüllt. Der obere Bereich dient hierbei als Ausdehnungsbereich 5, welcher für eine Temperaturausdehnung des Kraftstoffs 4 bemessen ist. Weiterhin hat der Kraftstoffbehälter 1 eine Füllrohrbelüftungsleitung 6. Diese stellt eine Verbindung zwischen dem Füllrohr 2 und dem Kraftstoffbehälter 1 her und bestimmt durch die Position ihrer Einmündung 7 in den Kraftstoffbehälter 1 den maximalen Füllstand an Kraftstoff 4 und damit das Volumen des Ausdehnungsbereiches 5. Der Einfüllstutzen 3 wird mit einem Tankverschluß 8 verschlossen.
Von dem Ausdehnungsbereich 5 führen zwei Entlüftungsleitungen 9, 10 zu einer neben dem Einfüllstutzen 3 angeordneten Abscheidekammer 11. Die Abscheidekammer 11 ist durch eine Überlaufleitung 12 mit dem Einfüllstutzen 3 und über eine Abluftleitung 13 mit einem Filter 14 verbunden. Der Filter 14 stellt eine Verbindung der Tankentlüftung mit der Umgebung her, so daß im Kraftstoffbehälter 1 ständig Umgebungsdruck herrscht. In der Abscheidekammer 11 ist ein in 2 dargestelltes Entlüftungsventil 15 angeordnet, welches über einen Hebel 16 in Abhängigkeit von der Position des Tankverschlusses 8 eine Verbindung zwischen den Entlüftungsleitungen 9, 10 und der Abluftleitung 13 herstellt. In der Verbindungsstelle zwischen Kraftstoffbehälter 1 und Entlüftungsleitungen 9, 10 ist jeweils ein Roll-Over-Ventil 17, 18 angeordnet, welches die Entlüftungsleitungen 9, 10 verschließt, wenn der Kraftstoffbehälter 1 mit dem Einfüllstutzen 3 nach unten gedreht wird.
2 zeigt in einem Längsschnitt durch die Abscheidekammer 11 und den Einfüllstutzen 3 die Wirkungsweise der Tankentlüftung. Der Hebel 16 zum Betätigen des Entlüftungsventils 15 befindet sich in der Bewegungsrichtung des Tankverschlusses 8 und wird bei dessen Eindrehen in den Einfüllstutzen 3 heruntergedrückt. In der Abscheidekammer 11 hat das Entlüftungsventil 15 einen Ventilteller 19, welcher die Mündungen 20, 21 der Entlüftungsleitungen 9, 10 gleichzeitig verschließt. Der Ventilteller 19 wird von einer Feder 22 in Schließstellung vorgespannt.
Wenn beim Einschrauben des Tankverschlusses 8 in den Einfüllstutzen 3 der Hebel 16 heruntergedrückt wird, öffnet das Entlüftungsventil 15. Der Kraftstoffbehälter 1 hat damit eine Verbindung mit der Umgebung, und in dessen Innerem herrscht Umgebungsdruck. Durch ein Entfernen des Tankverschlusses 8 vom Einfüllstutzen 3 für einen Betankungsvorgang gelangt der Ventilteller 19 des Entlüftungsventils 15 gegen die Mündungen 20, 21 der Entlüftungsleitungen 9, 10. Damit ist ausgeschlossen, daß der Ausdehnungsbereich 5 mit Kraftstoff 4 gefüllt wird. In der hier eingezeichneten Stellung ist der Tankverschluß 8 nicht vollständig eingeschraubt, so daß die Entlüftungsleitungen 9, 10 verschlossen sind.
Über dem Entlüftungsventil 15 befindet sich ein Ventil 23, welches die Abluftleitung 13 bei einer Drehung des Kraftstoffbehälters 1 mit dem Tankverschluß 8 nach unten und bei zu hohem Stand des Kraftstoffs 4 in der Abscheidekammer 11 verschließt. Dazu hat das Ventil 23 einen Schwimmer 24 und darunter angeordnet ein Gewicht 25.
Die Überlaufleitung 12 ist im Bodenbereich der Abscheidekammer 11 angeschlossen. In dem Einfüllstutzen 3 befindet sich ein mit einer Klappe 26 verschlossener Trichter 27. Die Klappe 26 ist von einer Feder 28 in die Stellung vorgespannt, in der der Trichter 27 geschlossen ist. Diese Klappe 26 verhindert, daß Kraftstoff 4 gegen den Tankverschluß 8 schwappt. In den Bereich oberhalb des Trichters 27 mündet die Füllrohrbelüftungsleitung 6 in den Einfüllstutzen 3.

Claims

Tankentlüftung für einen Kraftstoffbehälter mit einem Ausdehnungsbereich, einem von einem Tankverschluss verschließbaren Einfüllstutzen, einer mit dem Ausdehnungsbereich verbundenen Entlüftungsleitung und einem Entlüftungsventil, welches zum Schließen der Entlüftungsleitung bei geöffnetem Einfüllstutzen und zum Öffnen der Entlüftungsleitung bei geschlossenem Einfüllstutzen ausgebildet ist, dass die Entlüftungsleitung in eine Abscheidekammer mündet, von der aus eine Überlaufleitung zurück in den Kraftstoffbehälter und eine Abluftleitung in die Umgebung führt, dass das Entlüftungsventil vom Tankverschluss betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Entlüftungsventil (15) verbundener Hebel (16) im Bereich des Tankverschlusses (8) in den Einfüllstutzen (3) hineinragt.
Tankentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufleitung (12) in den Einfüllstutzen (3) geführt ist.
Tankentlüftung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftleitung (13) ein bei einem zu hohen Kraftstoffstand in der Abscheidekammer (11) schließendes Schwimmerventil (Schwimmer 24) hat.
Tankentlüftung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufleitungen (12) unabhängig von der Stellung des Entlüftungsventils (15) mit der Abluftleitung (13) verbunden ist.
Tankentlüftung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (15) in der Abscheidekammer (11) angeordnet ist.
Tankentlüftung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abluftleitung (13) oder der Abscheidekammer (11) ein von der Schwerkraft gesteuertes, bei einer Drehung des Kraftstoffbehälters (1) mit dem Tankverschluss (8) nach unten schließendes Roll-Over-Ventil (Gewicht 25) angeordnet ist.
Tankentlüftung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Entlüftungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Entlüftungsleitung (9, 10) von dem Kraftstoffbehälter (1) in die Abscheidekammer (11) führt und dass das Entlüftungsventil (15) zu deren gleichzeitigem Schließen und Öffnen ausgebildet ist.
Tankentlüftung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Entlüftungsleitung (9, 10) ein Roll-Over-Ventil (17, 18) hat.