DE19719920C2

DE19719920C2 - Fuel tank with ventilation pipe

Info

Publication number: DE19719920C2
Application number: DE1997119920
Authority: DE
Inventors: Steffen Jahn; Wolfgang Trommeshauser
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: DE19719920A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a fuel tank according to the Generic term of the first claim.

Es ist ganz allgemein bekannt, an einem Kraftstoffbehälter eines Kraftstofftanks wenigstens eine nach oben laufende Be- und Entlüftungsleitung sowie mindestens eine Einfülleitung mit zugeordnetem Verschlußdeckel zu verbinden. Die Be- und Entlüftungsleitung wird dabei als durchgehend offene Leitung aus dem oberen Bereich des Kraftstoffbehälters zu einer oberhalb des obersten Niveaus des Kraftstoffbehälters und auch oberhalb des Verschlußdeckels liegenden Ebene geführt. Durch die Be- und Entlüftungsleitung kann somit beim Befüllen des Kraftstoffbehälters mit Flüssigkeit, insbe sondere mit Dieselöl, die aus dem Kraftstoffbehälter verdrängte Luft frei entweichen. Andererseits kann bei Temperaturschwankungen und verschlossenem Verschlußdeckel über die Be- und Entlüftungsleitung ein freier Druckausgleich erfolgen. Von Nachteil ist bei dieser Anordnung, daß bei einem Umkippen des mit dem Kraftstofftank ausgestatteten Fahrzeugs bei verschlossener Einfülleitung Kraftstoff durch die Be- und Entlüftungsleitung aus dem Kraftstoffbehälter auslaufen kann. It is generally known on a fuel tank of a fuel tank, at least one upward and vent line and at least one filling line to connect with associated cap. The loading and Vent line is doing as a continuous open line from the upper area of the fuel tank to a above the uppermost level of the fuel tank and also guided above the cap lying level. Through the ventilation and exhaust line can thus at Filling the fuel tank with liquid, esp especially with diesel oil coming from the fuel tank escape displaced air freely. On the other hand, at Temperature fluctuations and sealed cap via the ventilation line a free pressure compensation respectively. The disadvantage of this arrangement is that at an overturning of the equipped with the fuel tank Vehicle with closed priming line through fuel the ventilation pipe from the fuel tank can expire.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, wird in der DE 25 03 731 A1 ein Ventil mit einem zweiteiligen Schließkörper aus einem Massekörper und einem Schwimmkörper vorgeschlagen. Der ober halb des Massekörpers angeordnete Schwimmkörper verschließt die Entlüftungsleitung, wenn Kraftstoff in ihr hoch steigt. Der darunter liegende Massekörper ist in einem kegelförmigen Sitz angeordnet, in dem er quer zur Schließrichtung verscho ben werden kann. Bei einer solchen Verschiebung quer zur Schließrichtung wird der Massekörper durch den kegelförmigen Sitz automatisch auch in Schließrichtung verschoben. Hierbei bewegt er dann den Schwimmkörper gegen seinen Sitz, so daß die Entlüftungsleitung auch verschlossen wird, wenn das Fahrzeug, beispielsweise beim Umkippen, entsprechend weit aus seiner Normallage ausgelenkt wird. Zwischen dem Masse körper und seinem Sitz sind Entlüftungskanäle vorgesehen, welche im Normalbetrieb die Entlüftung sicherstellen.To remedy this disadvantage is described in DE 25 03 731 A1 a valve with a two-piece closing body of a Mass body and a float proposed. The upper half of the mass body arranged floating body closes the vent line when fuel rises in it. The underlying mass body is in a cone-shaped Seat arranged in which he verscho transverse to the closing direction ben can be. In such a shift across the Closing direction is the mass body by the cone-shaped Seat automatically moved in closing direction. in this connection then he moves the float against his seat, so that the vent line is also closed when the Vehicle, for example, when overturning, correspondingly far is deflected from its normal position. Between the crowd body and its seat are venting channels provided which ensure the ventilation during normal operation.

Diese Gestaltung weist den Nachteil auf, dass sowohl der Schwimmkörper als auch der Massekörper in einem Havariefall, bei dem Gas oder Flüssigkeit die Entlüftungsleitung mit ho her Geschwindigkeit durchströmen, zwar zunächst in Schließ richtung verschoben werden. Hierbei werden sie aber gegebe nenfalls auch quer zur Schließrichtung verschoben, so daß der ordnungsgemäße Verschluss der Entlüftungsleitung durch den Schwimmkörper infolge der zwischenzeitlich etablierten, den Schwimmkörper umgehenden Strömung verhindert werden kann.This design has the disadvantage that both the Floats and the mass body in an accident, at the gas or liquid, the vent line with ho flow through speed, first in closing direction. But they will give it If necessary, also moved transversely to the closing direction, so that the proper closure of the vent line through the float as a result of the meanwhile established, the float around the flow to be prevented can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraft stofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Maßnahmen zu treffen, durch welche der Austritt von Flüssigkeit aus dem Kraftstoffbehälter über die Be- und Entlüftungsleitung auch im Havariefall vermieden, im normalen Betrieb die freie Be- und Entlüftung des Kraftstoffbehälters jedoch unbeeinflußt bleibt.The invention is based on the object at a force fuel tank according to the preamble of the first claim. To take measures by which the withdrawal of Liquid from the fuel tank on the loading and Vent line avoided even in case of an accident, in the normal Operation the free ventilation of the fuel tank however, remains unaffected.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Bei einer Ausgestaltung eines Kraftstofftanks gemäß der Erfindung wird durch das Einfügen eines unter normalen Betriebsbedingungen offenen Ventils in die Be- und Entlüftungsleitung die betriebsgerechte Funktion der Be- und Entlüftungsleitung unbeeinflußt aufrechterhalten. Das Ventil wird durch die beim Befüllen oder bei der Kraftstoffentnahme oder durch Tempera turschwankungen auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten der in der Be-und Entlüftungsleitung auftretenden, auf den Schließkörper des Ventils einwirkenden Luftströmungskräfte nicht in die Schließstellung bewegt. Wenn dagegen außer gewöhnliche Ereignisse eintreten, wie ein Umkippen des Kraftstofftanks oder auch ein plötzliches Zusammenpressen des Kraftstoffbehälters im Havariefall, dann bewirkt die durch die Be- und Entlüftungsleitung nach außen drängende Flüssig keit oder bereits eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von aus dem Kraftstoffbehälter ausgepreßter Luft eine Verstellung des Ventilschließkörpers, so daß ein Austritt von Flüssigkeit sicher vermieden wird. Das unter normalen Betriebsbedingungen offene Ventil ist demnach auf einen Schließdruck eingestellt, der größer ist als die im Normalbetrieb am Schließkörper auftretende Luftströmungskraft. Sie ist dagegen kleiner als die statische oder dynamische Druckkraft, welche die im Fehlerfalle auf den Schließkörper einwirkende, aus dem Kraftstoffbehälter ausströmende Flüssigkeit ausübt. Um dabei zu vermeiden, daß im Kraftstoffbehälter im Fehlerfalle ein Überdruck entsteht, der ein Bersten des Kraftstoffbehälters oder anderer Bauelemente nach sich ziehen kann, ist zweckmäßig der Verschlußdeckel zusätzlich mit einem üblichen Überdruckventil versehen. Über dieses Überdruckventil fließt dann nur soviel Kraftstoff ab, bis der Ansprechdruck des Überdruckventils unterschritten ist. Im übrigen ist das Ventil in der Ent- oder Belüftungsleitung vorzugsweise so ausgebildet, daß der Schließkörper im Normalfall durch die auf ihn einwirkende Schwerkraft in Öffnungsstellung gehalten wird. Dabei ist es zweckmäßig, den Schließkörper unter normalen Betriebsbedingungen des Ventils unterhalb des zugehörigen Dichtungssitzes im Gehäuse des Ventils anzu ordnen. Der Schließkörper kann dabei im Gehäuse des Ventils in Strömungsrichtung des Ventils mit Spiel zwischen der Dichtfläche und einem gegenüberliegenden Anschlag frei verstellbar, insbesondere verschiebbar gelagert sein, sofern der Schließkörper nicht als Kugel ausgebildet ist.The solution of this task is carried out according to the invention the characterizing features of the first claim. At a Embodiment of a fuel tank according to the invention is by inserting one under normal operating conditions open valve in the ventilation line the Operational function of the ventilation line maintained unaffected. The valve is closed by the Filling or during fuel extraction or by tempera Turbulent flow rates occurring occurring in the ventilation and venting line, on the Closing body of the valve acting airflow forces not moved to the closed position. If, however, except ordinary events occur, such as an upset of the Fuel tanks or a sudden compression of the Fuel tank in case of accident, then caused by the ventilation pipe outwardly urging liquid or already an increased flow velocity of from the fuel tank squeezed air an adjustment the valve closing body, so that a leakage of liquid safely avoided. That under normal operating conditions open valve is therefore set to a closing pressure, which is larger than that in normal operation on the closing body occurring airflow force. It is smaller than the static or dynamic compressive force, which the in Error trap acting on the closing body, from the Fuel tank exuding liquid exerts. To go with it to avoid that in the fuel tank in case of failure Overpressure occurs, which is a bursting of the fuel tank or other components can entail is expedient the cap additionally with a conventional Overpressure valve provided. About this pressure relief valve flows then only as much fuel from, until the set pressure of Pressure relief valve is below. Otherwise that is Valve in the vent or aeration line preferably so designed that the closing body normally by the Gravity acting on it held in open position becomes. It is expedient, the closing body under normal operating conditions of the valve below the associated seal seat in the housing of the valve organize. The closing body can in the housing of the valve in the flow direction of the valve with play between the Free sealing surface and an opposite stop be adjustable, in particular slidably mounted, provided the closing body is not formed as a ball.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to the schematic diagrams of a Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Kraftstofftank mit daran angesetzten Einfüll- sowie Be- und Entlüftungsleitungen, Fig. 1 shows a fuel tank with attached thereto filling and ventilation lines,

Fig. 2 ein in die Be- und Entlüftungsleitung einfügbares Ventil im teilweisen Längsschnitt und Fig. 2 is an insertable in the ventilation and exhaust line valve in partial longitudinal section and

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Verschlußdeckel für die Einfülleitung. Fig. 3 shows a cross section through a closure cap for the insertion.

Ein Kraftstofftank weist einen im wesentlichen waagerecht liegenden Kraftstoffbehälter 1 auf, der an seiner Oberseite zumindest eine Einfülleitung 2 mit einem die Einfüllöffnung verschließenden Verschlußdeckel sowie eine nach oben weglau fende Be- und Entlüftungsleitung 4 aufweist, die über das Niveau der Einfüllöffnung hochgezogen ist. In einen anstei genden, z. B. vorzugsweise senkrecht nach oben verlaufenden Abschnitt der Be- und Entlüftungsleitung 4 ist ein Ventil 5 gelegt, das unter üblichen Betriebsbedingungen offen ist, beim Auftreten außergewöhnlicher Betriebsbedingungen dagegen selbsttätig schließt. Ein Ventil 5 dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Im axial durchbohrten Gehäuse des Ventils 5 befindet sich eine erweiterte Ventilkörperkammer 6, in welcher ein Schließkörper 7 angeordnet ist, an dem vorbei in axialer Richtung Luft strömen kann. Der Schließkörper 7 ist dabei als Scheibe ausgebildet, welche in axialer Richtung verschiebbar auf einem gehäusefesten Führungsbolzen 8 in Strömungsrichtung von Luft oder Flüssigkeit gelagert ist. Der Schließkörper 7 verjüngt sich in Strömungsrichtung kegel stumpfförmig und steht unter einer entsprechend geneigten gehäusefesten Dichtungsfläche 9. Zwischen den zusammen wirkenden kegelstumpfförmigen, parallel zueinander verlaufen den Dichtungsflächen befindet sich in der dargestellten normalen Betriebslage ein Ringspalt, der den freien Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Kraftstoffbehälters 1 und der Außenatmosphäre zuläßt. Der Schließkörper 7 steht in der dargestellten normalen Betriebslage des Rückschlag ventils durch Schwerkraft in Offenstellung, ist also mit seiner der Dichtungsfläche 9 gegenüberstehenden Dichtfläche durch sein eigenes Gewicht auf dem Führungsbolzen 8 vom Dichtungssitz 9 weg verschoben.A fuel tank has a substantially horizontally disposed fuel tank 1 , which has on its upper side at least one filling line 2 with a filler cap closing the filling opening and an upwardly weglau fende ventilation and exhaust line 4 , which is pulled up over the level of the filling opening. In a rising, z. B. preferably vertically upwardly extending portion of the aeration and venting line 4 , a valve 5 is placed, which is open under normal operating conditions, on the other hand automatically closes when unusual operating conditions. A valve 5 of this type is shown in Fig. 2. In axially perforated housing of the valve 5 is an expanded valve body chamber 6 , in which a closing body 7 is arranged, can flow past the air in the axial direction. The closing body 7 is formed as a disc which is mounted displaceably in the axial direction on a housing-fixed guide pin 8 in the flow direction of air or liquid. The closing body 7 tapers frustoconically in the flow direction and is under a correspondingly inclined housing-fixed sealing surface 9 . Between the co-acting frustoconical, parallel to each other extending the sealing surfaces located in the illustrated normal operating position, an annular gap, which allows the free pressure equalization between the interior of the fuel tank 1 and the outside atmosphere. The closing body 7 is in the illustrated normal operating position of the check valve by gravity in the open position, so with its sealing surface 9 opposite sealing surface by its own weight on the guide pin 8 from the seal seat 9 is moved away.

Wenn das mit dem Kraftstofftank ausgestattete Fahrzeug in eine betriebsunübliche Lage gelangt, insbesondere umstürzt, kann bereits durch die Verlagerung des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter 1 in der Entlüftungsleitung 4 eine Luft- oder Gasströmung mit so hoher Strömungsgeschwindigkeit auftreten, daß der Schließkörper 7 aufgrund seines Strömungs widerstandes gegen den Dichtungssitz 9 gepreßt wird, so daß das Ventil 5 geschlossen und das Ausströmen von Kraftstoff sicher vermieden ist. Selbst bei langsamem Einfließen von Flüssigkeit in die Entlüftungsleitung 4 stellt der Schließ körper 7 unabhängig von der Lage des Ventils 5 einen solchen Strömungswiderstand dar, daß er ebenfalls an den Dichtungs sitz 9 angelegt wird. Die Verstellkraft des Schließkörpers 7 ist dabei so klein bemessen, daß die durch den statischen oder dynamischen Druck der Flüssigkeit auf ihn einwirkenden Kräfte die Schließbewegung hervorrufen. Es wird somit insbe sondere bei unüblichen Betriebsbedingungen und vorzugsweise bei der Gefahr des Auslaufens von Kraftstoff der Kraftstoff behälter dicht abgeschlossen, ohne hierfür Fremdenergie oder sonstige Steuerelemente zu benötigen.If the vehicle equipped with the fuel tank enters a non-operational situation, in particular overturned, can already occur by the displacement of the fuel in the fuel tank 1 in the vent line 4, an air or gas flow with such high flow rate that the closing body 7 resistance due to its flow the seal seat 9 is pressed, so that the valve 5 is closed and the outflow of fuel is safely avoided. Even with slow inflow of liquid in the vent line 4 , the closing body 7 regardless of the position of the valve 5 is such a flow resistance that it is also seated on the seal 9 is applied. The adjusting force of the closing body 7 is dimensioned so small that the forces acting on it by the static or dynamic pressure of the fluid cause the closing movement. It is therefore in particular special case of unusual operating conditions and preferably at the risk of leakage of fuel tank sealed tight, without the need for external energy or other controls.

Um darüber hinaus zu verhindern, daß der dicht verschlossene Kraftstoffbehälter oder sonstige Kraftstofftankbauteile bei Auftreten von innerem Überdruck bersten und der gesamte Kraftstoffvorrat ausläuft, ist der Verschlußdeckel 3 der Einfülleitung 2 mit einer auf dem freien Rand 10 der Ein fülleitung dicht aufsitzenden Ventilteller 11 versehen, der gegen die Kraft einer sich im Verschlußdeckel 3 abstützenden Druckfeder 12 bei unzulässigem Überdruck vom Rand 10 abhebt. Hierdurch kann zwar Kraftstoff abfließen, jedoch schließt der Ventilteller 11 automatisch, wenn der Überdruck auf einen bauartbedingten Wert abgesunken ist. Ein entsprechender Teil des Kraftstoffs bleibt somit im Kraftstoffbehälter 1 zurück.To further prevent the tightly sealed fuel tank or other fuel tank components from bursting when internal overpressure occurs and the entire fuel supply runs out, the closure lid 3 of the filling line 2 is provided with a filling line 10 tightly disposed on the free edge 10 of the valve disk 11 which stands against the force of a pressure in the cap 3 supported compression spring 12 at inadmissible pressure from the edge 10 . Although fuel can thereby flow away, however, the valve disk 11 automatically closes when the overpressure has dropped to a design-related value. A corresponding part of the fuel thus remains in the fuel tank 1 back.

Insgesamt wird somit eine auslaufsichere Anordnung mit einem einfachen Ventil erreicht, das geringe Wartung und niedrige Kosten erfordert und im übrigen auch an bestehenden Kraftstofftankanlagen problemlos nachgerüstet werden kann. Zugleich wird ein Berstschutz erreicht, wenn der ohnehin erforderliche Tankverschluß als Überdruckschutz ausgebildet wird.Overall, therefore, a leak-proof arrangement with a Simple valve achieved, low maintenance and low Costs required and incidentally also existing Fuel tank systems can be easily retrofitted. At the same time a burst protection is achieved if the anyway required tank closure designed as overpressure protection becomes.

Claims

1. Fuel tank with a fuel tank, which has at least one upwardly running ventilation line and at least one filling line with closure lid, wherein in the ventilation line a valve open in the ventilation direction is arranged with a closing body, the flow path upon entry of liquid automatically closes, in particular for a rail vehicle, characterized in that the closing body ( 7 ) in the flow direction of the air or liquid slidably mounted on a housing-fixed guide pin ( 8 ) and that the closing pressure of the valve ( 4 ) in the venting direction is greater than that in normal operation in the venting direction on the closing body ( 7 ) occurring air flow forces and smaller than the dynamic pressure of from the fuel tank ( 1 ) in the valve ( 5 ) inflowing liquid or air in the occurrence of extraordinary events, such as tipping or Zus Native pressing of the fuel tank ( 1 ).

2. Fuel tank according to claim 1, characterized in that in addition the closure lid ( 3 ) with a pressure relief valve ( 10 , 11 , 12 ) is provided.