DE19746231C2 - Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters - Google Patents

Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters

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Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Entlüftungsvorrichtung zum sanften Abführen von Kraftstoffdampf aus einem Kraftstoffbehälter und Verhindern des Austretens von Kraftstoff im Falle des Einwirkens einer plötzlichen Erschütterung auf das Automobil oder beim Fahren auf einer steilen Neigung.
Grundsätzlich ist es anzustreben, daß der in dem Kraftstoffbehälter erzeugte Kraftstoffdampf nach außen abgeführt wird, da der erzeugte Kraftstoffdampf den Druck in dem Kraftstoffbehälter erhöht und zu einer Explosion führen kann.
Um den erzeugten Kraftstoffdampf abzuführen, ist in dem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges eine Entlüftungsvorrichtung eingebaut. Die Entlüftungsvorrichtung, wie z. B. ein Kraftstoffbehälterdeckel, verhindert das Austreten von Kraftstoff im Fall von plötzlich auf das Fahrzeug einwirkenden Erschütterungen. Ein derartiger Kraftstoffbehälterdeckel ist in der US 4,685,584 offenbart.
Der herkömmliche Kraftstoffbehälterdeckel hat jedoch den Nachteil, daß die darüber abzuführende Menge von erzeugtem Kraftstoffdampf in Form ein zeitliches Abhängigkeitsverhältnis beschränkt ist. Daher kann der Kraftstoffbehälterdeckel nicht den gesamten erzeugten Kraftstoffdampf abführen, wenn der Druck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffbehälter plötzlich ansteigt.
Ferner haftet, wenn Kraftstoff auf einer zum Öffnen und Schließen eines Ventilkörpers verwendeten Kugel verteilt ist, die Kugel infolge der Viskositätseigenschaften des Kraftstoffes an dem die Ventilöffnung umgebenden Teil, so daß der ausgestoßene Kraftstoffdampf nicht ordnungsgemäß durch die Entlüftungsöffnung an dem Deckel entweichen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, mit der vom Kraftstoff abgegebene Gasdämpfe störungsfrei abgeführt werden können, falls der Druck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffbehälter plötzlich ansteigt und mit der außerdem ein Kraftstoffaustritt aus dem Kraftstoffbehälter verhindert werden kann, falls eine plötzliche Erschütterung auftritt oder das Fahrzeug auf einer steilen Neigung fährt, so daß die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einer Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters, die aufweist: ein Gehäuse, das über ein in dessen unterem Teil ausgebildetes Durchgangsloch mit einem Kraftstoffbehälter in Verbindung steht; einen Ventilkörper, der in dem Gehäuse mittels eines ersten Abstützelements, z. B. einer Schraubenfeder, angebracht ist und einen entlang dem Umfang verlaufenden Flansch, der an seiner Unterseite mit einem Gummiring versehen werden kann, eine Trennwand zum Teilen des Innenraums des Ventilkörpers in zwei Kammern und eine Mehrzahl von Entlüftungsschlitzen in der Umfangswand eines Teils des Ventilkörpers aufweist; eine untere Abdeckung die unter den Ventilkörper montiert ist, indem sie in eine Unterkammer in dem Ventilkörper eingesetzt ist, wobei die untere Abdeckung ein mit dem Durchgangsloch des Gehäuses und der Unterkammer des Ventilkörpers in Verbindung stehendes Durchgangsloch aufweist; eine Kugel, die in der Unterkammer des Ventilkörpers zum Öffnen und Schließen des Durchgangslochs der Trennwand des Ventilkörpers angeordnet ist, um einen Kraftstoffaustritt zu verhindern; ein Gewichtsstück, das an der Oberkammer des Ventilkörpers über eine zweites Abstützbauteil, z. B. eine Schraubenfeder, angebracht ist, Entlüftungsschlitze, die mit den Entlüftungsschlitzen des Ventilkörpers in Verbindung stehen und einen Vorsprung, z. B. in Gestalt eines Stößels, aufweist, der an einer unteren Oberfläche ausgebildet ist, um das Anhaften der Kugel an dem Durchgangsloch der Trennwand des Ventilkörpers zu verhindern; und eine obere Abdeckung, die an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen am Umfang aufweist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters;
Fig. 2 eine axiale Schnittdarstellung, aus der der Aufbau der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters ersichtlich ist;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung zum Erläutern der Funktionsweise der Entlüftungsvorrichtung, wenn das Fahrzeug auf einer steil geneigten Straße fährt und der Kraftstoffbehälter schräg gestellt wird; und
Fig. 4 eine Funktionsdarstellung zum Erläutern der Funktionsweise der Entlüftungsvorrichtung, wenn eine plötzliche Erschütterung auf das Fahrzeug und den Kraftstoffbehälter ausgeübt wird.
Aus den Fig. 1 bis 4 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung für Fahrzeuge ersichtlich.
Ein Gehäuse 10 wird in ein Loch in dem oberen Teil eines Kraftstoffbehälters 1 eingesetzt. Das Gehäuse 10 ist in seinem unteren Abschnitt mit einem Gewinde versehen, so daß es in eine Gewindebohrung in dem Kraftstoffbehälter 1 eingeschraubt werden kann. Das Gehäuse 10 ist mittels dieses Gewindes an dem Kraftstoffbehälter 1 angebracht. Das Gehäuse 10 weist in seinem unteren Teil ein Loch auf, so daß es mit dem Inneren des Kraftstoffbehälters 1 in Verbindung steht.
Das Gehäuse 10 hat ein Schulterteil 13 an seinem oberen Ende, so daß ein Gummiring 16 unter dem Schulterteil 13 eingesetzt werden kann. Am Umfang des Schulterteils 13 ist ein Außengewinde 14 zum Befestigen einer oberen Abdeckung 60 vorgesehen.
Ein Ventilkörper 20 ist in das Gehäuse 10 eingesetzt. Der Ventilkörper 20 weist im mittleren Abschnitt am äußeren Umfang einen Flansch 21 auf. Eine erste Schraubenfeder 15 ist von oben an die eine Seite des Flansches 21 aufgesetzt. Ein Gummiring 16 ist unter dem Flansch 21 vorgesehen, um eine abgeschlossene Verbindung zwischen dem Ventilkörper 20 und dem Gehäuse 10 herzustellen.
Der Gummiring 16 wird mittels der von der ersten Schraubenfeder 15 ausgeübten Kraft gegen die obere Oberfläche des Schulterteils 13 des Gehäuses 10 gedrückt.
Der Ventilkörper 20 hat eine Trennwand 22, von der der Innenraum des Ventilkörpers 20 in zwei Kammern unterteilt ist, eine Oberkammer 24 und eine Unterkammer 25. In der Unterkammer 25 ist zwischen der Trennwand 22 des Ventilkörpers 20 und der inneren Wand des Gehäuses 10 ein vorbestimmtes Spiel vorgesehen.
Die Trennwand 22 weist ein Durchgangsloch 23 auf, das bezüglich eines Horizontalschnittes im Zentrum angeordnet ist.
Eine Kugel 40 zum Öffnen und Schließen des Durchgangslochs 23 ist oberhalb an dem Durchgangsloch 31 in dem von der Trennwand 22 des Ventilkörpers 20 und der Innenwand des Gehäuses 10 umgebenen Innenraum angeordnet. Da das Durchgangsloch 23 der Trennwand 22 in der Mitte einer unteren Innenschrägfläche angeordnet ist, kann die Kugel 40 mittels der Innenschrägfläche zu dem Durchgangsloch 23 gelenkt werden, wenn der Kraftstoffbehälter 1 im Fall von Unfällen auf den Kopf gestellt wird, wodurch ein Verschütten von Kraftstoff vermieden wird.
Ferner steht der Ventilkörper 20 mit der Umgebungsluft über eine Mehrzahl von Schlitzen 24' und 25' in Verbindung.
Eine untere Abdeckung 30 ist von unten an den Ventilkörper 20 angesetzt. Die untere Abdeckung 30 weist ein Durchgangsloch 31 auf, welches das Durchgangsloch 12 des Gehäuses 10 mit der Unterkammer 25 des Ventilkörpers 20 verbindet.
Der Kraftstoffbehälter 1 ist im Normalzustand unter der unteren Abdeckung 30 angeordnet und ein kreuzförmiger Abstützvorsprung 32 an der unteren Abdeckung 30 sorgt dafür, daß in dem Gehäuse 10 oberhalb des Kraftstoffbehälters 1 ein Raum vorhanden ist, so daß über das Durchgangsloch 12 des Gehäuses 10 von dem Kraftstoffbehälter 1 eingeflossener Kraftstoff in den Raum zwischen dem Gehäuse 10 und der unteren Abdeckung 30 fließen kann.
Ein Gewichtstück 50 ist in der Oberkammer 24 des Ventilkörpers 20 über eine zweite Schraubenfeder 55 angebracht. Die zweite Schraubenfeder 55 hat eine genügend hohe Federelastizitätskonstante, so daß das Gewichtsstück 50 in Form einer Auf- und Abbewegung bewegbar angebracht ist.
Das Gewichtsstück 50 hat Entlüftungsschlitze 51 an den Entlüftungsschlitzen 24' und 25' des Ventilkörpers entsprechenden Positionen, so daß die Entlüftungsschlitze 51 mit den Entlüftungsschlitzen 24' und 25' in Verbindung treten können, und die Entlüftungsschlitze 51 mit der Umgebungsluft in Verbindung treten.
Das Gewichtsstück 50 hat außerdem einen Stößelvorsprung 52 zum Verhindern, daß die Kugel 40 infolge der Viskositätseigenschaften des Kraftstoffes an der horizontalen Unterfläche der Trennwand 22 festhängen kann.
Falls die Kugel 40 an der untere Oberfläche der Trennwand 22 anhaftet und das Durchgangsloch 23 in der Mitte der unteren Oberfläche der Trennwand 22 verschließt, bewegt sich das Gewichtsstück 50 infolge der Vibrationen des Fahrzeugs während dessen Bewegung aufwärts und abwärts, der Stößelvorsprung 52 wird in das Durchgangsloch 23 nach unten bewegt und drückt die Kugel 40 von dem Durchgangsloch 23 weg, und der geöffnete Zustand des Durchgangslochs 23 wird aufrechterhalten bzw. wiederhergestellt.
Eine obere Abdeckung 60 ist an der Oberseite des Gehäuses 10 angeordnet, so daß sie das Innere des Gehäuses 10 abdeckt. Die obere Abdeckung 60 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 61 an ihrem Umfang auf, um Kraftstoffdämpfe von dem Kraftstoffbehälter 1 nach außen abzuführen. Um zu verhindern, daß die Öffnungen 61 direkt der äußeren Umgebung ausgesetzt sind, ist eine Staubabdeckung 70 auf die obere Abdeckung 60 aufgesetzt.
Es wird nun die Funktionsweise der wie oben beschrieben aufgebauten Entlüftungsvorrichtung erläutert.
Aus Fig. 2 ist der Aufbau der Entlüftungsvorrichtung derart gezeigt, daß die Funktionsweise beim Abführen von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstoffbehälter 1 ersichtlich wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird im Kraftstoffbehälter 1 erzeugter Kraftstoffdampf über das Durchgangsloch 12 in das Innere des Gehäuses 10 eingeführt. Der Kraftstoffdampf wird über die Durchgangsbohrung 31 der unteren Abdeckung 30 in die Unterkammer 25 des Ventilkörpers 20 eingeführt, falls die Durchgangsbohrung 31 nicht von der Kugel 40 verschlossen ist.
Darüber hinaus wird der Kraftstoffdampf über den mittels des Abstützvorsprunges 32 der unteren Abdeckung 30 sichergestellten Abstand in den Raum oberhalb des Gehäuses 10 übergeführt. Der Kraftstoffdampf wird außerdem über den Entlüftungsschlitz 25' in die Unterkammer 25 des Ventilkörpers 20 eingeführt und in die Oberkammer 24 des Ventilkörpers 20 über das Durchgangsloch 23 in der Trennwand 22 weitergeführt.
Der in die Oberkammer 24 in dem Ventilkörper 20 eingeführte Kraftstoffdampf wird über den Entlüftungsschlitz 24' zu der oberen Abdeckung 60 transportiert und über die Öffnungen 61 nach außen abgeführt.
Wenn der Druck innerhalb des Kraftstoffbehälters 1 ansteigt, muß die pro Zeiteinheit abzuführende Menge von Kraftstoffdampf vergrößert werden, um den angestiegenen Druck im Kraftstoffbehälter auf dessen normalen Wert zu vermindern.
Wenn der Druck innerhalb des Kraftstoffbehälters 1 ansteigt, wird auf die untere Abdeckung 30 ein Druck ausgeübt und der Ventilkörper 20 bewegt sich gegen die Federkraft der ersten Schraubenfeder 15 nach aufwärts.
In Reaktion auf die Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 20 wird der Gummiring 16 von dem Schulterteil 13 des Gehäuses 10 abgenommen, so daß die Innenseite des Gehäuses 10 und die Innenseite der oberen Abdeckung 60 in Verbindung miteinander kommen und eine große Menge Kraftstoffdampf durch den gemeinsamen Raum zwischen dem Gehäuse 10 und der oberen Abdeckung 60 abgeführt werden kann.
Der Kraftstoffdampf kann über den oben beschriebenen Ablauf abgeführt werden. Daher wird die Gesamtmenge des pro Zeiteinheit abgeführten Kraftstoffdampfes wirksam erhöht.
Da das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 20 über den Druck des Kraftstoffdampfes gesteuert wird, ist in diesem Fall die pro Zeiteinheit abgeführte Menge von Kraftstoffdampf proportional zu dem Druck des Kraftstoffdampfes.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, schließt die Kugel 40 das Durchgangsloch 23 in der Trennwand 22, falls der Kraftstoffbehälter 1 auf den Kopf gestellt wird. Daher kann der Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 1 nicht auslaufen, selbst wenn der Kraftstoff in das Innere des Gehäuses 10 und die Unterkammer 25 des Ventilkörpers 20 eingeführt wird.
Ferner wird der Gummiring 16 mittels der von der ersten Schraubenfeder 15 ausgeübten Federkraft eng an den Schulterteil 13 des Gehäuses 10 angelegt und der Kraftstoff kann nicht durch die Entlüftungsschlitze 24' des Ventilkörpers 20 und die Entlüftungsschlitze 51 des Gewichtsstückes 50 austreten.
Erfindungsgemäß steuert die Entlüftungsvorrichtung die pro Zeiteinheit abzuführende Menge von Kraftstoffdampf im Verhältnis zu dem Innendruck im Kraftstoffbehälter, so daß der Druck in dem Kraftstoffbehälter stabil gehalten werden kann und ein Austreten von Kraftstoff in dem Fall, daß das Automobil auf den Kopf gestellt wird, verhindert wird.

Claims (6)

1. Entlüftungsvorrichtung eines Kraftstoffbehälters (1), die aufweist:
ein Gehäuse (10), das über ein in dessen unterem Teil ausgebildetes Durchgangsloch (12) mit dem Kraftstoffbehälter (1) in Verbindung steht;
einen Ventilkörper (20), der in dem Gehäuse (10) mittels einer ersten Schraubenfeder (15) angebracht ist und einen entlang dem Umfang verlaufenden Flansch (21), der an seiner Unterseite mit einem Gummiring (16) versehen werden kann, eine Trennwand (22) zum Teilen des Innenraums des Ventilkörpers (20) in eine Oberkammer (24) und eine Unterkammer (25) und eine Mehrzahl von Entlüftungsschlitzen (24', 25') am Umfang des Ventilkörpers (20) aufweist;
eine untere Abdeckung (30) die unter den Ventilkörper (20) montiert ist, indem sie in die Unterkammer (25) in dem Ventilkörper (20) eingesetzt ist, wobei die untere Abdeckung (30) ein mit dem Durchgangsloch (12) des Gehäuses (10) und der Unterkammer (25) des Ventilkörpers (20) in Verbindung stehendes Durchgangsloch (31) aufweist;
eine Kugel (40), die in der Unterkammer (25) des Ventilkörpers (20) zum Öffnen und Schließen des Durchgangslochs (12) der Trennwand (22) des Ventilkörpers (20) angeordnet ist, um einen Kraftstoffaustritt zu verhindern;
ein Gewichtsstück (50), das an der Oberkammer (24) des Ventilkörpers (20) über eine zweite Schraubenfeder (55) angebracht ist und Entlüftungsschlitze, die mit den Entlüftungsschlitzen des Ventilkörpers (20) in Verbindung stehen, und einen Stößelvorsprung (52) aufweist, der an einer unteren Oberfläche ausgebildet ist, um das Anhaften der Kugel (40) an dem Durchgangsloch (23) der Trennwand (22) des Ventilkörpers (20) zu verhindern; und
eine obere Abdeckung (60), die an der Oberseite des Gehäuses (10) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen (61) am Umfang aufweist.
2. Entlüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Trennwand (22) des Ventilkörpers (20) an der unteren Oberfläche ausgehend von dem Durchgangsloch (12), das in dem Zentrum der Trennwand (22) angeordnet ist, schräg verläuft, so daß die Kugel (40) in dieses Durchgangsloch (12) gelenkt wird, wenn der Kraftstoffbehälter (1) auf den Kopf gestellt wird.
3. Entlüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Gummiring (16) aufgrund der von der ersten Schraubenfeder (15) ausgeübten Federkraft eng an die obere Oberfläche des Schulterteils (13) des Gehäuses (10) anliegt.
4. Entlüftungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die obere Abdeckung (60) mit einer Staubabdeckung (70) versehen ist, so daß verhindert ist, daß die Öffnungen (61) direkt der Umgebung ausgesetzt sind.
5. Entlüftungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen dem Gehäuse (10) und dem Ventilkörper (20) ein Abstand für den Fluß von Kraftstoffdampf vorgesehen ist.
6. Entlüftungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die untere Abdeckung (30) einen von der unteren Oberfläche nach unten vorstehenden kreuzförmigen Abstützvorsprung (32) aufweist, so daß ein Raum zwischen der unteren Abdeckung (30) und dem Gehäuse (10) vorgesehen ist.
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