DE202013103709U1

DE202013103709U1 - Lüftungssystem für Kraftstofftanks

Info

Publication number: DE202013103709U1
Application number: DE201320103709
Authority: DE
Original assignee: Koehler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Koehler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2014-11-18
Anticipated expiration: 2023-08-16

Abstract

Lüftungssystem für Kraftstofftanks, mit einem zu dem Kraftstofftank führenden Füllrohr (10) und einem an dem Füllrohr angeordneten, durch eine in das Füllrohr eingeführte Zapfpistole (14) betätigbaren Ventil (32), das im geöffneten Zustand eine von dem Kraftstofftank kommende Lüftungsleitung (22) und eine zu einem Filtersystem führende Lüftungsleitung (24) mit dem Füllrohr (10) verbindet und im geschlossenen Zustand den Strömungsquerschnitt eines Durchgangs (54) von den Lüftungsleitungen (22, 24) zum Füllrohr (10) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (32) ein translationsbewegliches Ventilglied (34) aufweist, das von einem in das Füllrohr (10) ragenden und schwenkbar an der Wand des Füllrohres gehaltenen Hebel (40) beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüftungssystem für Kraftstofftanks, mit einem zu dem Kraftstofftank führenden Füllrohr und einem an dem Füllrohr angeordneten, durch eine in das Füllrohr eingeführte Zapfpistole betätigbaren Ventil, das im geöffneten Zustand eine von dem Kraftstofftank kommende Lüftungsleitung und eine zu einem Filtersystem führende Lüftungsleitung mit dem Füllrohr verbindet und im geschlossenen Zustand den Strömungsquerschnitt eines Durchgangs von den Lüftungsleitungen zum Füllrohr begrenzt.
Ein Lüftungssystem dieser Art ist aus DE 10 2009 022 587 bekannt.
Bei vielen Kraftfahrzeugen ist der Kraftstofftank so konstruiert, dass das Füllrohr nicht an der höchsten Stelle des Tanks in das Innere des Kraftstofftanks eintritt. Bei höherem Füllstand des Kraftstoffs entstehen deshalb im Tank zwei getrennte Luftvolumen, von denen nur eines mit dem Füllrohr verbunden ist. Zur Entlüftung des anderen Luftvolumens ist dann eine separate Lüftungsleitung erforderlich.
Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ist das Füllrohr durch einen Tankdeckel verschlossen. Wenn es beispielsweise infolge eines Temperaturanstiegs zu einem Überdruck im Tank kommt, so können sowohl das Füllrohr als auch das getrennte Luftvolumen im Tank über das Ventil entlüftet werden. Die austretende, mit Kraftstoffdämpfen beladene Luft tritt dann über ein Filtersystem aus, in dem die Kraftstoffdämpfe zurückgehalten werden, damit die Emission von Kraftstoff begrenzt wird.
Bei einem Betankungsvorgang muss innerhalb relativ kurzer Zeit praktisch das gesamte Tankvolumen entlüftet werden. Damit auch in diesem Fall die Emission von Kraftstoffdämpfen begrenzt werden kann, sollte die vom Tank kommende Lüftungsleitung mit dem Filtersystem verbunden sein aber von dem dann offenen Füllrohr weitgehend getrennt sein. Unter diesen Umständen besteht jedoch die Gefahr einer Überlastung des Filtersystems. Aus diesem Grund ist es bekannt, eine begrenzte Luftzirkulation durch das Füllrohr zuzulassen. Aufgrund der Strömung des über die Zapfpistole eintretenden Kraftstoffs kommt es im Füllrohr zu einem Unterdruck. Ein geeignet dimensionierter Durchgang zwischen den Lüftungsleitungen einerseits und dem Füllrohr andererseits erlaubt es dann, dass ein Teil der über die Lüftungsleitung ausströmenden, mit Kraftstoff beladenen Luft nicht unmittelbar in das Filtersystem eintritt, sondern zunächst über das Füllrohr in den Tank zurückgeleitet wird.
Aus der Praxis ist ein Lüftungssystem bekannt, bei dem das Ventil ein Ventilglied in der Form einer schwenkbaren Klappe aufweist, die beim Betankungsvorgang durch die Zapfpistole in die geschlossene Stellung gedrückt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lüftungssystem zu schaffen, das bei hoher Funktionssicherheit eine größere konstruktive Freiheit hinsichtlich der Gestaltung des Füllrohres bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ventil ein translationsbewegliches Ventilglied aufweist, das von einem in das Füllrohr ragenden und schwenkbar an der Wand des Füllrohres gehaltenen Hebel beaufschlagbar ist.
Der in das Füllrohr ragende Hebel wird beim Einführen der Zapfpistole verschwenkt und drückt dann auf das translationsbewegliche Ventilglied, so dass dieses in die geschlossene Stellung verschoben wird. Die Gestaltung und Anordnung des Hebels erlaubt dabei eine optimale Anpassung an die Geometrie des Füllrohres und des Ventils sowie eine sichere und reibungsarme Übersetzung der von der Zapfpistole auf den Hebel ausgeübten Kraft in eine Betätigungskraft für das Ventilglied.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Hebel als ein elastisches Element ausgebildet, das bei eingeführter Zapfpistole an der Zapfpistole anliegt und dadurch das Ventilglied in der geschlossenen Position hält, wobei Positionsverlagerungen der Zapfpistole durch die Elastizität des Hebels ausgeglichen werden können.
Bevorzugt weist das Füllrohr, das beispielsweise aus Edelstahl hergestellt sein kann, einen Zentriereinsatz auf, der zur Führung der Zapfpistole beim Einführen in das Füllrohr dient und beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein kann. Der Hebel ist dann vorzugsweise an dem Zentriereinsatz angeordnet, der zu diesem Zweck eine geeignete Befestigungsstruktur für den Hebel aufweisen kann. Beispielsweise kann ein Arm des Hebels eine U-förmig gebogene Blattfeder bilden, die klemmend in einer entsprechenden Aufnahme am Zentriereinsatz gehalten ist.
Außerdem ist der Hebel vorzugsweise als Winkelhebel gestaltet, mit einem an dem Zentriereinsatz gehaltenen, in Axialrichtung des Füllrohres verlaufenden Arm und einem etwa rechtwinklig davon abstehenden Arm, der in das Innere des Füllrohres ragt. Eine Abwinkelungsstelle, an der die beiden Arme des Hebels miteinander verbunden sind, liegt dann an dem Ventilglied an und verschiebt dieses Ventilglied in die geschlossene Stellung, wenn beim Einführen der Zapfpistole beide Arme des Hebels elastisch ausgelenkt werden.
Der Hebel besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material und kann dann zugleich zur Erdung der Zapfpistole dienen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch ein Füllrohr für einen Kraftstofftank mit einem erfindungsgemäßen Lüftungssystem:
2 ein Ventil des Lüftungssystems in einer Ansicht in Richtung der Pfeile II-II in 1; und
3 eine Schnittdarstellung entsprechend 1 im Zustand während eines Betankungsvorgangs.
In 1 ist ein Endstück eines Füllrohres 10 für einen Kraftstofftank in einem axialen Schnitt gezeigt. Das Füllrohr ist in diesem Beispiel aus Edelstahl hergestellt, weist jedoch am offenen Ende einen Zentriereinsatz 12 aus Kunststoff auf, der dazu dient, bei einem Betankungsvorgang eine Zapfpistole 14 (3) zu führen und zu zentrieren.
An einen flachen Wandabschnitt 16 des Füllrohres 10 ist eine Verteilerkammer 18 angebaut, die über eine Öffnung 20 mit dem Inneren des Füllrohres 10 verbunden ist und an die zwei Lüftungsleitungen 22, 24 angeschlossen sind. Die räumliche Anordnung von zwei Anschlüssen 26, 28 für die Lüftungsleitungen 22, 24 an der Verteilerkammer 18 ist in 2 dargestellt.
Die Lüftungsleitung 22 kommt von einer Entlüftungsstelle in der nicht gezeigten oberen Wand des Kraftstofftanks. Die andere Lüftungsleitung 24 führt zu einem nicht gezeigten Filtersystem, beispielsweise einem Aktivkohlefilter, der dazu dient, Kraftstoffdämpfe zurückzuhalten, so dass bei einer Entlüftung des Tanks nur gereinigte Luft an die Umgebung abgegeben wird. Die beiden Lüftungsleitungen 22, 24 sind durch die Verteilerkammer 18 miteinander verbunden, jedoch verhindert eine diametral in der Verteilerkammer angeordnete Spritzschutzwand 30 den direkten Übertritt von flüssigem Kraftstoff aus dem Tank zu dem Aktivkohlefilter.
Die Öffnung 20, die das Innere des Füllrohres 10 mit der Verteilerkammer 18 und folglich mit den beiden Lüftungsleitungen 22, 24 verbindet, ist durch ein Ventil 32 weitgehend verschließbar. Dieses Ventil 32, das in 1 in der geöffneten Stellung gezeigt ist, weist ein pilzförmiges Ventilglied 34 auf, das mit Klauen 36 in der Öffnung 20 gehalten und geführt ist und durch eine Schraubenfeder 38 in die Öffnungsstellung vorgespannt wird. Die Öffnung 20 und die Zwischenräume zwischen den Klauen 36 schaffen dann eine Strömungsverbindung mit verhältnismäßig großem Durchtrittsquerschnitt zwischen der Verteilerkammer 18 und dem Inneren des Füllrohres 10.
Während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, wenn das offene Ende des Füllrohres 10 durch einen nicht gezeigten Tankverschluss dicht verschlossen ist, ermöglicht somit das Ventil 32 eine Strömungsverbindung zwischen dem Lüftungsrohr 10 und der zum Aktivkohlefilter führenden Lüftungsleitung 24. Folglich können, wenn etwa infolge von Erwärmung ein Überdruck im Tank entsteht, sowohl das Füllrohr 10 als auch das Innere des Tanks über die Filtereinheit entlüftet werden.
Zur Betätigung des Ventils 32 ist ein Hebel 40 vorgesehen, der zwei annähernd rechtwinklig zueinander angeordnete Arme 42, 44 aufweist. Der Arm 42 verläuft etwa parallel zur Achse des Füllrohres 10 und ist am freien Ende zu einer U-förmigen Klammer 46 gebogen, die klemmend in einer außenseitig an das Zentrierstück 12 angeformten Befestigungsstruktur 48 gehalten ist. Die Klammer 46 geht dann am freien Ende in eine federnde Erdungszunge 50 über, die elastisch an der Edelstahlwand des Füllrohres 10 in Anlage gehalten wird.
Der Arm 44 des Hebels 40 erstreckt sich im wesentlichen quer zur Längsachse des Füllrohres 10 und ragt so weit in die Mündung des Zentrierstückes 12 hinein, dass die Zapfpistole 14 (3) nicht tiefer in das Füllrohr 10 eingeführt werden kann, ohne den Hebel 40 elastisch auszulenken. Am freien Ende ist der Arm 44 so geformt, dass er an der Mündung der Zapfpistole abgleiten kann, ohne sich daran zu verfangen oder beim Herausziehen zu verklemmen.
Das Ventilglied 34 wird durch die Schraubenfeder 38 in einer Position gehalten, in der es mit seiner pilzförmig gerundeten Oberfläche an der Abwinkelungsstelle zwischen den Armen 42 und 44 des Hebels 40 anliegt.
Wenn nun bei einem Betankungsvorgang die Zapfpistole 14 durch das Zentrierstück 12 eingeführt wird, wie in 3 gezeigt ist, so drückt sie mit ihrer Mündung auf den Arm 44 und biegt diesen nach unten. Dadurch wird auch der mit der federnden Klammer 46 verbundene Arm 42 elastisch ausgelenkt, und zwar nach rechts in 3, so dass das Ventilglied 34 in einer geradlinigen Translationsbewegung gegen den Wandabschnitt 16 gedrückt wird, bis es die Öffnung 20 mit einer Dichtung 52 verschließt.
Allerdings weist das Ventilglied 34 einen Durchgang 54 auf, der auch in dieser geschlossenen Stellung noch einen begrenzten Gasaustausch zwischen dem Inneren der Verteilerkammer 18 und dem Inneren des Füllrohres 10 ermöglicht.
Wenn nun über die Zapfpistole 14 flüssiger Kraftstoff in den Tank eingeleitet wird, so erzeugt die Strömung des flüssigen Kraftstoffs im Füllrohr 10 einen Unterdruck, während gleichzeitig die Luft aus dem Inneren des Tanks verdrängt wird und über die Lüftungsleitung 22 austritt. Ein Teil der austretenden, mit Kraftstoffdampf beladenen Luft wird über die Verteilerkammer 18 und die Lüftungsleitung 24 in den Aktivkohlefilter weitergeleitet und nach Filterung in die Umgebung abgegeben. Ein kleinerer Teil der über die Lüftungsleitung 22 austretenden Luft gelangt jedoch aufgrund des im Füllrohr 10 herrschenden Unterdruckes über den Durchgang 54 wieder in das Füllrohr und damit zurück in den Kraftstofftank. Auf diese Weise wird die Belastung des Aktivkohlefilters mit Kraftstoffdämpfen begrenzt, so dass der Filter seine Adsorptionsfähigkeit behält.
Wenn am Ende des Betankungsvorgangs die Zapfpistole 14 wieder zurückgezogen wird, so dass sie den Hebel 40 freigibt, kehrt der Hebel 40 aufgrund seiner Eigenelastizität in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung zurück, und die Schraubenfeder 38 drückt das Ventilglied 34 wieder in die geöffnete Stellung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009022587 [0002]

Claims

Lüftungssystem für Kraftstofftanks, mit einem zu dem Kraftstofftank führenden Füllrohr (10) und einem an dem Füllrohr angeordneten, durch eine in das Füllrohr eingeführte Zapfpistole (14) betätigbaren Ventil (32), das im geöffneten Zustand eine von dem Kraftstofftank kommende Lüftungsleitung (22) und eine zu einem Filtersystem führende Lüftungsleitung (24) mit dem Füllrohr (10) verbindet und im geschlossenen Zustand den Strömungsquerschnitt eines Durchgangs (54) von den Lüftungsleitungen (22, 24) zum Füllrohr (10) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (32) ein translationsbewegliches Ventilglied (34) aufweist, das von einem in das Füllrohr (10) ragenden und schwenkbar an der Wand des Füllrohres gehaltenen Hebel (40) beaufschlagbar ist.
Lüftungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Füllrohr (10) einen Zentriereinsatz (12) für die Zapfpistole (14) aufweist und der Hebel (40) an dem Zentriereinsatz (12) gehalten ist.
Lüftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Hebel (40) durch eine Blattfeder gebildet wird.
Lüftungssystem nach Anspruch 3, bei dem der Hebel (40) eine Klammer (46) bildet, die klemmend in einer Befestigungsstruktur (48) des Füllrohres gehalten ist.
Lüftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Hebel (40) einen an der Wand des Füllrohres (10) gehaltenen ersten Arm (42) aufweist, der sich etwa in Axialrichtung des Füllrohres erstreckt und von dem an einer Stelle, an welcher das Ventilglied (34) an dem Hebel anliegt, ein Arm (44) abgewinkelt ist, der quer zur Axialrichtung des Füllrohres in das Innere des Füllrohres ragt.
Lüftungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Hebel (40) und das Füllrohr (10) aus elektrisch leitfähigem Material bestehen und der Hebel (40) eine an der Wand des Füllrohres (10) anliegende Erdungszunge (50) für die Zapfpistole (14) bildet.