DE2406843A1

DE2406843A1 - Druckausgleichsanordnung fuer kraftstoffbehaelter

Info

Publication number: DE2406843A1
Application number: DE19742406843
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Tagawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-02-17
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE2406843C3; FR2218219B1; FR2218219A1; GB1459503A; DE2406843B2

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER DR.-ING. H. KINKELDEY

DR.-ING. W. STOCKMAIR, Ae. E. <cauf.inst oftechn>

PATENTANWÄLTE DP. K. '--' · - · ..■;·. . ι -

8000 MÖNCHEN 22

Maximilianstraßa 43 Telefon 2971 00/296744 Telegramme Monapal· München

ΛΚΟ3

P 78^7

13. Februar 1974-

NISSAii MOTOR CO., LTD.

No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City,

Japan

Druckausgleiclisanoranung für Kraftstoffbehälter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckausgleichsanordnung für einen !Fahrzeug-Kraftstoffbehälter mit einer Entgasungsanlage zum Herabsetzen des Ausstoßes von Kraftstoffdämpfen.

Bekannte Kraftstoffbehälter haben zur Verringerung des Ausstoßes von Kraftstoffdämpfen eine Entgasungsanlage, gewöhnlich mit einem über wenigstens eine Leitung mit dem

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Kraftstoffbehälter verbundenen Dampf-ITlüssigkeitsabsclieiaer und einem über eine Entgasungsleitung mit dem Kurbelgehäuse oder dem Luftfilter des Fahrzeugmotors verbundenen Entgasungsventil. Die Entgasungsanlage dient dazu, im Kraftstoffbehälter entstehende Kraftstoffdämpfe in das Kurbelgehäuse zu überführen, in welchem sie im Stillstand des Motors gespeichert v/erden. Im Betrieb des Motors werden die Dämpfe dann aus dem Kurbelgehäuse abgezogen und im Motor verbrannt. Ein Kraftstoffbehälter dea? genannten Art weist ferner ein im Deckel des Einfüllstutzens eingebautes Druckausgleichsventil auf, welches dazu dient, das Platzen des Behälters aufgrund von übermäßig hohem oder niedrigem Druck zu verhindern.

Bewegt sich das Fahrzeug über stärker geneigte oder sehr unebene Flächen, so ist das im Einfüllstutzen angeordnete Druckausgleichventil dem direkten Einfluß von flüssigem Kraftstoff ausgesetzt und muß deshalb aus einem Werkstoff sein, welcher den chemischen Einflüssen des Kraftstoffs zu widerstehen vermag. Außerdem muß es so gebaut sein, daß kein Kraftstoff durch es hindurch austreten kann. Aus diesen Gründen ist ein in einem Einfüllstutzen einsetzbares Druckausgleichsventil ziemlich kompliziert gebaut und daher auch teuer.

Da es ferner verschiedene Größen von Deckeln für Einfüllstutzen von Kraftstoffbehältern gibt, braucht man den verschiedenen Deckeln jeweils besonders angepaßte Druckausgleichsventile, so daß es schwierig ist, die einzelnen Teile für solche Ventile zu vereinheitlichen.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung eine Druckausgleichsanordnung für einen Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen einfachen Aufbau hat, bei welcher sich die einzelnen Teile des Druckausgleichsventils vereinheitlichen lassen und bei welcher das Druckausgleichsventil vor dem direkten Einfluß

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von im Kraftstoffbehälter vorhandenem Kraftstoff geschützt ist.

Gemäß der Erfindung ist "bei einer Druckausgleichsanordnung · der eingangs genannten Art vorgesehen, daß sie unabhängig von einem Kraftstoff-Einfüllstutzen und von der. Entgasungsanlage mit den Krafstoffbehälter strömungsverbunden ist, so daß ein Platzen des Behälters auch bei Ausfall der Entgasungsanlage durch Begrenzung des Innendrucks verhindert ist.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines bekannten Kraftstoffbehälters,

Pig. 2 eine schematisierte Darstellung eines Kraftstoffbehälters mit der erfindungsgemäßen Druckausgleichsanordnung,

Fig. 3 bis 6 Schnittansichten verschiedener Ausführungsformen von in der Anordnung nach Fig. 2 verwendbaren Über- oder Unterdruck-Entlastungsventilen,

Fig. 7 und 8 Schnittansichten von Ausführungsfortaen in der Anordnung nach Fig. 2 verwendbarer Über- und Unterdruck-Entlastungsventilen,

Fig. 9 eine schematisierte Darstellung eines Kraftstoffbehälters mit einer anderen Ausführungsform einer Druckausgleichsanordnung,

Fig.10 eine .schematisierte Darstellung eines Kraftstoffbehälters mit noch einer anderen Ausführungsform einer Druckausgleichsanordnung und

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Fig. 11 eine schematisierte Darstellung eines Kraftstoffbehälters mit einer weiteren Ausführungsform einer Druckausgleichsanordnung.

In der Zeichnung sind gleiche oder einander entsprechende Teile durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Anordnung 10 eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug mit einer Anlage zum Herabsetzen des Ausstoßes von Kraftstoffdämpfen. Die Anordnung 10 enthält einen Kraftstoffbehälter 11 mit einem Einfüllstutzen 12, welcher durch einen Deckel 13 verschließbar ist. In den Deckel 13 ist ein Druckausgleichsventil 14 eingebaut. Ein Entlüftungsrohr 15 verbindet den oberen Teil des Kraftstoffbehälters 11 mit dem oberen Endstück des EinfüllStutzens 12. Die Anordnung enthält ferner eine Entgasungsanlage für den Kraftstoffbehälter, mit einem über wenigstens eine Leitung 17 am oberen Teil des Kraftstoffbehälters 11 angeschlossenen Dampf-Flüssigkeitsabscheider 16, einer von dem Abscheider 16 über geeignete Einrichtungen, etwa ein (nicht gezeigtes) Kohlefilter, zum Vergaser oder zum Kurbelgehäuse des Fahrzeugmotors führenden Entgasungsleitung 19 und einem in die Entgasungsleitung eingesetzten Entgasungsventil 18.

Da der Einfüllstutzen 12 mehr oder weniger mit einem flüssigen Kraftstoff, etwa Benzin, gefüllt ist, unterliegt das Druckausgleichsventil 14 bei Lageänderungen des Fahrzeugs oder aufgrund von Beschleunigungskräften der Einwirkung des flüssigen Kraftstoffs. Es muß daher aus einem Werkstoff sein, welcher den chemischen Wirkungen des Kraftstoffs zu widerstehen vermag und so gebaut sein, daß der Kraftstoff nicht hindurchtreten kann. Aus diesen Gründen ist das Druckausgleichsventil zwangsläufig kompliziert gebaut und teuer. Da ferner die verschiedensten Ausführungen und Größen von Deckein 13 für Kraftstoffbehälter verwendet werden, müssen verschiedenartige, dem jeweiligen Deckel 13 angepaßte Druckausgleichsventile 14 vorge-

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sehen werden, so daß es sehr schwierig ist, die Einzelteile für solche Druckausgleichsventile zu vereinheitlichen.

Die vorstehend angeführten Nachteile und Mangel sind durch die erfindungsgemäSe Druckausgleichsanordnung "beseitigt. Eine in Fig. 2 dargestellte Kraftstoffbehälteranlage 20 hat einen ähnlichen Aufbau wie die in Pig. 1 gezeigte Anordnung 10, unterscheidet sich von dieser jedoch dadurch, daß der Deckel 13 des Einfüllstutzens kein Druckausgleichsventil enthält. Stattdessen enthält die Anlage 20 ein Druckausgleichsventil 21, welches mit einem Ein- oder Auslaß über eine Leitung 22 an der Entgasungsleitung 19 angeschlossen ist und einen zweiten Ein- oder Auslaß aufweist, welcher über eine Leitung 23 mit der freien Umgebung in Verbindung steht. Die Leitung 23 mündet vorzugsweise in einer von einer Klappe 24 verschlossenen Kammer, in welcher auch der Einfüllstutzen 12 mündet.

Das Druckausgleichsventil 21 ist so eingerichtet, daß es erst bei einem größeren Über- oder Unterdruck anspricht als das Entgasungsventil 18, so daß es also nicht öffnet, solange die Entgasungsanlage einwandfrei funktioniert, sondern erst dann, wenn die Entgasungsanlage etwa wegen Störungen am Ventil 18 oder an der Leitung 19 nicht mehr arbeitet.

In Fig. 3 ist eine Ausführung 30a eines Über- oder Unterdruck-Entlastungsventils entsprechend dem Ventil 21 dargestellt. Dieses hat ein rohrförmiges Ventilgehäuse mit jeweils einem Durchlaß 32a, 32b in entsprechenden Endwandungen 33a "bzw. 33b, sowie ein beweglich im Gehäuse 3*1 angeordnetes Absperrglied 3^, welches durch eine Jeder 35 in Richtung des Pfeils A belastet ist und dabei den Durchlaß 32a geschlossen hält. Ist der Durchlaß 32a an der Leitung 22 und der Durchlaß 32b an der

Leitung 23 angeschlossen, so wirkt das Ventil 30a als Überdruck-Entlastungsventil, und sind die Durchlässe 32a und 32b umgekehrt an den Leitungen 23 "bzw. 22 angeschlossen, so arbeitet das Ventil als Unterdruck-Entlastungsventil.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Über- oder Unterdruck-Entlastungsventils 30b. Dieses hat ein rohrförmiges Ventilgehäuse 31 mit von Durchlässen 32a, 32b durchsetzten Endwandungen 33a. bzw, 33b und einer seinen Innenraum in zwei Kammern 37a, 37^> unterteilenden !Trennwand 36. Die Trennwand 3S ist von wenigstens einem die Kammern 37a und 37b miteinander verbindenden Durchlaß 38 durchsetzt und trägt ein unter Vorspannung angebrachtes, den Durchlaß bzw. die Durchlässe 38 überdeckendes, elastisches Absperrglied 34-· Übersteigt der Druck in der Kammer 37b den in der Kammer 37a herrschenden um ein vorbestimmtes Maß, so wird das Absperrglied 34- etwas verformt, um die Durchströmung des Durchlasses 38 freizugeben.

In einer in Fig. 5 dargestellten weiteren Ausführungsform enthält ein Über- oder Unterdruck-Entlastungsventil 30c zusätzlich zu den Teilen des in Fig. 4 gezeigten Ventils 30b ein Luftfilter 40. Bei Verformung des Absperrglieds strÖmen Dämpfe oder Gase vom Durchlaß 32b durch das Filter 40 und den Durchlaß 38 hindurch zum Durchlaß 32a, wie in Fig. 5 mit Pfeilen angedeutet.

Ein in Fig. 6 dargestelltes Über- oder Unterdruck-Entlastungsventil 3Od enthält die gleichen Teile wie das in Fig. 5 gezeigte Ventil 30c, wobei jedoch die beiden Durchlässe 32a und 32b gemeinsam in einer Endwandung des Ventilgehäuses 31 gebildet sind. Die Wirkungsweise des Ventils 3Od ist die gleiche wie die des Ventils 30c.

Fig. 7 zeigt eine Ausführung des in der Anordnung nach Fig. 2 dargestellten Druckausgleichsventils 21 als Über— und Unterdruck-Entlastungsventil 50a. Dieses hat ein rohrförmiges Ventilgehäuse 31 mit von jeweils einem Durchlaß 32a, 32"b durchsetzten Endwandursgen 33a bzw. 33h. Das Gehäuse 31 enthält ein der Endwandung 33a gegenüber angeordnetes, zum Verschließen des Durchlasses 32a in abdichtende Anlage daran bringbares Absperrglied 3^a, an dessen der Endwandung 33b zugewandter Seite eine Kappe 5Ί sitzt. Die Kappe 5I ist von wenigstens einem Durchlaß 38 durchsetzt und trägt ein unter Vorspannung angebrachtes, den Durchlaß 38 überdeckendes elastisches Absperrglied 34-b. Eine in das Gehäuse 31 eingesetzte Feder 35 belastet die Kappe 51 mit dem Absperrglied 3¹^a in Richtung auf die Endwandung 33a· Das Absperrglied 3^ ist von wenigstens einer Öffnung 52 durchsetzt.

Bei Verwendung des Ventils 50a,als Druckausgleichsventil kann es mit den Durchlässen 32a, 32b wahlweise an die Leitungen 22 bzw. 23 oder umgekehrt angeschlossen werden. Die Spannung der Feder 35 ist so gewählt, daß das Absperrglied 34-a die Strömung vom Durchlaß 32a zum Durchlaß 32b freigibt, wenn der Druck am Durchlaß 32a den am Durchlaß 32b herrschenden um ein bestimmtes Maß übersteigt. Die Steifigkeit des elastischen Absperrglieds 3^-b ist so gewählt, daß es die Durchströmung des Durchlasses 38 freigibt, wenn der Druck am Durchlaß 32b den am Durchlaß 32a herrschenden um ein bestimmtes Maß übersteigt.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführung des in der Anordnung 20 nach Fig. 2 dargestellten Druckausgleichsventils 21 als Über- und Unterdruck-Entlastungsventil 50b. Dieses hat ein Gehäuse 3I mit von Durchlässen 32a, 32b durch— . setzten Endwandungen 33a bzw. 33b. Das rohrförmige Gehäuse 3I ist von einer etwa in der Mitte eingesetzten Trennwand 36 in zwei Kammern 37a, 37b unterteilt. Eine die Trennwand 36 durchsetzende erste Bohrung 53 mündet

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etwa in der Mitte der dem Durchlaß 32a zugewandten Seite der T- ennwand in die Kammer 37a und an einer radial auswärts versetzten Stelle der anderen Seite der Trennwand in die Kammer 37b. Wenigstens eine zweite die Trennwand 36 durchsetzende Bohrung 54- mündet an einer radial auswärts versetzten Stelle der Trennwand in die Kammer 37a und an einer gegenüber der Iiündung der Bohrung 53 radial einwärts versetzten Stelle an der anderen Seite der- Trennwand 36 in die Karener 37b. Ein in der Kammer 37a beweglich angeordnetes erstes Absperrglied 34-a ist von einer ersten Feder 35a in Anlage an der Trennwand 36 belastet, um die Ausmündung der Bohrung 53 zu verschließen. In der anderen Kammer 37b ist ein zweites Absperrglied 34-b beweglich angeordnet und von einer zweiten Feder 35b in Anlage an der Trennwand 35 belastet, um die betreffende Ausmündung der Bohrung 54 verschlossen zu halten.

Das Ventil 50b hat eine ähnliche Wirkungsweise wie das Ventil 50a und dient dem Ausgleich von Über- oder Unterdruck im Kraftstoffbehälter 11 unabhängig davon, in welcher Richtung es an den Leitungen 22 und 23 angeschlossen ist.

Eine in Fig. 9 dargestellte Kraftstoffbehälteranlage 60 unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Anlage 20 darin, daß die Entgasungsleitung 19 aus zwei Leitungsteilen 19a und 19b gebildet ist. Ein mit seinen Ein- und Auslassen an den Leitungsteilen 19a und 19b angeschlossenes Absperrventil 61 stellt im betätigten. Zustand eine Strömungsverbindung zwischen den Leitungsteilen her. Eine Betätigungseinrichtung 62 für das Absperrventil 61 ist mit der Abdeckklappe 24- für den Einfüllstutzen 12 verbunden. Die Leitung 22 ist hier am Leitungsteil 19b angeschlossen.

Eine in Fig. 10 gezeigte Kraftstoffbehälteranlage 70 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Anlage 20 darin, daß anstelle des Dampf-Flüssigkeitsabscheiders 16 ein Zwischenbehälter 71 vorgesehen ist und daß das Entlüf-

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tungsrohr 15 nicht in den Kraftstoffbehälter 11 hineinragt.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Kraftstoffbehälteranlage 80, welche im wesentlichen der in Ifig. 2 gezeigten Anlage 20 entspricht, ist das eine Ende der Leitung 22 direkt am Kraftstoffbehälter 11 angeschlossen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Druckausgleichsventils 21 einer Kraftstoffbehälteranlage in einer gesondert mit dem Kraftstoffbehälter 11 verbundenen Druckausgleichsanordnung unterliegt es nicht dem direkten Einfluß des flüssigen Kraftstoffs. Daher brauchen die Abmessungen, die Form und die räumliche Anordnung des Deckels 13 für den Einfüllstutzen 12 bei der Konstruktion, der räumlichen Anordnung und dem Werkstoff des Druckausgleichsventils 21 nicht berücksichtigt zu werden, so daß es auf einfache Weise möglich ist, das Ventil 21 und seine Einzelteile zu vereinheitlichen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend angeführten ■ Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auf die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen derselben.

Claims

Patentansprüche:

i1./ Druckausgleichsanordnung für einen Fahrzeug—Kraftstoffbehälter mit einer Entgasungsanlage zum Herabsetzen des Ausstoßes von Kraftstoffdämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß sie unabhängig von einem Kraftstoff-Einfüllstutzen (12) und von der Entgasungsanlage (16 bis 19) mit dem Kraftstoffbehälter (11) .» strömungsverbunden ist, so daß ein Platzenjdes Behälters auch bei Ausfall der Entgasungsanlage durch Begrenzung des Behälter-Innendrucks verhindert ist.
2. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chnet, daß sie eine an einem Ende mit dem Kraftstoffbehälter (11) und am anderen Ende mit der freien Umgebung strömungsverbundene Leitung (22, 23) sowie ein in die Leitung eingesetztes Entlastungsventil (21) zum Begrenzen des Überdrucks oder des Innendrucks im Kraftstoffbehälter aufweist.
3. Druckentlastungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (21, 30a) ein rohrförmiges Ventilgehäuse (3Ό mit zwei Durchlässen (32a, 32b) in entsprechenden Enden (33a, 33b) desselben, ein beweglich im Gehäuse angeordnetes, einem der beiden Durchlässe zugewandtes Absperrglied (34-) und ein im Gehäuse untergebrachtes, das Absperrglied zum Absperren des betreffenden Durchlasses auf diesen zu belastendes, federelastisches Teil (35) aufweist.
4-, Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (21, 30b) ein rohrförmiges Ventilgehäuse (31) mit zwei Durchlässen (32a, 32b) in entsprechenden Enden (33a, 33b) desselben, eine im Gehäuse eingesetzte, deren Innenraum in zwei Kammern (37a, 37b) unterteilende und von wenigstens einem Durchlaß (38) durchsetzte Trennwandung (36) sowie ein unter Vorspannung an der Trennwand ange-

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brachtes elastisches Absperrglied (34-) zum Verschließen des Durchlasses aufweist.
5. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (21, 3Oc) ein in der einen Kammer (37b) eingesetztes lilte (40) zum Filtern von den Durchlaß (33) durchströmenden Dämpfen enthält.
6. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine an einem Ende mit dem Kraftstoffbehälter (11) und am anderen Ende mit der freien Umgebung strömungsverbundene Leitung (22, 23) sowie ein in die Leitung eingesetztes Entlastungsventil (21) zum Begrenzen sowohl von Überdruck als auch von Unterdruck im Kraftstoffbehälter auf v/eist.
7- Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (21, 50a) ein rohrförmiges Gehäuse (31) mit zwei Durchlässen (32a, 32b) an entsprechenden Enden (33a bzw. 33"b) desselben, ein von einem Durchlaß (52) durchsetztes, beweglich im Gehäuse angeordnetes und abdichtend an den einen Durchlaß (32a) desselben anlegbares Absperrglied (34a), eine an dem Absperrglied angebrachte, dem anderen der beiden Durchlässe zugewandte und von wenigstens einer Öffnung (38) durchsetzte Kappe (51), ein unter Vorspannung an der Kappe angebrachtes, dessen Öffnung(en) verschließendes elastisches Absperrglied (34b) und ein im Gehäuse angeordnetes, das Absperrglied in Richtung auf den einen Durchlaß belastendes feaerelastisches Teil (35) aufweist.
8. Druckausgleichsanordnung nach Anspruch 1 oder 6j dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (21, 50b) ein rohrförmiges Gehäuse (31) mit zwei Durchlässen (32a, 32b) in entsprechenden Enden (33a bzw. 33"b) desselben, eine im Gehäuse eingesetzte, deren Innen-

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raum in zwei Kammern (37a·? 37b) unterteilende und von ersten und zweiten Bohrungen (53, 5^) durchsetzte Trennwand (36), wobei die erste Bohrung im Mittelteil der einen Seite der Trennwand in die erste Kammer (37a) und. an einer radial auswärts versetzten Stelle der anderen Seite der Trennwand in die zweite Kammer (37b) mündet und die zweite Bohrung an einer radial auswärts versetzten Stelle der einen Seite der Trennwand in die erste Kammer und an einer radial einwärts gelegenen Stelle der anderen Seite der Trennwand in die zweite Kammer mündet, ein erstes, beweglich in der ersten Kammer angeordnetes und zum Verschließen der Mündung der ersten Bohrung abdichtend an die Trennwand anlegbares Absperrglied (3^-a), ein in der ersten Kammer angeordnetes, das erste Absperrglied in Anlage an der Trennwand belastendes erstes federelastisches Teil (35a), ein beweglich in der zweiten Kammer angeordnetes, zum Verschließen der Mündung der zweiten Bohrung abdichtend an die Trennwand anlegbares zweites Absperrglied (34-b) und ein in der zweiten Kammer angeordnetes, das zweite Absperrglied in An age an der Trennwand belastendes zweites federelastisches Teil (35b) aufweisi

it.

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