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Von der Lage des Kraftfahrzeuges abhängig gesteuertes Ventil in 3e-/Entlüftungsleitungen
von Kraftstoffbehältern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kraftstoffdichten
Verschließen einer Be-/Entlüftungsleitung von Kraftstoffbehältern in Kraftfahrzeugen,
insbesondere Personenkraftwagen, welche mit festen Teilen des Kraft fahrzeuges verbunden
ist und bei anormaler Lage des Kraftfahrzeuges die jeweilige Leitung selbsttätig
verschließt.
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Eine derartige-Vorrichtung- ist aus der US-PS 2 857 904 bekannt. Als
Vorrichtung wird hierbei ein Kugelventil vorgeschlagen, wobei eine in einer Kammer
frei beweglich angeordnete Kugel beim Umstürzen des Kraftfahrzeuges auf einen im
Mündungsbereich einer Be-/Entlüftungsleitung liegenden, kegelförmigen Dichtsitz
fällt.
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Der wesentliche nachteil der bekannten Vorrichtung zeugt darin, daß
das Kugelventil nur bei einem im weseitlichen auf dem Dach liegenden Kraftfahrzeug
die Be-/Entlüftungsleitung verschließt, nicht dagegen bei einer Se + nlage, d.h.
bei einer um 900 von derNormallage abweichenden Lage des Kraftfahrzeuges in Folge
der hierbei auftretenden indifferenten Stellung des Kugelventils. Eine derartige
Vorrichtung ist aber für Kraftfahrzeuge ungoelgret, für welche in Zukunft hinsichtlich
der
Dichtheit ihrer Kraftstoffanlagen bei einem Unfall verschärfte gesetzliche Bestimmungen
gelten. Die Erfüllung der Bestimmungen muß in einem Test nachgewiesen werden, wonach
sowohl nach einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeuges als auch nach dem sich daran
anschließenden "Rollover-Test" - wobei das Fahrzeug jeweils um 90 um seine Längsachse
gedreht wird -nur eine verschwindend kleine Menge Kraftstoff innerhalb einer bestimmten
Zeit aus der g e s a m t e n Kraftstoffanlage austreten darf, um eine Gefährdung
der Kraftfahrzeuginsassen durch Brand zu unterbinden.
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Da also im Test der Verlust an Kraftstoff aus der gesamten Kraftstoffanlage
ermittelt wird, ergibt sich die Forderung nach einer die Be-/Entluftungsleitung
in den vorbeschriebenen, anormalen Lagen des Kraftfahrzeuges einwandfrei und zuverlässig
kraftstoffdicht verschliessenden Vorrichtung.
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Diese Forderung wird mit der Erfindung dadurch erfüllt, daß die Vorrichtung
ein unter der Wirkung einer Schließeinrichtung stehendes Ventil sowie ein von der
Lage des Kraftfahrzeuges abhängig auf das Ventil einwirkendes Gewicht umfaßt, über
welches das Ventil bei Normallage des Kraftfahrzeuges in Offenstellung gehalten
ist.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei entsprechender Abstimmung
zwischen Gewicht und Wirkung der Schließeinrichtung das Ventil die Be-/Entlüftungsleitung
in anormaler Lage des Kraftfahrzeuges sicher und zuverlässig kraftstoffdicht verschließt.
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Eine im Aufbau einfache und in der Funktion zuverlässige Vorrichtung
wird in vorteilhafter Weise nach einem
Merkmal der Erfindung dadurch
errei.cht, daß die Vorrichtung zwei im Be-/Entlüftungsweg hintereinander geschaltete
Kammern aufweist und das einer in der Trennwand der Kammern angeordneten gas führenden
Verbindung zugeordnete Ventil einerseits mit einer Schraubendruckfeder als Schließmittel
und.andererseits mit einer Kugel als Gewicht in Verbindung steht.
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Bei einem Uberschlagvorgang des Kraftfahrzeuges entfernt sich die
Kugel vom Ventil, sodaß das entlastete Ventil unter der Wirkung der Schraubendruckfeder
die Be-/Entlüftungsleitung einwandfrei verschließen kann.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Ventil
ein mit einem Führungsschaft ausgebildetes Tellerventil vorgesehen ist, wobei das
von der kraftstoffbehälterseitigen Kammer her mit seinem Schaft in einer Durchbrechung
der Kammertrennwand gleitbeweglich angeordnete Tellerventil über den Führungsschaft
mit der Kugel in Verbindung steht.
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Um vorteilhaft kleine, durch das Tellerventil abzudichtende Flächen
zu erhalten, wird nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal vorgeschlagen, daß
als gasführende Verbindung am Umfang der Durchbrechung angeordnete, über die Länge
der Durchbrechung in axialer Richtung verlaufende Kanäle vorgesehen sind.
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Auf einfache und billige Weise ist die einwandfreie Funktion des Tellerventils
ferner dadurch erreicht, daß dem Tellerventil auf seiner schaftseitigen Stirnfläche
eine aus gummielastischem Material gefertigte Scheibe als Dichtelement zugeordnet
ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich nun durch Zuschaltung einer
weiteren Kammer sowie durch Einbau eines Entlüfungs- sowie eines Belüftungsventiles
zu einem Mehrzweckventil weiterbilden. Ein für das Mehrzweckventil notwendiges Gehäuse
kann vorteilhaft wirtschaftlich dadurch hergestellt werden, daß das Gehäuse aus
einem rohrförmigen Mittelstück und aus zwei topfartig gestalteten, mit Anschlüssen
für die Be-/Entlüftungsleitung versehenen Endstücken zusammenfügbar ausgebildet
ist und der Innenraum des Gehäuses mittels in den zur Aufnahme des Mittelstückes
ausgebildeten Ausdrehungen in den Endstücken anordbaren Scheiben in Kammern aufgeteilt
ist. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal weist jede Scheibe eire mittig
angeordnete Durchbrechung zur Aufnahme des Fuhrungsschaftes eines Tellerventils
auf, wobei sowohl die Scheiben als auch die Tellerventile jeweils untereinander
austauschbar ausgebildet sind.
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Dies vereinfacht in vorteilhafter Weise die Teilefertigung und schließt
Fehler beim Zusammenbau des Mehrzweckventils aus.
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Schließlich sind die gleichachsig angeordneten Tellerventile in der
mittleren von drei Kammern mit ihren freien Stirnflächen einander zugewandt eingebaut,
wobei das in Einbaulage des Mehrzweckventiles untere, als Entlüftungsventil arbeitende
Tellerventil mit dem oberen, mit der Kugel in Verbindung stehenden Tellerventil
über die Schraubendruckfeder in Verbindung steht.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß in die Be-/EntlUftungsleitung
verdrängter Kraftstoff infolge einer Deformation
des Kraftstoffbehälters
der Kraftstoff das Entlüftungsventil über die der Entlüftung entsprechende Stellung
hinaus anhebt und somit über die Verbindung mittels der Schraubendruckfeder das
von der Kugel belastete Tellerventil geschlossen wird, sodaß über die Be-/Entlüftungsleitung
kein Kraftstoff in die freie Umgebung gelangen kann.
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Weitere Einzelheiten. der Erfindung sind anhand der Beschreibung eines
in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Mehrzweckventiles näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine in Einbaulage dagestellte, mit festen Teilen
des nicht aufgezeigten Aufbaues eines Kraftfahrzeuges verbundene Vorrichtung 1.
Die Vorrichtung 1 umfaßt ein zylindrisch gestaltetes5 in Einbaulage vertikal ausgerichtetes
Gehäuse 2 mit Anschlüssen 3 für die Be-/Entlu£tungsleitung des Kraftstoffbehälters
einer ebenfalls nicht dargestellten Kraftstoffanlage.
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Das Gehäuse 2 ist aus einem rohrförmigen Mittelstück 4 und zwei topfartig
gestalteten Endstücken 5, 6 mit den Anschlüssen 3 zusammengefügt. Die Endstücke
5, 6 sind zur Anordnung auf dem Mittelstück 4 jeweils mit einer auf den Außendurchmesser
des Mittelstückes 4 abgestellten Ausdrehung 7 versehen. Der Innenraum des vorzugsweise
aus Kunststoff gefertigten Gehäuses 2 ist mittels zweier Scheiben 8 in kammern 9,
lo, 11 aufgeteilt. Die ebenfalls aus einem Kunststoff gebildeten Scheiben 8 sind
in den Ausdrehungen 7 zwischen den Stirnflächen des Mittelstückes 4 sowie den Stirnflächen
der Absätz 12 in den Endstücken g, 6 gas- und flüssigkeitsdicht angeordnet. In jeder
im folgenden als Rammertrennwand bezeichneten Scheibe 8 ist mittig eine zylindrische
Durchbrechung
13 zur Aufnahme des Führungsschaftes 14 eines Tellerventiles 15, 16 angeordnet.
Jedem Tellerventil 15, 16 ist auf seiner schaftseitigen Stirnfläche eine aus gummielastischem
Material gefertigte Scheibe 17 als Dichtelement zur Abdeckung eines Ringkanales
18 in der Kammertrennwand 8 zugeordnet. Jeder Ringkanal 18 stei, über am Umfang
der Durchbrechung 13 angeordnete, über die Länge der Durchbrechung 13 in axialer
Richtung verlaufende Kanäle 19 mit der jeweiligen benachbarten Kammer 9 bzw. 11
in Verbindung. Die in der mittleren Kammer 1o gleichachsig angeordneten, mit ihren
freien Stirnflächen einander zugewandt eingebauten Tellerventile 15, 16 stehen miteinander
über eine vorgespannte Schraubendruckfeder 20 in Verbindung.
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-In der der Kammer 1o nachgeschalteten und in Einbaulage über vorgenannter
liegenden Kammer 11 ist eine Kugel 21 frei beweglich angeordnet. Die zur Erzielung
der Freibeweglichkeit in ihrem Durchmesser gegenüber dem der zylindrischen Kammer
11 kleiner gestaltete Kugel 21 liegt in Normallage des Kraftfahrzeuges am freien
Ende des Führungsschaftes 14 des Tellerventiles 16 auf. Die Kugel 21 ist von solchem
Gewicht, daß sie das in Einbaulage des Mehrzweckventiles 1 über dem Entlüftungsventil
15 angeordnete Tellerventil 16 in Normallage des Kraftfahrzeuges entgegen der Wirkung
der vorgespannten Druckfeder 20 in Offenstellung hält.
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In der der Kammer lo vorgeschalteten, dem Kraftstoff behälter am nächsten
liegenden Kammer 9 ist ein Ventil 22 angeordnet. Das auf Unterdruck im Kraftstoffbehälter
ansprechende Belüftungsventil 22 verschließt im Boden 23 des Gehäuses 2 angeordnete,
über die Kammer 9p
den Anschluß 3 und den ersten Abschnitt der Be-/Entlüftungsleitung
den Innenraum des geschlossenen Kraftstoffbehälters mit der freien Umgebung verbindende
Durchbrechungen 24. Das Ventil 22 ist ein aus gummielastischem Material gefertigtes
Pilzventil, welches in einer weiteren Durchbrechung im Boden 23 einknöpfbar ausgebildet
ist.
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Abschließend sei noch auf die Funktion des Mehrzweck ventiles 1 eingegangen.
Beim Nachfüllen eines Kraftstoffbehälters, bei welchem beim Nachfüllen bis zum maximalen
Kraftstoffstand im Kraftstoffbehälter eine Luftblase zur Bildung eines Expansionsraumes
belassen wird und das Mehrzweckventil 1 über den ersten Abschnit-ti:deP Be-/Entlüftungsleitung
mit der Luftblase in Verbindung steht, bleibt der Durchgang (Kanäle-19, Ringkanal
18) - von der Kammer 9 zur Kammer 10 durch das Ventil 15 verschlossen. Durch entsprechende
Bemessung der Schraubendruckfeder 20 ist somit eine exakte Fullbegrenzung erzielt.
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Kommt es im Kraftstoffbehälter infolge Erwärmung zu einer Kraftstoffdampfbildung
mit Uberschreitung eines vorbestimmten Druckes im Kraftstoffbehälter, hebt das Ventil
15 ab. Das von der Kammer 9 in die Kammer lo übertretende Gas- und Dampfgemisch
strömt an dem in Offenstellung gehaltenen Ventil 16 vorbei in die. Kammer 11 und
von hier über den Anschluß 3 in den zweiten, beispielsweise zu einem Aktivkohlefilter
führenden Abschnitt der Be- /Entlüftungsle itung.
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Wird dagegen durch niedrige Außentemperatur oder durch Kraftstoffverbrauch
ein vorbestimmter Druck im Kraftstoffbehälter
unterschritten, hebt
das Pilzventil 22 ab und läßt Luft aus der freien Umgebung in den Kraftstoffbehälter
einströmen.
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Die vorgenannten Fälle beziehen sich auf übliche Betriebsverhältnisse
eines in Normallage befindlichen Kraftfahrzeuges. Bei einem auf einer Seite oder
auf dem Dach liegenden Kraftfahrzeug gibt die Kugel 21 durch freies oder durch die
Druckfeder 2c bewirktes Wegrollen das Ventil 16 frei, welches unter der Wirkung
der Druckfeder 2c den Durchgang (Ringkanal 18, Kanäle 19) von der Kammer 10 zur
Kammer 11 kraftstoffdicht verschließt.
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Bei vom Kraftstoffbehälter in die Be-/Entlüftungsleitung infolge einer
Deformation des vorerwähnten Behälters verdrängtezaKraftstof f hebt dieser das EnEEBazpventil
15 über die der Entlüftung entsprechende Stel-Dns hinaus an, sodaß über die zwischengeschaltete
Schraubendruckfeder 2c das von der Kugel 21 belastete Ventil 16 den Durchgang von
Kammer 10 zur Kammer 11 verschließt.
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Mit der Erfindung ist somit ein Sicherheitsventil geschafen, welches
den gesetzlichen Forderungen voll genügt.
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Im Rahmen der Erfindung kann das Schließmittel auch eine pneumatisch
oder hydraulisch beaufschlagte Membrane sein.
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Schließlich kann als Schließmittel auch ein Dauermagnet vorgesehen
sein.
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Patentansprüche: