DE2410321C2 - Mehrzweckventil für eine Be- und Entlüfungsleitung eines Kraftstoffbehälters in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs von der DE-OS 20 57 360 aus.

Bei dem bekannten Mehrzweckventil ist die zylindrisch gestaltete Kammer an beiden Enden jeweils durch eine Membran verschlossen. Beide Membranen wirken unter dem Einfluß vorgespannter Federn jeweils über ihren mittleren Bereich mit jeweils einem in der Kammer angeordneten, ringförmigen Ventilsitz dichtend zusammen. Fine Membrane dient als Entlüftungsventil und steuert das Abströmen von Luft und Kraftstoffdämpfen ab einem vorbestimmtem Druck zu einem der Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffdampf-Auffangbehälter. Die andere Membrane ist als Sicherheitsventil vorgesehen, durch das bei hohem Druck im Tank oder verstopfter Leitung nach dem Entlüftungsventil der Überdruck durch Abblasen in die freie Umgebungsluft abgebaut ist Schließlich ist in der Kammer ein einknöpfbares Pilzventil zur Belüftung des Kraftstoffbehälters angeordnet.

Mit dem beschriebenen Mehrzweckventil kann durch den vorbestimmten Entlüftungsdruck beim Nachfüllen des Kraftstoffbehälters bis zum maximalen Kraftstoffstand eine Luftblase zur Bildung eines Expansionsraumes erzeugt und somit eine Füllbegrenzung erreicht sein.

Der wesentliche Nachteil dieses Mehrzweckventils ist in der Anordnung und Ausbildung von Entlüftungs- und Sicherheitsventil zu sehen. Wird nämlich bei einem Fahrzeugunfall ein insbesonders erheblich gefüllter Kraftstofftank deformiert, öffnet der mit hohem Druck aus dem deformierten Kraftstoffbehälter verdrängte Kraftstoff sowohl das Entlüftungsventil als auch das Sicherheitsventil.

Über das geöffnete Entlüftungsventil wird der der Brennkraftmaschine zugeordnete Kraftstoffdampf-Auffangbehälter und dadurch möglicherweise auch die heiße Brennkraftmaschine mit Kraftstoff überschwemmt. Über das aufgedrückte Sicherheitsventil gelangt Kraftstoff direkt ins Freie bzw. in Fahrzeugräume. In beiden Fällen ist demnach eine erhebliche Brandgefahr gegeben, so daß mit diesem Mehrzweckventil die strengen gesetzlichen Anforderungen für Kraftstoffanlagen nicht erfüllt sind. Ferner dürfte mit diesem Mehrzweckventil im »Rollover-Test« — wobei das Kraftfahrzeug jeweils um 90° um seine Längsachse gedreht wird — nicht die geforderte Dichtheit zu erreichen sein, wenn eine erhebliche Kraftstoffsäule aus dem Tank auf die Membranen einwirkt.

Aus der DE-PS 10 16 643 ist eine Sicherheitseinrichtung für Tankwagen-Belüftungsöffnungen bekannt mit einem Tellerventil, das bei Normallage des Tankwagens gegen den Widerstand einer Schraubenfeder durch eine schwere Kugel zum Be- und Entlüften offen gehalten ist. Schließlich ist aus DE-PS 11 58 903 ein Sicherheitsab-Schluß für die Entlüftungsleitung von Tankfahrzeugen bekannt mit einem bei Normallage des Tankwagens durch ein Pendel zur Be- und Entlüftung gegen Federkraft offen gehaltenes Tellerventil. Das Tellerven-

til ist gleichachsig mit einem tellerartigen, federbelasteten Oberdruckventil kombiniert Mit diesem ist ein Gehäusedurchgang gesteuert während das Tellerventil im Oberdruckventil angeordnete Durchgänge steuert Das bedeutet daß bei anormaler Lage des Tankwagens das Be-/Entlüftungsventil die Durchgänge im Oberdruckventil zwar verschließt jedoch das Oberdruckventil bei unter hohem Druck stehendem Kraftstoff den Gehäusedurchgang frei gibt zum Abfluß des Kraftstoffes ins Freie, ίο

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrzweckventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so weiter zu bilden, daß bei anormalen Lagen des Kraftfahrzeuges die Be-/Entlüftungsleitung einwandfrei und zuverlässig kraftstoffdicht verschlossen ist daß ein aus einem deformierten Kraftstoffbehälter in das Mehrzweckventil verdrängter Kraftstoff von diesem sicher zurückgehalten ist wobei aber die Füllbegrenzung nach wie vor über das Entlüftungsventil bewirkt werden soll.

Die Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des neuen Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Entlüftungsventil und Sicherheitsventil in der mittleren von insgesamt drei Kammern hat den Vorteil, daß in die Be-/Entlüftungsleitung aus einem deformierten Kraftstofftank verdrängter Kraftstoff das stromaufliegende Entlüftungsventil über die der Entlüftung entsprechende Stellung hinaus anhebt und somit über die Verbindung durch das elastische Mittel das stromab angeordnete, von der Kugel belastete Sicherheitsventil gegen die Gewichtskraft der Kugel verschließt Damit ist mit Sicherheit vermieden, daß in das Mehrzweckventil verdrängter Kraftstoff zu dem Mehrzweckventil nachgeschalteten Einrichtungen der Kraftstoffanlage vordringen kann. Die erfindungsgemäße An- und Zuordnung der vorgenannten Ventile ermöglicht ferner ein im Aufbau einfaches und in der Herstellung preisgünstiges Mehrzweckventil.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Mehrzweckventils sind in den Ansprüchen 2 mit 6 angegeben. Mit den Merkmalen der vorgenannten Unteransprüche ist in vorteilhafter Weise eine wirtschaftliche Herstellung des Gehäuses durch eine vereinfachte Teilefertigung erzielt. Ferner sind durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Mehrzweckventils Fehler beim Zusammenbau des Mehrzweckventils weitgehend ausgeschlossen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Zeichnung zeigt ein in Einbaulage dargestelltes, mit festen Teilen des nicht aufgezeigten Aufbaues eines Kraftfahrzeuges verbundenes Mehrzweckventil 1. Das Mehrzweckventil 1 umfaßt ein zylindrisch gestaltetes, in Einbaulage vertikal ausgerichtetes Gehäuse 2 mit Anschlüssen 3, 3' für die Be-/Entlüftungsleitung des Kraftstoffbehälters einer ebenfalls nicht dargestellten Kraftstoffanlage. Das Gehäuse 2 ist aus einem rohrförmigen Mittelstück 4 und zwei topfartig gestalteten Endstücken 5, 6 mit den Anschlüssen 3 und 3' zusammengefügt. Die Endstücke 5 und 6 sind zur w 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, 10, 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 Absätze 12 in den Endstücken S, 6 gas- und flüssigkeitsdicht angeordnet In jeder im folgenden als Kammertrennwand bezeichneten Scheibe 8 ist mittig eine zylindrische Durchbrechung 13 zur Aufnahme des Führungsschaftes 14 eines Tellerventils 15,16 angeordnet

Das Tellerventil 15 dient als Entlüftungsventil, während das Tellerventil 16 als Sicherheitsventil wirkt Sowohl das Entlüftungsventil 15 als auch das Sicherheitsventil 16 weist auf seiner schaftseitigen Stirnfläche eine aus gummielastischem Material gefertigte Scheibe 17 als Dichtelement zur Abdeckung eines Ringkanals 18 in der Kammertrennwand 8 auf. Jeder Ringkanal 18 steht über am Umfang der Durchbrechung 13 angeordnete, über die Länge der Durchbrechung 13 in axialer Richtung verlaufende Verbindungskanäle 19 mit der jeweiligen benachbarten Kammer 9 bzw. 11 in Verbindung. In der mittleren Kammer 10 sind das Entlüftungsventil 15 und das Sicherheitsventil 16 gleichachsig und mit ihren freien Stirnflächen einander zugewandt angeordnet Beide Ventile 15 und 16 stehen miteinander über eine vorgespannte Schraubendruckfeder 20 in Verbindung.

In Einbaulage des Mehrzweckventils 1 ist über der Kammer 10 die Kammer 11 angeordnet, die eine freibewegliche Kugel 21 enthält. Die in ihrem Durchmesser gegenüber dem der zylindrischen Kammer 11 etwas kleiner gestaltete Kugel 21 liegt in Normallage des Kraftfahrzeuges am freien Ende des Führungsschaftes 14 des Sicherheitsventils 16 auf. Die Kugel 21 ist von solchem Gewicht, daß sie das in Einbaulage des Mehrzweckventils 1 über dem Entlüftungsventil 15 angeordnete Sicherheitsventil 16 in Normallage des Kraftfahrzeuges entgegen der Wirkung der vorgespannten Druckfeder 20 in Offenstellung hält.

In der der Kammer 10 vorgeschalteten, dem Kraftstoffbehälter am nächsten liegenden Kammer 9 ist ein Ventil 22 angeordnet

Das auf Unterdruck im Kraftstoffbehälter ansprechende Belüftungsventil 22 verschließt die im Boden 23 des Gehäuses 2 angeordneten, den Inneniaum des geschlossenen Kraftstoffbehälters über die Kammer 9, den Anschluß 3 und den ersten Abschnitt der Be-/Entlüftungsleitung mit der freien Umgebung verbindende Durchbrechungen 24. Das Belüftungsventil 22 ist ein aus gummielastischem Material gefertigtes Pilzventil, welches in einer weiteren Durchbrechung im Boden 23 einknöpfbar ausgebildet ist.

Abschließend sei noch auf die Funktion des Mehrzweckventils 1 eingegangen.

Beim Nachfüllen eines Kraftstoffbehälters, wobei beim Nachfüllen bis zum maximalen Kraftstoffstand im Kraftstoffbehälter eine Luftblase zur Bildung eines Expansionsraumes belassen wird und das Mehrzweckventil 1 über den ersten Abschnitt der Be-/Entlüftungsleitung mit der Luftblase in Verbindung steht, bleibt der Durchgang über die Kanäle 19 und den Ringkanal 18 von der Kammer 9 zur Kammer 10 durch das Entlüftungsventil 15 verschlossen. Durch entsprechende Bemessung der Schraubendruckfeder 20 ist somit eine exakte Füllbegrenzung erzielt

Kommt es im Kraftstoffbehälter in Folge Erwärmung zu einer Kraftstoffdampfbildung mit Überschreitung eines vorbestimmten Druckes im Kraftstoffbehälter, hebt das Entlüftungsventil 15 ab. Das von der Kammer 9 Ir. die Kammer 10 übertretende Gas- und Dampfgemisch strömt an dem in Offenstellung gehaltenen Sicherheitsventil 16 vorbei in die Kammer 11 und von hier über den Anschluß 3' in den zweiten, beispielsweise

zu einem Aktivkohlefilter führenden Abschnitt der Be-ZEntlüftungsleitung.

Wird dagegen durch niedrige Außentemperatur oder durch Kraftstoffverbrauch ein vorbestimmter Druck im Kraftstoffbehälter unterschritten, hebt das Belüftungsventil 22 ab und läßt Luft aus der freien Umgebung in den Kraftstoffbehälter einströmen.

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 schwere Kugel 21 durch freies oder durch die Druckfeder 20 bewirktes Wegrollen das Sicherheitsventil 16 frei, welches unter der Wirkung der Druckfeder 20 den Durchgang über den Ringkanal 18 und die Verbindungskanäle 19 von der Kammer 10 zur Kammer 11 kraftstoffdicht verschließt. Bei aus einem deformierten Kraftstoffbehälter in die

^r> Be-/Entlüftungsleitung verdrängtem Kraftstoff hebt dieser das Entlüftungsventil 15 über die der Entlüftung entsprechende Stellung hinaus an, so daß über die zwischengeschaltete Schraubenfeder 20 das von der Kugel 21 belastete Sicherheitsventil 16 den Durchgang

κι von der Kammer 10 zur Kammer 11 verschließt. Damit ist ein Mehrzweckventil 1 geschaffen, welches den gesetzlichen Forderungen voll genügt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mehrzweckventil für eine Be- und Entlüftungsleitung eines Kraftstoffbehälters in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, bestehend aus einem Entlüftungsventil, einem Belüftungsventil und einem Sicherheitsventil in einem starr am Kraftfahrzeug angeordneten Gehäuse, in das Anschlüsse für die Be- und Entlüftungsleitung münden und welches eine Kammer mit auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Ventilsitzen für das Entlüftungsventil und das Sicherheitsventil aufweist, dadurch gekennzeichnet,

— daß das Gehäuse (2) drei übereinander angeordnete Kammern (9, 10, 11) aufweist, die beim Entlüften von der unteren Kammer (9) aus nacheinander durchströmt sind,

— daß die auf einer gemeinsamen Achse liegenden Ventilsitze sich in der mittleren Kammer (10) befinden, wobei der Ventilsitz des Entlüftungsventils (15) stromauf des Ventilsitzes des Sicherheitsventils (16) angeordnet ist und beide Ventile über ein mit Vorspannung zwischengeschaltetes elastisches Mittel (20) gegensinnig bewegbar angeordnet sind,

— daß in der oberen Kammer (11) mit dem Abströmanschluß (3') ein Gewicht (21) frei beweglich angeordnet ist, das bei Normallage des Kraftfahrzeuges auf dem Sicherheitsventil (16) aufliegt, und

— daß das nach Art eines Rückschlagventils ausgebildete Belüftungsventil (22) in der unteren Kammer (9), in die der Zustromanschluß mündet, angeordnet ist.

2. Mehrzweckventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein aus einem rohrförmigen Mittelstück (4) und zwei topfartig gestalteten Endstücken (5, 6) zusammenfügbares Gehäuse (2), dessen Innenraum mittels in den zur Aufnahme des Mittelstückes ausgebildeten Ausdreiiungen in den Endstücken anordbare Scheiben (8,) in die Kammern (9,10, U) aufgeteilt ist.

3. Mehrzweckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß jede Scheibe (8) eine mittig angeordnete Durchbrechung (13) zur Aufnahme des Führungsschaftes (14) eines ais Tellerventil ausgebildeten Entlüftungsventils (15) bzw. Sicherheitsventils (16) aufweist,

— daß die Durchbrechung am Umfang verteilt angeordnete, axial verlaufende Kanäle (19) aufweist, die in einem dem Ventilsitz benachbarten Ringkanal (18) münden.

4. Mehrzweckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tellerventil (15, 16) auf seiner schaftseitigen Stirnfläche eine aus gummielastischem Material gefertigte Scheibe (17) als Dichtelement aufweist.

5. Mehrzweckventil nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichachsig angeordneten Tellerventile (15, 16) in der mittleren Kammer (10) mit ihren freien Stirnflächen einander zugewandt eingebaut sind, wobei zwischen dem Entlüftungsventil (15) und dem Sicherheitsventil (16) eine Schraubendruckfeder (20) angeordnet ist.

6. Mehrzweckventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einschließlich der als Kammertrennwände dienenden Scheiben (8) sowie die Tcllerventile (15,16) und die Kugel (21) aus Kunststoff gefertigt und sowohl die Scheiben als auch die Tellerventile jeweils untereinander austauschbar ausgebildet sind.