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"Vorrichtung zum Entlüften eines Flüssigkeitsbehälters,
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insbesondere eines Kraftstoffbehälters von Kraftfahrzeugen" Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entlüften eines Flüssigkeitsbehälters, insbesondere
eines Kraftstoffbehälters von Kraftfahrzeugen, mit einem im oberen Bereich des Behälterinnenraumes
angeordneten Ausgleichsgefäß, das über eine Ausgleichsleitung zur Atmosphäre hin
entlüftet ist und das mit einem jeweils im Nachbarbereich einer in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Behälterstirnwand angeordneten, eine spielend gehaltene Kugel aufnehmenden
Käfig in Verbindung steht, der sowohl mit dem Ausgleichgefäß als auch mit dem Behälterinnenraum
über Öffnungen verbunden ist, die in Fahrzeugquerrichtung verlaufen und in einer
in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene angeordnet sind, wobei die Kugel bei Kurvenfahrt
durch Fliehkrafteinwirkung die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Öffnung verschließt.
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Bei Kraftstoffbehältern von Kraftfahrzeugen, die mit einer Vorrichtung
zum Entlüften versehen sind, besteht die Gefahr, daß unter extremen Bedingungen,
wie beispielsweise wechselseitiger Kurvenfahrt oder Überschlag eines Kraftfahrzeugs,
Kraftstoff über das Ausgleichsgefäß und die Ausgleichsleitung ins Freie austreten
kann, was aus brandschutztechnischen Gründen verhindert werden muß.
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Bei einer durch die DE-OS 29 12 214 bekannten Vorrichtung zum Entlüften
eines Kraftstoffbehälters von Kraftfahrzeugen, die insbesondere vorteilhaft bei
wechselseitiger Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist, ist das Ausgleichs-1
gefäß beidseitig über jeweils eine an dessen Seitenwände angeschlossene Entlüftungsleitung,
die nahe an eine benachbarte Stirnwand des Kraftstoffbehälters herangeführt und
unter Richtungsumkehr zur gegenüberliegenden Behälterstrinwand weggeführt ist und
dort in eine zum Behälterinnenraum hin entlüftete Kammer ausmündet, an die ein eine
Kugel fuhrender Käfig angeschlossen ist, mit letzterem verbunden, wobei zwischen
der Kammer und dem Käfig eine in Fahrzeugquerrichtung liegende von der Kugel verschließbare
Öffnung vorgesehen ist und der Käfig an seiner Stirnseite ein mit mehreren-in einer
in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene angeordneten Öffnungen versehenes Stegblech
aufweist, welches lediglich der Sicherung gegen. ein Herausfallen der Kugel dient.
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Diese Kugel verschließt dabei wohl bei Kurvenfahrt eines Fahrzeugs
durch Fliehkrafteinwirkung die eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Öffnung, wodurch
ein Eindringen von Kraftstoff in die Entlüftungsleitungen und das Ausgleichsgefäß
und somit ein Auslaufen desselben über die Ausgleichsleitung
ins
Freie verhindert wird. Jedoch ist ein Kraftstoffübertritt in das Ausgleichsgefäß
bei Dachlagen des Kraftstoffbehälters möglich, da in der in Fahrzeuglängsrichtg
gelegenen Ebene ja mehrere Öffnungen vorhanden sind und außerdem diese Öffnungen
nicht als Sitz für die Kugel ausgebildet sind. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten
Vorrichtung besteht darin, daß diese nur mit relativ hohem fertigungstechnischen
und montagemäßigen Aufwand hergestellt werden kann.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige Vorrichtung
zum Entlüften eines Flüssigkeitsbehälters so auszubilden, daß be i bei herstellungstechnischund
montagemäßig geringem Aufwand ein Auslaufen von Kraftstoff bei allen möglichen Fahrzuständen
und auch bei Dachlage des Kraftfahrzeuges durch die Kugel wirksam verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Käfig in
der in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene nur eine einzige Öffnung aufweist,
die bei Kopflage des Flüssigkeitsbehälters durch die Kugel verschlossen wird.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist die in der in Fahrzeuglängsrichtung
liegenden Ebene angeordnete Öffnung mit dem Ausgleichsgefäß und die in Fahrzeugquerrichtung
verlaufende Öffnung mit dem Behälterinnenraum verbunden.
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Durch diese Art der Ausbildung der Entlüftungsvorrichtung kann die
Kugel, bei geringem baulichem Aufwand der Vorrichtung, sowohl die in Fahrzeugquerrichtung
verlaufende mit dem Behäterinnenraum in Verbindung stehende Käfigöffnung bei Schräglagen
des Behälters durch Fliehkrafteinwirkung, als
auch die in der in
Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene angeordnete, mit dem Ausgleichsgefäß in Verbindung
stehende Öffnung bei Dachlagen des Behälters durch die wirksamwerdende Massekraft
verschließen.
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Darüberhinaus wird, gegenüber der bekannten Vorrichtung, noch zusätzlich
ein Auslaufen von Kraftstoff bei Seitenlagen des Fahrzeuges, beispielsweise als
Unfallfolge, verhindert, indem die Kugel bereits bei Schräglagen des Behälters bis
zur Seitenlage die mit dem Behälterinnenraum verbundene Öffnung verschließt, noch
bevor Kraftstoff über diese in den Käfig und das Ausgleichsgefäß eindringen kann,
wahrend bei der bekannten Vorrichtung über die vorgesehene EntlüStungsoffnung der
Kammer und der ihr zugeordneten Entlüftung leitung bei Behälterseitenlage Kraftstoff
in das Ausgleichsgefäß und somit ins Freie austreten kann.
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Ferner kann für die Gewährleistung der Funktion bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gegenüber der bekannten die Anordnung der Kamms" und der Entlüftungsleitungen
entfallen, wodurch diese einfacher herstellbar ist und einen geringeren montagemäßigen
Aufwand benötigt.
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Der Käfigboden ist dabei vorzugsweise in Richtung der in Fahrzeugquerrichtung
verlaufenden Käfigöffnung geringfügig schräg nach oben verlaufend ausgebildet, so
daß die Kugel bei Geradeaus fahrt des Fahrzeuges nicht ständig hin- und herrollen
und diese Öffnung vorzeitig verschließen kann, wodurch eine Behälterentlüftung dabei
nicht mehr sichergestellt wäre. Durch den Neigungswinkel des Käfigbodens und der
Masse der Kugel kann der Schlveßzeitpunkt der von der
Kugel durch
Fliehkrafteinwirkung zu verschließenden Käfigöffnung auf einfache Weise festgelegt
werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig,
wenn der in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Öffnung des Käfigs eine mit Abstand
von dieser im Behälterinnenraum angeordnete Schwallwand vorgelagert ist, wodurch
eine Umleitung des sich bei Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs im Behälter bildenden
Kraftstoffschwalles erfolgt und der Kraftstoff dabei nicht sofort über diese Öffnung
in den Käfig gelangen kann, so daß von vornherein das Eindringen größerer Kraftstoffmengen
in das Ausgleichsgefäß verhindert wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei einstückig ausgebildet
sein und beispielsweise im Spritzverfahren hergestellt werden, wobei lediglich der
Käfig für die Aufnahme der Kugel zweiteilig ausgebildet sein muß, was einen relativ
geringen fertigungstechnischen Aufwand erfordert.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ausschnittsweise
dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 den oberen, geschnitten wiedergegebenen Bereich
eines schematisch dargestellten Kraftstoffbehälters mit einem Ausgleichsgefäß und
endseitig teilweise an diesem angeformten Käfigen und einstückig mit diesen verbundener
Schwallwand'
Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt
mit einem jeweils endseitig an das Ausgleichsgefäß angesetzten zweiteiligen Käfig
und diesem vorgelagerter Schwallwand.
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Figur 1 zeigt den oberen Bereich eines in Einbaulage quer zur Fahrzeuglängsrichtung
liegenden strichpunktiertgezeichneten Kraftstoffbehälters 1 mit einem Einfüllstutzen
2, in dessen Behälterinnenraum 3 ein laggestrecktes Ausgleichsgefäß 4 befestigt
ist, das sich dicht unter einem oberen Wandungsteil 5 des Kraftstoffbehälters 1
erstreckt und mit seinen Stirnwänden 6 und 7 nahezu bis an benachbarte Behälterstirnwände
8 und 9 heranreicht. Im Bereich seiner Stirnwände 6 und 7 ist das Ausgleichsgefäß
4 beidseitig unterhalb seines Gefäßbodens 10 mit einem daran angrenzenden, etwa
quaderförmig ausgebildeten Käfig 11 und 12 verbunden. Dabei ist in jeweils einer
im Nachbarbereich der Behälterstirnwand 8 und 9 liegenden Käfigseitenwand 13 und
14 eine etwa mittig darin angeordnete, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende
Öffnung 15 und 16 vorgesehen, über die der Käfiginnenraum 17 und 18 mit dem Behälterinnenraum
3 in Verbindung steht.
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Desweiteren weist der Käfig 11 und 12 in seiner an-das Ausgleichgefäß
4 angrenzenden Oberwand die gleichzeitig einen Bestandteil des Gefäßbodens 10 bildet,
eine weitere, in einer in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene angeordnete Öffnung
19 und 20 auf, über die der Käfiginnenraum 17 und t8 mit dem Ausgleichsgefäß 4 verbunden
ist. Im Innenraum 17 und 18 des Käfigs 11 und 12 ist jeweils eine, bei Ruhelage
des Kraftstoffbehälters 1 bzw. Geradeausfahrt eines Fahrzeugs mit Abstand von den
jeweiligen beiden Käfigöffnungen 15 bzw.
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16 und 19 bzw. 20 liegende, spielend gehaltene Kugel 21 und 22 vorgesehen,
wobei der Käfigboden 23 und 24 in Richtung der
in Fahrzeugquerrichtung
verlaufenden Öffnungen 15 und 16 geringfügig schräg nach oben verläuft. Die Käfigseitenwand
13 und 14 und der Käfigboden 23 und 24 sind dabei einstückig mit dem Ausgleichsgefäß
4 verbunden und an diesem angeformt, während die der Käfigseitenwand 13 und 14 gegenüberliegende,
zur Mitte des Kraftstoffbehälters 1 hin gerichtete Seitenwand 25 und 26 des Käfigs
11 und 12 nach Aufnahme der Kugel 21 und 22 mit dem Käfigboden 23 und 24 und dem
Ausgleichsgefäß 4,beispielsweise mittels Schweißen, verbunden wird.
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Die Kugel 21 und 22 liegt bei Ruhelage bzw. Geradeausfahrt des Fahrzeugs
in einer tiefliegenden Ausnehmung 27 und 28 in der zur Behältermitte hin gerichteten
Seitenwand 25 und 26 des Käfigs 11 und 12.
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Ferner ist von jeder in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Käfigöffnung
15 und 16 eine mit Abstand von diesen angeordnete Schwallwand 29 und 30 vorgesehen,
die gemäß Figur 1 einstückig mit einem Teil des Käfigs 11 und 12 ausgebildet ist
und aus einem mit der Öffnung 15 bzw. 16 verbundenen, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden
Rohrstück besteht, während nach Figur 2 die Schwallwand 29 bzw. 30 mit Abstand vom
Käfig 11 bzw. 12 diesem vorgelagert ist. Ebenso kann diese Schwallwand 29 und 30
auch über Halterungen an den Behälterstirnwänden 8 und 9 befestigt sein.
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Desweiteren weist das Ausgleichgefäß 4 eine mittig angeordnete Ausgleichsleitung
31 auf, die durch das obere Wandungsteil 5 des Kraftstoffbehälters 1 hindurch mit
der Atmosphäre verbunden ist. Diese Leitung kann dabei zusätzlich mit einem im Bereich
ihrer Einmündung in das Ausgleichgefäß 4 angeordneten Ventil 32 versehen sein, wodurch
ein nur langsames Entweichen von Luft und Gasen aus dem Behälter 1 bewirkt wird.
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Bei 33 ist der Eraftstoffspiegel im Ruhestand des Eraftfahrzeuges
bzw. bei Geradeausfahrt, bei 34 in einer Schräglage und bei 35 in einer Seitenlage
dargestellt.
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Wird zum Beispiel eine Linkskurve durchfahren, so nimmt der Kraftstoffspiegel
die Schräglage 34 ein. Gleichzeitig verschließt dabei die Kugel 22 durch Fliehkrafteinwirkung
die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Öffnung 16 des Käfigs 12 - wie gestrichelt
angedeutet -noch bevor Kraftstoff über diese in den Käfig 12 bzw. das Ausgleichsgefäß
4 eindringen kann. Dies wird durch die geneigte Ausbildung des Käfigbodens 24 noch
begünstigt, wodurch der Schließzeitpunkt so festgelegt werden kann, daß die Kugel
22 bereits bei Virksamwerden geringer Fliehkräfte diese Öffnung 16 verschließt.
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Die gegenüberliegende, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Käfigöffnung
15 bleibt dabei unverschlossen und die Kugel 21 in ihrer Ruhelage, so daß eine F,ntlüftung
des Behälters 1 über die Öffnungen 15 und 19 erfolgen kann.
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Bei anschließendem Durchfahren einer Rechtskurve verschließt die Kugel
21 die Öffnung 15, wobei sie die gestrichelt gezeichnete Lage einnimmt, während
die Kugel 22 die bei Linkskurven verschlossene Öffnung 16 wieder freigibt.
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Einesgeringe, bei Schräglagen des Kraftstoffbehälters 1 über die jeweilige
kraftstoffseitige Käfigöffnung 15 bzw. 16-in den Käfig 11 bzw. 12 möglicherweise
eingedrungene Kraftstoffleckmenge läuft bei wechselseitiger Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs
über die freigegebenen Öffnungen 15 bzw. 16 wieder in den Behälterinnenraum 3 zurück,
wobei diese Kraftstoffmenge jedoch durch die Zuordnung der Schwallwände 29 und 30
zu den Öffnungen 15 und 16, durch welche eine direkte
Beaufschlagung
dieser Öffnungen 15 und 16 mit Kraftstoff verhindert wird, äußerst gering gehalten
ist.
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Befindet sich der Kraftstoffbehälter 1 in einer Dachlage, verschließen
beide Kugeln 21 und 22 aufgrund ihrer wirksamwerdenden Massekraft die in der in
Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ebene angeordneten Öffnungen 19 und 20, wie dies
in strichpunktierten Linien dargestellt ist, so daß nur Kraftstoff über die in Fahrzeugquerrichtung
liegenden Öffnungen 15 und 16 in den Innenraum 17 und 18 der Käfige 11 und 12 eindringen
kann, der bei einer sich etwa anschließenden Ausgangslage des Kraftstoffbehälters
1, wie vorstehend beschrieben, über diese Öffnungen 15 und 16 wieder in den Behälterinnenraum
3 zurückfließen kann.
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