DE3817998A1 - Formstabiler fluessigkeitsbehaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen formstabilen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einen Kraftstoffbe­ hälter, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Flüssigkeitsbehältern, die zur Aufnahme von mehr oder weniger leichtflüchtigen Flüssigkeiten bestimmt sind, ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, um das Austreten von Dämpfen in die Atmosphäre während des Befüllens zu verhindern, beispielsweise, indem die beim Befüllen verdrängte, mit Dämpfen versetzte Luft abgesaugt und einem Auffangbehälter zugeführt wird. Bei Kraftstoff­ behältern für Kraftfahrzeuge werden die sich bildenden Kraftstoffdämpfe durch die Entlüftungsöffnung einem Aktivkohlefilter zugeführt, der dadurch regeneriert wird, daß im Betrieb der aufgefangene Kraftstoff mit Luft gemischt dem Ansaugsystem der Fahrzeugbrennkraft­ maschine zugeführt wird, wobei aufwendige Steuerungs­ vorrichtungen vorgesehen werden müssen, um ein Über­ fetten des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraft­ stoff-Luft-Gemisches inbesondere beim Starten und im Leerlauf der Brennkraftmaschine zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Flüssigkeitsbehälter zu schaffen, bei dem das Austreten von Dämpfen in die Atmosphäre mit wesentlich geringerem Aufwand verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist die Flüssigkeit in dem (bei verschlossener Einfüllöffnung) hermetisch abgeschlossenen Innenbehälter enthalten. Dieser Innen­ behälter dehnt sich beim Füllen aus, wobei die zwischen dem Innenbehälter und der Wand des formstabilen Flüssig­ keitsbehälters befindliche Luft durch die Be- und Ent­ lüftungsöffnung entweichen kann. Im gefüllten Zustand füllt der Innenbehälter das Innere des formstabilen Flüssigkeitsbehälters weitgehend aus. Bei Entnahme von Flüssigkeit aus dem Innenbehälter kann Luft durch die Be- und Entlüftungsöffnung in den Raum zwischen dem Innenbehälter und der Wand des formstabilen Flüssig­ keitsbehälters nachströmen, so daß der Innenbehälter durch den in diesem Raum herrschenden Atmosphärendruck zusammengedrückt wird und im Innenbehälter kein Unter­ druck entstehen kann. Der Rauminhalt des Innenbehälters entspricht also stets weitgehend dem in ihm enthaltenen Flüssigkeitsvolumen. Da die zum Befüllen und Entleeren des Flüssigkeitsbehälters erforderliche Ent- und Be­ lüftung nicht, wie üblich, dem die Flüssigkeit auf­ nehmenden Raum zugeordnet ist, können keine Dämpfe aus der Be- und Entlüftungsöffnung austreten. Da sich der Innenbehälter aufgrund seiner elastischen Ausbildung dem in ihm enthaltenen Flüssigkeitsvolumen anpaßt, also im entleerten Zustand fast vollkommen zusammen­ gefallen ist, sind auch keine Flüssigkeitsdämpfe vor­ handen, die beim Befüllen aus der Einfüllöffnung aus­ treten könnten. Da es jedoch aus konstruktiven Gründen kaum möglich ist, den Innenbehälter so zu gestalten, daß sein Volumen im leeren Zustand gleich Null ist, ist es zweckmäßig, die Einfüllöffnung in an sich bekannter Weise mit einem Verschluß zu versehen, der durch das Füllrohr geöffnet wird. Auch kann in der Einfüllöffnung eine ebenfalls an sich bekannte Dichtung vorgesehen werden, welche das Füllrohr dichtend umschließt.

Aufgrund seiner elastischen Ausbildung kann sich der Innenbehälter bei einer durch Erwärmung verursachten Volumenvergrößerung der in ihm enthaltenen Flüssigkeit ausdehnen, wenn er nicht so voll gefüllt ist, so daß er den formstabilen Flüssigkeitsbehälter vollständig aus­ füllt. Um auch in diesem Fall, also bei voll gefülltem Innenbehälter, ein Ausdehnen desselben bei einer Ver­ größerung des Flüssigkeitsvolumens durch Erwärmung zu ermöglichen, kann der Flüssigkeitsbehälter einen bei vollem Innenbehälter durch diesen abgeschlossenen Raum aufweisen, der mit der Atmosphäre durch eine Be- und Entlüftungsöffnung in Verbindung steht, die von einem Ventil beherrscht wird, das beim Befüllen des Innenbe­ hälters geschlossen und nach Abschluß des Befüllvorganges geöffnet wird. Beim Befüllen kann die in diesem Raum enthaltene Luft nicht entweichen, da das Ventil ge­ schlossen ist. Nach dem Befüllen ist das Ventil geöffnet und der Innenbehälter kann sich um das Volumen dieses Raumes ausdehnen, wenn sich das Flüssigkeitsvolumen durch Erwärmung vergrößert. Das genannte Ventil ist vorzugsweise ein elektromagnetisches Ventil, das normaler­ weise, z.B. durch eine Feder, geöffnet ist und in dessen Stromkreis ein Schalter vorgesehen ist, der durch Ein­ führen des Füllrohres in die Einfüllöffnung oder auch durch Öffnen des Tankdeckels geschlossen wird, wodurch der Elektromagnet erregt und das Ventil geschlossen wird.

Der Innenbehälter kann aus dehnbarem Material bestehen oder dehnbare, beispielsweise ziehharmonika-artig aus­ gebildete Wände aufweisen. Um dem Innenbehälter eine gewisse Formstabilität zu verleihen, kann er mit einer starren Bodenplatte versehen werden, die als Träger für eine Pumpe und/oder einem Füllstandsmesser dienen kann. Die Bodenplatte, die das Ausdehnen und Zusammenfallen des Innenbehälters nicht behindert, kann am Boden des formstabilen Flüssigkeitsbehälters befestigt, beispiels­ weise angeklebt sein. In entsprechender Weise kann man bei einem Innenbehälter ohne feste Bodenplatte den Innen­ behälter im Flüssigkeitsbehälter derart fixieren, daß seine Lage zwar festgelegt ist, das Ausdehnen beim Be­ füllen und das Zusammenfallen beim Entleeren jedoch nicht behindert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges im Schnitt, wobei der Innenbehälter im leeren Zustand dargestellt ist, und

Fig. 2 den Kraftstoffbehälter von Fig. 1 im gefüllten Zustand.

In den Zeichnungen ist ein formstabiler, beispielsweise aus Metall bestehender Kraftstoffbehälter 1 für ein Kraft­ fahrzeug dargestellt, der eine durch einen Tankdeckel 2 verschließbare Einfüllöffnung 3, einen Durchbruch für eine Abflußleitung 4 und eine Be- und Entlüftungsöffnung 5 aufweist. In dem an die Einfüllöffnung 3 anschließen­ den Einfüllstutzen 3 a ist ein Gummielement 6 mit einem konischen Kanal 6 a angeordnet, in den beim Befüllen das nicht dargestellte Füllrohr einer Zapfsäule dichtend eingeschoben wird. Der Durchbruch 6 a ist außerdem durch eine federnde Klappe 7 verschlossen, die von dem Füll­ rohr aufgestoßen wird.

Im Inneren des Kraftstoffbehälters 1 ist ein Innenbehälter 8 angeordnet, der überwiegend aus einem elastischen Material besteht und im Ausführungsbeispiel ziehharmonika­ artig ausgebildete Wände 9 aufweist, die mit einer starren Bodenplatte 10 verbunden sind. Der Innenraum 11 (Fig. 2) des Innenbehälters B ist in sich vollständig geschlossen und lediglich mit der Einfüllöffnung 3 und mit einer Ab­ fluß- oder Entnahmeleitung 4 verbunden.

In Fig. 1 ist der Innenbehälter 2 im völlig entleerten Zustand dargestellt. Dabei ist der Innenbehälter 8 auf­ grund des Atmosphärendrucks, der in dem Raum 12 zwischen den Wänden des formstabilen Flüssigkeitsbehälters 1 und dem Innenbehälter 8 herrscht, zusammengedrückt. Zum Be­ füllen des Innenbehälters 8 wird der Tankdeckel 2 abge­ nommen und das Füllrohr in das Gummielement 6 eingesteckt, wobei es die Verschlußkappe 7 aufstößt. Der Innenbe­ hälter 8 wird nun mit dem Kraftstoff gefüllt, wobei er sich aufgrund der ziehharmonikaartigen Ausbildung seiner Wände 9 so ausdehnen kann, daß er im gefüllten Zustand den Kraftstoffbehälter 1 mehr oder weniger vollständig ausfüllt. Während des Befüllens wird aus dem Raum 12 Luft verdrängt, die durch die Be- und Entlüftungs­ öffnung 5 in die Atmosphäre austreten kann. Wenn der Innenbehälter 8 so weit gefüllt ist, daß er die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Linie 13 erreicht hat, wird ein von der Wand 9 des Innenbehälters 8 und von einem Wandabschnitt 14 des Behälters 1 begrenzter Raum 15 gebildet, der mit der Atmosphäre durch eine Be­ und Entlüftungsöffnung 16 in Verbindung steht, die durch ein Elektromagnet-Ventil 17 beherrscht wird, das im Normalzustand durch eine Feder 18 in der gezeigten Offenstellung gehalten wird. Beim Füllen des Innenbe­ hälters ist dieses Ventil 17 jedoch geschlossen, was dadurch erreicht wird, daß im Stromkreis des Elektromag­ neten 17 a ein Schalter 19 angeordnet ist, der bei auf­ gesetztem Tankdeckel 2, wie gezeigt, geöffnet, bei abge­ nommenem Tankdeckel 2 jedoch durch eine Feder 20 ge­ schlossen ist, so daß die Spule des Elektromagneten 17 a erregt wird und das Ventil 17 in Pfeilrichtung bewegt, wodurch die Öffnung 16 verschlossen wird. Der abge­ schlossene Raum 15 wird nun nicht entlüftet. Nach Ab­ schluß des Befüllungsvorganges wird der Tankdeckel 2 aufgesetzt, wodurch der Schalter 19 geöffnet wird und die Spule des Elektromagneten 17 a entregt wird. Die Feder 18 kann nun das Ventil 17 wieder in seine Offen­ stellung bringen, wodurch die Luft durch die Öffnung 16 aus dem Raum 15 entweichen kann und Kraftstoff aus dem oberhalb des Raumes 15 liegenden Bereich des Innenbe­ hälters 8 nachdrückt, so daß der in Fig. 2 dargestellte Zustand erreicht wird. Das Füllvolumen des Innenbe­ hälters 8 ist somit stets zumindest um Volumen des Raumes 15 kleiner als das größtmögliche Volumen, so daß die bei Erwärmung auftretende Volumenvergrößerung des Kraftstoffes aufgefangen wird.

Um bei insbesondere nur teilweise gefülltem Innenbe­ hälter 8 Schlingerbewegungen des Kraftstoffes zu redu­ zieren, kann der Innenraum 11 des Innenbehälters 8, wie in Fig. 2 gezeigt, durch elastische, mit Öffnungen 21 versehene Innenwände 22 in mehrere Abteilungen 23 unter­ teilt sein.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­ beispiel beschränkt. So ist es insbesondere möglich, an­ stelle eines Innenbehälters mit ziehharmonikaartig aus­ gebildeten Wänden einen solchen aus dehnbarem Material zu verwenden. Das Material des Innenbehälters muß natur­ gemäß beständig gegen die Flüssigkeit sein.

Die Erfindung ist nicht nur bei Kraftstoffbehältern an­ wendbar, sondern allgemein bei Flüssigkeitsbehältern, bei denen verhindert werden muß, daß beim Befüllen Dämpfe in die Atmosphäre austreten können, wie bei Tanks von Tank­ lastwagen oder Kesselwagen, aber auch stationären Be­ hältern.

Claims (9)

1. Formstabiler Flüssigkeitsbehälter, insbesondere Kraft­ stoffbehälter, mit einer durch einen Tankdeckel (2) verschließbaren Einfüllöffnung (3) und einer Be- und Entlüftungsöffnung (5), gekennzeichnet durch einen zumindest teilweise aus elastischem Material bestehenden Innen­ behälter (8), dessen Innenraum (11) in sich voll­ ständig geschlossen und lediglich mit der Einfüll­ öffnung (3) und mit einer Abflußleitung (4) ver­ bunden ist.

2. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innenbehälter (8) aus einem dehnbaren Material besteht.

3. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innenbehälter (8) zieh­ harmonika-artig ausgebildete Wände (9) aufweist.

4. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (8) eine starre Bodenplatte (10) aufweist.

5. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (11) des Innenbehälters (8) durch elastische, mit Öffnungen (21) versehene Innenwände (22) in mehrere Abteilungen (23) unterteilt ist.

6. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen bei vollem Innenbehälter (8) durch diesen abgeschlossenen Raum (15) aufweist, der mit der Atmosphäre durch eine Be- und Entlüftungsöffnung (16) in Verbindung steht, die von einem Ventil (17) beherrscht ist, das beim Befüllen des Innenbehälters geschlossen und nach Abschluß des Befüllvorganges geöffnet ist.

7. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventil (17) ein elektromag­ netisches, im Öffnungssinn federbelastetes Ventil ist, in dessen Stromkreis ein Schalter (19) ange­ ordnet ist, der durch Einführen des Füllrohres in die Einfüllöffnung (3) oder durch Öffnen des Tank­ deckels (2) geschlossen wird.

8. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüll­ öffnung (3) eine das Füllrohr dicht umschließende Dichtung (5) aufweist.

9. Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüll­ öffnung (3) mit einem Verschluß (7) versehen ist, der durch Einführen des Füllrohres geöffnet wird.