DE4121321A1 - Kraftstoffbehaelter fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge be­ kannt, die mit einem nicht betankbaren Ausdehnungsgefäß verbunden sind. Dieses Ausdehnungsgefäß dient dazu, einen Kraftstoffaustritt aus einer in die Umgebung führenden Entlüftungsleitung zu verhindern. In der Entlüftungslei­ tung ist ein Überdruckventil und ein Auslaufschutzventil angeordnet. Das Überdruckventil ist so ausgelegt, daß es erst bei einem bestimmten, im Kraftstoffbehälter vorherr­ schenden Überdruck öffnet. Bei einem geöffneten Über­ druckventil kann der gas- oder dampfförmige Kraftstoff ins Freie oder zu einem Aktivkohlebehälter oder derglei­ chen ausströmen. Um zu vermeiden, daß beim Betankungsvor­ gang der Kraftstoffbehälter über eine maximale Füll­ standshöhe hinaus befüllt werden kann, liegt der Über­ druck zum Öffnen des Überdruckventils über dem beim Be­ tankungsvorgang auftretenden Druck. Dies hat den Nach­ teil, daß im Kraftstoffbehälter ständig ein Überdruck vorherrscht, der dazu führt, daß beim Abnehmen des Tank­ deckels Kraftstoffdämpfe oder dergleichen aus dem Kraft­ stoffbehälter ausströmen.

Durch die räumlichen Gegebenheiten des Kraftfahrzeuges ist es oft nötig, das Ausdehnungsgefäß unterhalb des ma­ ximalen Füllstandes anzuordnen, der sich in einem an den Kraftstoffbehälter angeschlossenen Einfüllrohr bei maxi­ maler Betankung einstellt. Das Ausdehnungsgefäß kann im Kraftstoffbehälter integriert oder als separater Behälter ausgebildet sein. Durch die Anordnung des Ausdehnungsge­ fäßes unterhalb des Füllstandes, der sich im Einfüllrohr bei maximaler Betankung einstellt, ist es schwierig, einerseits eine Befüllung des Ausdehnungsgefäßes während des Tankvorganges zu verhindern und andererseits eine Be­ füllung des Ausdehnungsgefäßes nach der Beendigung des Tankvorganges zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei dem eine Befüllung des Ausdehnungsgefäßes während des Tankvorganges verhin­ dert ist und bei dem andererseits eine Befüllung des Aus­ dehnungsgefäßes nach der Beendigung des Tankvorganges möglich ist, wobei gleichzeitig ein ständiger Überdruck im Kraftstoffbehälter vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art durch die Merk­ male des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch den Einbau eines Differenzdruck-Ventils oberhalb eines Ausgleichsvolumens und eines Entlüftungsventils, das über eine Entlüftungsleitung in die Umgebung oder zu einem Aktivkohlefilter oder dergleichen führt, ist es möglich, den im Kraftstoffbehälter entstehenden gas- und/oder dampfförmigen Kraftstoff so schnell abzubauen, daß kein nennenswerter Überdruck im Kraftstoffbehälter entsteht. Dabei öffnet das Differenzdruck-Ventil bei einem Druck im Kraftstoffbehälter, der über dem Umge­ bungsdruck liegt, beispielsweise bei ca. 30 hPa. Der Aus­ gleichsbehälter ist bei geöffnetem Differenzdruck-Ventil befüllbar. Vermindert sich das Kraftstoffvolumen, entwe­ der durch das Befüllen des Ausgleichsvolumens oder durch einen entsprechenden Verbrauch, so öffnet das Entlüf­ tungsventil wieder, so daß Kraftstoff in die Umgebung strömen kann. Beim Betankungsvorgang ist in der Regel das Entlüftungsventil geöffnet. Durch das geschlossene Diffe­ renzdruck-Ventil kann der Ausgleichsbehälter nicht be­ füllt werden.

Der erfindungsgemäße Kraftstoffbehälter weist eine einfa­ che Bauweise auf, wodurch sich eine geringe Schadensan­ fälligkeit ergibt. Ferner ist die Anzahl der Bauteile auf ein Minimum reduziert, so daß die Störanfälligkeit ent­ sprechend gering ist.

In einer besonderen Ausführungsform ergibt sich eine platzsparende Bauweise durch den Wegfall von Leitungen, indem das Gehäuse des Differenzdruck-Ventils mit dem in den Kraftstoffbehälter reichenden Ende der Entlüftungs­ leitung kombiniert wird, so daß anstelle der Leitungen nur Verbindungsöffnungen nötig sind.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse des Differenzdruck-Ventils direkt an der Behälteroberseite des Ausgleichsvolumens angebracht werden, so daß statt einer Leitung ebenfalls nur eine entsprechende Öffnung im Gehäuse des Differenzdruck-Ventils vorgesehen sein muß.

Ein Eindringen von Schmutz in das Ventilgehäuse durch eine in die Umgebung führende Öffnung wird dadurch ver­ mieden, daß im Ventilgehäuse unterhalb dieser Öffnung ein Labyrinth vorgesehen ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftstoffbehäl­ ters,

Fig. 2 eine Schnittansicht von der Seite eines Diffe­ renzdruck-Ventils und

Fig. 3 eine Schnittansicht von der Seite einer weite­ ren Ausführungsform eines Differenzdruck-Ven­ tils.

Die Fig. 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 für ein Kraftfahrzeug, der mit Kraftstoff 2 bis zur maximalen Füllstandshöhe 3 gefüllt ist. Der verbleibende Raum 4 zwischen dem Kraftstoff 2 und dem Kraftstoffbehälter 1 dient als Ausgleichsvolumen. In einer anderen Ausfüh­ rungsform kann das Ausgleichsvolumen 4 als ein separater Ausgleichsbehälter ausgebildet sein. In den unteren Be­ reich des Kraftstoffbehälters 1 mündet ein Einfüllrohr 5, dessen oberes, offenes Ende 6 durch einen Deckel 7 ver­ schließbar ist. Das obere Ende 6 des Einfüllrohres 5 ist über eine Entlüftungsleitung 9 für den Füllvorgang mit dem Innenraum 10 des Kraftstoffbehälters 1 verbunden. Das in den Kraftstoffbehälter 1 ragende, untere Ende 11 der Entlüftungsleitung 9 reicht bis zur maximalen Füllstands­ höhe 3. Oberhalb des Ausgleichsvolumens 4 ist über eine Leitung 12 ein Differenzdruck-Ventil 13 angeordnet, das über eine Leitung 14 mit der Entlüftungsleitung 9 verbun­ den ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Leitung 14 mit dem Einfüllrohr 5, 6 verbunden. Das obere Ende 15 der Entlüftungsleitung 9 mündet in eine Leitung 16, die zum einen mit dem oberen Ende 6 des Einfüllrohres 5 in Verbindung steht und die zum anderen an ein Ventil 17 an­ geschlossen ist. Das Ventil 17 dient im vorliegenden Fall als Auslaufschutz und zur Entlüftung ins Freie bzw. in die Umgebung 18 über eine Leitung 19. Die Leitung 19 kann auch zu einer Kraftstoff-Luft-Trennvorrichtung, bei­ spielsweise einem Aktivkohlebehälter führen. Durch eine strichlierte Linie ist in der Fig. 1 die maximale Füll­ standshöhe 20 angegeben, die sich bei maximaler Betankung im Einfüllrohr 5 einstellt.

Aus der Fig. 2 ist der prinzipielle Aufbau des Differenz­ druck-Ventils 13 erkennbar. Das Differenzdruck-Ventil 13 weist ein Gehäuse 21 auf, an dem Anschlüsse 22 und 23 für die Leitungen 12 und 14 ausgebildet sind. Im Innenraum 24 des Ventils 13 ist eine Membran 25 über eine dichtende Befestigung 26 so angeordnet, daß die Öffnungen 27 und 28 im Gehäuse 21 für die Anschlüsse 22 und 23 verschlossen sind. Die Membran 25 wird durch das untere Ende 30 einer Druckfeder 29 dichtend auf die Öffnung 27 gedrückt. Fer­ ner wirkt der Umgebungsluftdruck auf die durch die Feder 29 beaufschlagte Fläche 31 der Membran 25. Zu diesem Zweck ist im Gehäuse 21 des Ventils 13 eine Öffnung 32 ausgebildet. Unterhalb der mit der Öffnung 32 versehenen Gehäusewand 33 ist ein Labyrinth 34 angeordnet. Das Laby­ rinth 34 ist mit einer versetzt zur Öffnung 32 angeordne­ ten Öffnung 35 versehen, so daß ein Eindringen von Schmutz in den Innenraum 24 des Gehäuses 21 verhindert ist.

In der Fig. 3 ist eine modifizierte Ausführungsform eines Differenzdruck-Ventils 36 gezeigt. Bei diesem Differenz­ druck-Ventil 36 ist das Ventilgehäuse 37 mit dem in den Kraftstoffbehälter 1 verlängerten Ende 11 der Entlüf­ tungsleitung 9 kombiniert. Ferner ist das Differenzdruck- Ventil 36 direkt an der Oberseite 38 des Kraftstoffbehäl­ ters 1 montiert, so daß die Leitung 12 wegfallen kann. Statt dessen ist an der Unterseite 39 des Ventilgehäuses 37 eine Durchgangsöffnung 40 ausgebildet, die durch eine Membran 41 bei ausgeglichenen Druckverhältnissen ver­ schlossen ist. Auf die in bezug auf die Durchgangsöffnung 40 abgewandte Membranfläche 42 wirkt eine Feder 43, deren unteres Ende 44 sich an der Membranfläche 42 und deren oberes Ende 45 an der oberen Wand 46 des Ventilgehäuses 37 abstützt. Die obere Wand 46 des Ventilgehäuses 37 ist ebenfalls mit einer Durchgangsöffnung 47 versehen. Im Be­ reich der Mantelfläche 48 der Membran 41 ist in einer Trennwand 49 zur Entlüftungsleitung 9 eine Öffnung 50 ausgebildet, durch die bei einem im Kraftstoffbehälter 1 herrschenden Überdruck bei geöffneter Membran 41 Kraft­ stoffdämpfe 2 über die Öffnung 40 in die Entlüftungslei­ tung 9 entweichen können. Zur Befestigung des Ventilge­ häuses 37 sind Flansche 51 am unteren Bereich des Ventil­ gehäuses 37 angeformt. Durch die kombinierte Bauweise können die Leitungen 12 und 14 wegfallen.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der in den Kraftstoff­ behälter 1 eingebauten Differenzdruck-Ventile 13 bzw. 36 beschrieben. Das Differenzdruck-Ventil 13, 36 hat die Aufgabe das Ausgleichsvolumen 4 zu sperren bzw. zu öff­ nen. Auf die im jeweiligen Differenzdruck-Ventil 13, 36 angeordnete Membran 25, 41 wirkt der Umgebungsdruck. Dehnt sich bei einem maximal befüllten Kraftstoffbehälter 1 das Kraftstoff-Volumen beispielsweise durch Erwärmung aus, so wird durch den steigenden Kraftstoff-Spiegel zunächst das Ventil 17 geschlossen. Danach steigt der Druck im Kraftstoffbehälter 1 an und öffnet ab einem ent­ sprechend ausgelegten Wert das Differenzdruck-Ventil 13, 36. Dadurch können die Kraftstoffdämpfe über die Leitun­ gen 12 und 14 bzw. 9 entweichen. Das Ausgleichsvolumen 4 kann nunmehr befüllt werden. Dadurch sinkt der Kraft­ stoff-Spiegel im Bereich des Ventils 17, so daß dieses wieder öffnet. Der Druck im Kraftstoffbehälter baut sich über die Leitung 19 auf Umgebungsdruck ab. Auf diese Weise wird erreicht, daß im normalen Betrieb im Kraftstoffbehälter 1 kein Überdruck herrscht. Der nur kurzzeitig während der Befüllung des Ausgleichsvolumens 4 auftretende Überdruck ist vernachlässigbar, da in diesem Fall der Tankdeckel 7 üblicherweise nicht geöffnet wird.

Claims (11)

1. Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug, mit einer Entlüftungsleitung, die zum einen oberhalb einer ma­ ximalen Füllstandshöhe im Kraftstoffbehälter endet und die zum anderen über ein Auslaufschutzventil in die Umgebung oder zu einer Kraftstoff-Luft-Trennvor­ richtung führt und mit einem Ausgleichsvolumen, das sich unterhalb eines maximalen Füllstandes befindet, der sich in einem, an den Kraftstoffbehälter ange­ schlossenen Einfüllrohr bei maximaler Betankung ein­ stellt, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ausgleichsvolumens 4 ein Differenzdruckventil (13, 36) angeordnet ist, das mit der Umgebung (18) oder mit einer Kraftstoff-Luft-Trennvorrichtung über ein Entlüftungsventil (17) verbindbar ist und daß das Differenzdruck-Ventil (13, 36) bei einem Druck im Kraftstoffbehälter (1) öffnet, der über dem beim Be­ tankungsvorgang maximal auftretenden Druck liegt.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Anstieg des Kraftstoff-Spie­ gels im Kraftstoffbehälter (1) nach dem Betankungs­ vorgang zunächst das Ventil (17) schließt und daß nach einem Druckanstieg durch ein weiteres Ausdeh­ nungsbestreben des Kraftstoffes ein Grenzdruck er­ reicht wird, bei dem das Differenzdruck-Ventil (13, 36) öffnet.

3. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß durch das geöffnete Diffe­ renzdruck-Ventil (13, 36) Kraftstoffgase und/oder Dämpfe entweichen und daß das dadurch freiwerdende Ausgleichsvolumen (4) mit Kraftstoff entsprechend befüllbar ist.

4. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Rückgang des Kraftstoff-Spiegels entweder beim Befüllen des Ausgleichsvolumens oder durch einen entsprechenden Kraftstoffverbrauch das Ventil (17) wieder öffnet, so daß sich der im Kraftstoffbe­ hälter (1) vorherrschende Druck auf den Umgebungs­ druck abbaut.

5. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsvolumen (4) in den Kraftstoffbehälter (1) integriert ist.

6. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsvolumen (4) als ein separater Behälter ausgebildet ist.

7. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruck-Ventil (13, 36) eine durch eine Feder (29, 43) belastete Membran (25, 41) aufweist, wobei auf die durch die Feder (29, 43) beaufschlagte Membranfläche (31, 42) der Umgebungsdruck wirkt und daß eine dazu gegenüber liegende Fläche die in einem Ventilgehäuse (21, 37) angeordneten Anschlüsse (22, 23) bzw. Durchgangsöffnungen (40, 50) bei einem aus­ geglichenen Druck gas- und flüssigkeitsdicht ab­ schließt und daß bei einem im Kraftstoffbehälter (1) wirkenden Überdruck die Membran (25, 41) angehoben wird, so daß die Anschlüsse (22, 23) bzw. Durch­ gangsöffnungen (40, 50) miteinander verbunden sind.

8. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Ventilgehäuse (21, 37) eine in die Umgebung führende Öffnung (32, 47) ausgebildet ist.

9. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Ventilgehäuse (37) des Differenzdruck-Venti­ les (36) die Entlüftungsleitung (9) integriert ist und daß durch die Membran (41) eine Durchgangsöff­ nung (50) absperrbar ist, die in die Entlüftungslei­ tung (9) mündet.

10. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruck-Ventil (13, 36) direkt auf die Oberseite (38) des Kraftstoffbehälters (1) montiert ist und daß an der Unterseite (39) des Ventilgehäu­ ses (37) eine durch die Membran (41) sperrbare Durchgangsöffnung (40) ausgebildet ist.

11. Kraftstoffbehälter nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der in die Umgebung führenden Öffnung (32, 47) ein Labyrinth (34) zum Verhindern des Eindrin­ gens von Schmutz in den Innenraum (24) des Ventilge­ häuses (21, 37) angeordnet ist.