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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Schwimmer betätigte Ventile von der Art,
wie sie zur Steuerung der Entlüftung
von Kraftstoffdampf während
der Befüllung
eines in einem Kraftfahrzeug integrierten Kraftstofftanks verwendet
werden, und insbesondere Systeme von der Art, bei denen der Tankentlüftungsgang
strömungsmäßig mit
einem Dampfrückgewinnungs-
oder -sammelbehälter
verbunden ist. Bei den momentanen in großen Mengen produzierten Kraftfahrzeugen
ist ein mit einer Aktivkohle gefüllter
Behälter
an eine in dem Kraftstofftank vorgesehene Dampfentlüftungsöffnung angeschlossen;
und der Behälter
ist über
ein elektrisch betätigtes
Absaugventil an das Ansaugrohr des Motors angeschlossen. Das elektrisch
betätigte
Ventil ist durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) gesteuert,
die die Strömung
des Kraftstoffdampfes von dem Behälter zu dem Motoransaugrohr
während
eines Motorbetriebs steuert; und das Steuerventil wird geschlossen,
wenn der Motor nicht läuft.
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Bei
dem vorstehend erläuterten
Dampfentlüftungssystem
für einen
Kraftstofftank ist es erforderlich, die Entlüftung des Kraftstoffdampfes
zu dem Behälter
während
der Befüllung
des Kraftstofftanks zu steuern, wenn der Motor nicht läuft, um
zu verhindern, dass flüssiger
Kraftstoffstoff in den Entlüftungsgang
und den Aktivkohlenbehälter
eindringt. Bis jetzt sind Schwimmer betätigte Entlüftungsventile dazu eingesetzt
worden, um die zu dem Behälter
führende Dampfentlüftungsöffnung des
Kraftstofftanks zu ver schließen,
wenn der Kraftstoff einen vorbestimmtes Niveau in dem Tank erreicht.
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Beim
Entwurf und bei der Konstruktion eines durch einen Schwimmer betätigten Ventils,
das bei dem gewünschten
Pegel des flüssigen
Kraftstoffs oder bei der gewünschten
Schwimmerposition schließt,
ist man jedoch auf Probleme gestoßen. Der Schwimmer muss eine
ausreichende Kraft bereitstellen, um den „Bernoulli"-Effekt zu überwinden, wenn das Entlüftungsventil
die Schließposition
erreicht und die Geschwindigkeit des zur Entlüftungsöffnung strömenden Dampfes aufgrund der
verminderten Fläche des
Durchgangs über
dem Entlüftungsventilsitz
wesentlich steigt. Somit muss der Auftrieb des Schwimmers in dem
flüssigen
Kraftstoff ausreichend sein, um eine geeignete Kraft zur Verfügung zu
stellen, um den Bernoulli-Effekt zu überwinden und das Entlüftungsventil
gegen den Entlüftungskanalsitz
kraftschlüssig
zu schließen.
Wenn aber der Auftrieb des Schwimmers eine ausreichende Kraft bereitstellt,
um das Entlüftungsventil
gegen die Wirkung des Bernoulli-Effektes an einem ringförmigen Ventilsitz
kraftschlüssig
zu schließen,
ist in der Praxis eine Verkorkung oder ein Hängenbleiben des Ventils festgestellt worden;
und es ist ferner festgestellt worden, dass beim nachfolgenden Abfall
des Kraftstoffpegels in dem Tank aufgrund des Verbrauchs während des Motorbetriebs
die Gravitationskräfte
des Schwimmers unter manchen Umständen nicht ausreichend sind,
um das Ventil wieder zu öffnen.
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Ein
bekanntes fahrzeugeigenes Dampfregenerationsventil für das Auftanken,
das verwendet worden ist, um dieses Problem zu überwinden, ist dasjenige, das
in der auf Bergsma et al. lautenden US-Patentschrift 5 605 175 veranschaulicht und
beschrieben ist und das ein nachgiebiges Ventilelement in der Form
eines gebogenen Streifens verwendet, von dem ein Ende an dem Ventilkörper oder
-gehäuse
befestigt ist, während
sein entgegengesetztes Ende an dem Schwimmer angebracht ist, um
eine Abschälwirkung
zu erzielen, um dadurch jegliche „Verkorkung" oder jedes Hängenbleiben
des Ventilelementes zu überwinden,
wenn der Pegel des flüssigen
Kraftstoffs in dem Tank unterhalb des Pegels fällt, der zu einem Schließen des
Ventils führt.
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Das
vorerwähnte
Steuerventil für
die Kraftstoffdampfentlüftung
nach Bergsma et al. weist jedoch den Nachteil auf, dass es sich
bei der Massenproduktion mit großen Mengen, wie sie für Personenwagen
und leichte Lastfahrzeuge erforderlich ist, als schwierig herausgestellt
hat, das Ventilelement an dem Körper
und dem Schwimmer zu montieren und den Schwimmer in dem Ventilgehäuse einzubauen sowie
die Ventileinrichtung zu vervollständigen. Diese Anordnung hat
sich somit nicht nur als schwierig und zeitaufwendig erwiesen, sondern
führt zu
einer kostspieligen Konstruktion, wenn man die auf dem Automobilmarkt
bestehende Wettbewerbslage betrachtet.
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Ein
weiteres für
einen Kraftstofftank vorgesehenes Dampfentlüftungsventil mit einem Schwimmer aus
dem Stand der Technik ist in 20 veranschaulicht,
in der ein flexibles Ventilelement mit einem Ende an dem Schwimmer
verankert ist, während
sein anderes Ende freisteht. Es hat sich gezeigt, dass dieser Aufbau
im Allgemeinen im Betrieb unzuverlässig arbeitet.
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Deshalb
besteht, der Wunsch, ein verbessertes Dampfentlüftungssteuerventil für einen
Kraftstofftank zu schaf fen, das einfach und bei einer Massenproduktion
auf einfache Weise einzubauen ist und dazu relativ niedrige Herstellungskosten
verursacht.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Durch
die vorliegende Erfindung ist ein Schwimmer betätigtes Steuerventil zur Kraftstoffdampfentlüftung für eine Kraftstofftankeinrichtung
eines Kraftfahrzeugs geschaffen, das entweder von der Art sein kann,
die durch eine Öffnung
in der Tankwand an der oberen Wand des Kraftstofftanks befestigt
wird, oder beispielsweise durch die Öffnung des Kraftstoffpegelgebers
innerhalb des Tanks eingebaut und durch die Wand des Kraftstofftanks
hindurch mit dem Entlüftungskanal
verbunden werden kann. Das Schwimmer betätigte Ventil verwendet ein
flexibles Ventilelement, das mit einer relativ dünnen, flachen, bandartigen
Gestalt ausgebildet ist, die gebogen sein kann, um eine mit einer
flachen Form ausgebildete hakenförmige
Konfiguration zu erhalten, deren entgegengesetzte Enden voneinander
beabstandet an dem Schwimmer befestigt sind. Eines der Enden des flexiblen
Ventilelementes ist derart angeordnet und eingespannt, um eine begrenzte
Bewegung in einer senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Schwimmers
verlaufenden Richtung vollführen
zu können, während das
entgegengesetzte Ende eingespannt ist, jedoch eine begrenzte Bewegung
in Bezug auf den Schwimmer in einer zu der Richtung der Schwimmerbewegung
parallelen Richtung ausführen kann.
Diese begrenzte Bewegung des einen Endes des Ventilelementes ermöglicht dem
Ventilelement, eine geringe Steifigkeit oder ein hohes Maß an Elastizität beizubehalten,
selbst wenn es durch den Bernoulli-Effekt in Richtung auf den Entlüftungskanalsitz gezogen
wird, wenn sich das Ventil der geschlossenen Stellung nähert.
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Das
flexible Ventilelement in der erfindungsgemäßen Schwimmerventileinrichtung
ist vorzugsweise aus einem elastischen Polymer gebildet und kann
entweder aus einem Vorrat eines flachen Bogens zugeschnitten und
beim Zusammenbau zu einer hakenförmigen
Gestalt gebogen werden, oder es kann zu einer hakenförmigen Gestalt
geformt oder aus einem Strangpressprofil zugeschnitten werden. Das
Ventilelement ist an dem Schwimmer entweder durch einen Schnappverschluss
mittels einstückig damit
ausgebildeter Befestigungen montiert oder kann durch Verformung
des Schwimmermaterials, wie beispielsweise durch Fügen unter
Hitzeeinwirkung, auf kraftschlüssige
Weise zusammengefügt und
gehalten werden. Die Elastizität
des relativ dünnen
elastomeren Ventilelementes gemäß der vorliegenden
Erfindung in Verbindung mit der begrenzten Bewegung des einen Endes
an seiner Befestigungsstelle an dem Schwimmer in einer zu der Bewegungsrichtung
des Schwimmers senkrechten Richtung und der seitlichen Bewegung
des entgegengesetzten Endes führt
zu einem höchst
flexiblen Element, das an dem Dampfentlüftungskanal leicht einen dichten
Verschluss schafft und trotzdem ebenso leicht hiervon abgeschält werden
kann, wenn der Schwimmer absinkt, sobald Kraftstoff aus dem Tank verbraucht
wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt somit einen einzigartigen und neuen
Weg bereit, um die Kraftstoffdampfströmung durch eine Entlüftungsöffnung in einem
Kraftstofftank zu steuern und stellt hierfür eine Ventilkonstruktion zur
Verfügung,
die einfach zu montieren und bei einer Massenproduktion mit großen Mengen
relativ kostengünstig
ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematisierte
Ansicht eines Dampfentlüftungssytems
für einen
Kraftstofftank, das das Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet,
wobei das Ventil an einer in der oberen Wand des Kraftstofftanks
vorgesehenen Öffnung montiert
ist;
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2 zeigt eine alternative
Anordnung des Systems nach 1,
bei der das Dampfentlüftungsventil
innerhalb des Tanks eingebaut und über eine Entfernung hinweg,
durch die Wand in dem Kraftstofftank hindurch mit einem Entlüftungskanal
verbunden ist;
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3 zeigt eine Außenansicht
des zusammengebauten Ventils gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 zeigt eine Explosionsansicht
des Ventils nach 3;
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5 zeigt einen Längsschnitt
durch ein zusammengebautes Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt eine Schnittansicht
des oberen Teils des Schwimmers des Ventils nach 3 unter Veranschaulichung einer veränderten
Anordnung des Ventilelementes, in einer ausschnittsweisen Darstellung;
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7 zeigt eine Draufsicht
auf die 6 von oben;
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8 zeigt eine Schnittansicht
längs der Schnittlinien
8–8 nach 7;
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9 zeigt eine der 6 ähnliche Ansicht einer weiteren
Ausführungsform
des Schwimmers und Ventils für
die Ventileinrichtung nach 3;
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10 zeigt eine Draufsicht
auf den Schwimmer und die Ventileinrichtung nach 9;
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11 zeigt eine Schnittansicht
längs der Schnittlinien
11–11
nach 10;
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12 zeigt eine der 6 ähnliche Ansicht einer weiteren
Ausführungsform
des Schwimmers und der Ventileinrichtung;
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13 zeigt eine Draufsicht
auf die Schwimmereinrichtung gemäß 12;
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14 zeigt eine Schnittansicht
längs der Schnittlinien
14–14
nach 13;
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15 zeigt einen flachen Musterzuschnitt für das flexible
Ventilelement der Ausführungsform nach 9 bis 11;
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16 zeigt einen flachen Musterzuschnitt für das flexible
Ventilelement der Ausführungsform nach 12 bis 14;
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17 zeigt eine Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform
der Schwimmer-Untereinheit für
das erfindungsgemäße Ventil
mit weggebrochen dargestellten Abschnitten;
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18 zeigt eine Draufsicht
auf die Ausführungsform
nach 17;
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19 zeigt eine Ansicht eines
flachen Zuschnitts des Ventilelementes der Ausführungsform nach 17 und 18 ; und
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20 zeigt eine Ansicht einer
Schwimmer-Untereinheit eines Kraftstoffdampfentlüftungsventils nach dem Stand
der Technik.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird auf 1 Bezug genommen,
in der ein Kraftstoffdampfentlüftungssystem
für einen
bordeigenen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs veranschaulicht
ist, das allgemein mit 10 bezeichnet ist und einen Tank
enthält,
der eine obere Wand 12 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 14 aufweist,
in der ein allgemein mit 16 bezeichnetes Dampfentlüftungsventil
aufgenommen ist, wobei der Tank einen durch seine Wand hindurch
aufgenommenen Kraftstoffeinfüllstutzen 18 aufweist,
während
der Kraftstoffpegel in dem Tank durch die Linie 20 angezeigt
ist. Das Ventil 16 weist ein aus der Tankwand 12 nach
außen
ragendes Entlüftungsanschlussstück 22 und
ist über
eine Leitung 24, die mit gestrichelter Linie eingezeichnet ist,
an den Einlass eines Sammelbehälters 26 angeschlossen,
der gewöhnlich
von der Bauart ist, die granulierte Kohleteilchen oder Aktivkohle
enthält.
Der Behälter 26 weist
eine in 1 mit Strichlinien
angedeutete Dampfspülleitung 28,
die an den Einlass eines elektrisch betätigten Absaug- oder Spülventils 30 angeschlossen
ist, dessen elektrischer Aktuator über An schlussleitungen 32, 34 mit
einer elektronischen Steuereinheit 36, gewöhnlich einem
Motorcontroller, der auch die Kraftstoffeinspritzung und Zündpunkteinstellung
steuern kann, verbunden ist. Der Auslass des Ventils 30 ist über eine
in 1 mit gestrichelter Linie
eingezeichnete Durchgangsleitung 38 mit dem mit 40 bezeichneten
Motoransaugrohr verbunden.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist
eine alternative Ausführungsform
des Systems allgemein mit 50 bezeichnet, bei der durch
die obere Wand des Kraftstofftanks 52 hindurch ein Anschlussstück 54 des
Entlüftungskanals
montiert ist, das an seinem äußeren Ende über eine
Leitung 56 an den Einlass des Behälters 26' angeschlossen
ist, dessen Auslass durch ein elektrisch betätigtes Ventil 30' führt, das über durchgehende
Anschlussleitungen 58, 60 durch eine elektronische
Steuereinheit (ECU) 36' gesteuert ist.
Der Auslass des Ventils 30' ist über eine
Leitung 62 an das mit 40' bezeichnete Motoransaugrohr angeschlossen.
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Das
Anschlussstück 54 zur
Tankentlüftung ragt
durch die Wand 52 des Tanks hindurch in dessen Innenraum
hinein und weist ein inneres Ende auf, das über eine Leitung 64 an
den Entlüftungskanalanschluss 66 eines
allgemein mit 68 bezeichneten Dampfentlüftungs-Steuerventils angeschlossen
ist, das in dem Innenraum des Tanks angeordnet und darin durch Montage
an einer Wandstütze 70 gesichert ist,
die an der Innenfläche
der Tankwand befestigt ist. Obwohl das Entlüftungsanschlussstück 54 in 2 derart montiert veranschaulicht
ist, wie es unmittelbar durch die obere Wand 52 des Tanks
hindurch ragt, versteht es sich, dass das Anschlussstück 54 in
einer alternativen Weise durch die Befestigungsvorrichtung für den Kraftstoffpegelgeber
montiert sein kann, die gewöhnlich
durch eine Öffnung
in der oberen Wand des Tanks eingebaut ist, wie es aus dem Stand der
Technik allgemein bekannt ist.
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Es
ist auch verständlich,
dass das Dampfentlüftungsventil 68,
obwohl es in der Ausführungsform nach 2 für eine Montage innerhalb des
Tanks und eine Verbindung mit dem Anschlussstück 54 über eine
Leitung konfiguriert ist, funktionsmäßig dem Ventil 16 der
Ausführungsform
nach 1 gleicht.
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Unter
Bezugnahme auf 3, 4 und 5 ist veranschaulicht, dass das Dampfentlüftungsventil 16 ein
allgemein mit 42 bezeichnetes Gehäuse aufweist, das einen oberen
Gehäusemantel 44,
der mit einem daran ausgebildeten Befestigungsflansch 46 zur
Befestigung an dem Tank versehen ist, und einen unteren Gehäusemantel 48 enthält, der
mit einem daran ausgebildeten passenden Flansch 72 versehen
ist, der bei dem zusammengebauten Ventil an der Unterseite des Flansches 46 anliegt.
Der untere Gehäusemantel 48 weist
eine innere zylindrische Wand 74 auf, die an seinem unteren
Ende ausgebildet ist und die als Führung für eine Schwimmervorspannfeder 76 dient,
deren unteres Ende in dem Raum aufgenommen ist, der durch die zylindrische
Wand 74 und das untere Ende des Mantels gebildet ist.
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Eine
allgemein mit 77 bezeichnete Schwimmer-Untereinheit weist
ein Schwimmerelement 78 mit einer ringförmigen Ausnehmung oder Nut 80 auf, die
in seinem Boden ausgebildet ist und in der das obere Ende der Vorspannfeder 76 aufgenommen
ist, die, wie herkömmlich
bekannt, derart geeicht ist, um die richtige Vorspannung an dem
Schwimmer 78 zu erzeugen, um bei einer gegebenen Massendichte des
Schwim merwerkstoffs in dem bestimmten Kraftstoff, der in dem Tank
zu verwenden ist, den gewünschten
Auftrieb zu schaffen.
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Der
obere Gehäuseflansch 46 des
Gehäusemantelelementes 44 weist
das vorzugsweise einstückig
mit diesem ausgebildete Anschlussstück 22 des Dampfentlüftungskanals
auf; und in dem Entlüftungskanalanschlussstück 22 ist
ein Entlüftungsauslassdurchgang 82 ausgebildet,
der einen ringförmigen Ventilsitz 84 aufweist,
der an dessen unterem Ende ausgebildet ist, das über die Unterseite des flanschförmigen Endes
des Mantels 44 vorragt.
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Bezugnehmend
auf 5 ist veranschaulicht,
dass an dem unteren Ende des Gehäusemantels 48 ein
Leit- oder Führungselement 86 ausgebildet
ist, das eine mittige Anordnung des unteren Endes der Feder 76 sicherstellt.
Es versteht sich, dass in dem Boden des Schwimmerelements 78 eine ähnliche
ringförmige
Führung 88 ausgebildet
ist, die die innere Umfangsfläche
der Nut 80 bildet und die ebenfalls dazu dient, das obere
Ende der Feder 76 mittig auszurichten. Wie aus 5 ersichtlich, ist die zylindrische
Wand 74 des unteren Gehäusemantels 48 in der
Nut 80 teleskopartig aufgenommen, wie dies mit gestrichelten
Umrisslinien dargestellt ist, wenn der Schwimmer aufgrund von Verbrauch
des Kraftstoffs in dem Tank absinkt; und somit ist die Feder 76 derart umschlossen
und geführt,
um bei deren Kompression eine Ausknickung zu verhindern. Die Feder 76 weist
eine verhältnismäßig sehr
geringe Federkonstante und kann leicht beim Zusammendrücken geknickt
werden.
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In
den 4, 6, 7 und 8, auf die verwiesen wird,
ist die Schwimmereinheit 77 in größerem Detail veranschaulicht,
wobei ein Ventilbefestigungsabschnitt oder -arm 90 in dem zusammengebauten
Zustand mit durchgezogener Linie und in seiner ursprünglich geformten
oder gegossenen Gestalt mit gestrichelter Linie derart dargestellt
ist, wie er ein einstückig
damit ausgebildetes Gelenk 92 mit verminderter Materialdicke
aufweist, das manchmal als „lebendiges" (bewegbares) Gelenk
bezeichnet wird. Ein zweiter Ventilbefestigungsabschnitt 94 oder
-arm ist in dem zusammengebauten Zustand mit durchgezogener Linie
in 8 und in dem ursprünglich geformten
oder gegossenen Zustand mit gestrichelter Linie veranschaulicht.
Der Befestigungsabschnitt 94 weist ebenso einen einstückig damit
ausgebildeten Gelenkabschnitt oder ein bewegbares Gelenk 96,
das daran angeformt ist, wie in 8 veranschaulicht.
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Ein
relativ dünnes
flexibles Ventilelement, das vorzugsweise aus einem elastischen
Polymer gefertigt ist, weist, wie in 6 veranschaulicht,
eine im Wesentlichen gebogene oder hakenförmige Gestalt mit einem Ausschnitt
oder eine Lücke
auf, der bzw. die darin ausgebildet ist, um daran elastische Beinabschnitte 100, 102 zu
schaffen, wie in 7 veranschaulicht.
Das Ventilelement 98 ist bei der in 15 veranschaulichten Ausgestaltung aus
einem flachen Zuschnitt oder Stanzstück mit der die beiden Abschnitte 100, 102 bildenden
Lücke 104 gefertigt.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist
der Bereich des Ventilelementes 98, der mit dem ringförmigen Ventilsitz 84 in
Berührung
steht, mit gestrichelter Linie veranschaulicht. Es versteht sich,
dass das Ventilelement 98 die mit durchgezogener Linie
in 6 veranschaulichte
Gestalt aufweist, wenn sich der Schwimmer in der oberen Endstellung
seines Hubs befindet, die einen gefüllten Tank kennzeichnet, wobei
das Ventilelement vollständig
gegen den ringför migen
Ventilsitz 84 gedrückt
ist, der den Entlüftungskanal 82 umschließt.
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Gemäß 6 ist das Ventilelement 98 in durchgezogener
Linie in der gebogenen Gestalt veranschaulicht, und es versteht
sich, dass diese Gestalt den Zustand des Ventilelements 98 repräsentiert,
der auftritt, wenn das Ventilelement durch den Bernoulli-Effekt
gewölbt
wird, wenn sich das Ventilelement der geschlossenen Stellung nähert, und
die Strömung
durch die Entlüftungsöffnung zu
beschränken
beginnt. Diese Konfiguration wird durch eine einzigartige Montageart
des Ventilelementes an dem Schwimmer erreicht, wie dies nachfolgend
beschrieben ist.
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Unter
Bezugnahme auf 15 ist
veranschaulicht, dass das Ende des Ventilelementes 98, das
von den Abschnitten 100, 102 mit reduzierter Weite
entfernt liegt, ein darin ausgebildetes längliches Schlitzloch oder eine Öffnung 104 aufweist,
das bzw. die in der Längsrichtung
des Ventilelementes 98 verlängert ist und die über einem
Vorsprung 106 aufgenommen ist, der an dem oberen Ende des Schwimmers
ausgebildet und daran in der horizontalen Richtung oder einer zu
derjenigen der Schwimmerbewegung senkrechten Richtung begrenzt bewegbar
eingespannt ist, wie in 7 durch
den schwarzen Doppelpfeil angedeutet. Das Ende des Ventilelementes 98 mit
der darin ausgebildeten länglichen Öffnung 104 ist über dem
Vorsprung 106 dadurch gehalten, dass der Befestigungsabschnitt 94 darüber geklappt
und durch einen Schnappverschluss gesichert wird, wobei der Vorsprung 106 durch
eine Öffnung 108 ragt,
die in dem Befestigungsarmabschnitt 94 vorgesehen ist.
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Das
gegenüberliegende
Ende des Ventilelementes 98 oder, in anderen Worten, das
dem Ausschnitt 104 naheliegende Ende weist eine darin ausgebildete
kleine Öffnung 110 auf,
die über
einer an dem Befestigungsarmabschnitt 90 ausgebildeten Nase 111 aufgenommen
ist und das Ventilelement 98 in der in 6 veranschaulichten gebogenen Anordnung
hält. Der
Befestigungsarmabschnitt 90 ist durch Einschnappen in einer
Nut 113 gesichert, die an dem oberen Ende des Schwimmers 98 ausgebildet
ist, wodurch das Ende des Ventilelementes in der eingespannten Stellung
gehalten ist. Es versteht sich, dass die gebogene Form des Ventilelementes 90 eine
begrenzte vertikale Bewegung desjenigen Endes des Ventilelementes
zulässt,
das die flexiblen Abschnitte 100, 102 aufweist;
und im Gegensatz hierzu ist dasjenige Ende des Ventilelementes 90,
das die darin ausgebildete Öffnung 104 aufweist,
an einer vertikalen Bewegung oder eine Bewegung in der Richtung der
Bewegung des Schwimmers gehindert, kann aber eine begrenzte horizontale
Bewegung oder eine Bewegung in einer Richtung quer zu der Bewegung des
Schwimmers ausführen.
Diese einzigartige Einrichtung des Ventilelementes 90 ermöglicht eine
erhöhte
Elastizität,
um den Bernoulli-Effekt zu überwinden
und um zusätzlich
beim Absinken des Schwimmers eine Abschälwirkung des Ventils oder ein
Entkorken oder Wegziehen des Ventils von dem Ventilsitz 84 zu
erzielen.
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Bezugnehmend
auf 12, 13 und 14 ist eine
alternative Ausführungsform
der Schwimmer-Untereinheit allgemein mit 112 bezeichnet
und weist ein flexibles, relativ dünnes Ventilelement 114 aus
einem elastischen Polymer auf, das zu einer hakenförmigen Gestalt,
wie in 12 veranschaulicht, gebogen
ist, wobei dessen einem Ausschnitt 116 benachbartes Ende
Beinabschnitte 118, 120 mit erhöhter Elas tizität bildet.
An dem den Beinen 118, 120 benachbarten Ende ist
einstückig
ein Wulstabschnitt oder -rand 122 ausgebildet, der in einer
entsprechend gestalteten Nut 124 verschiebbar aufgenommen
ist, die an einem Schwimmer 126 in einer zu der Bewegungsrichtung
des Schwimmers quer verlaufenden Richtung ausgebildet ist. Es ist
zu verstehen, dass die Nut 124 und der Wulstabschnitt 122 den
Gelenkabschnitt 90 des Schwimmers 78 in der Ausführungsform
nach 6 ersetzen. Das
dem Wulst 122 entgegengesetzte Ende des Ventilelementes 114 weist
eine darin ausgebildete längliche Öffnung 128 auf,
die über
einem Vorsprung 130 aufgenommen ist, der an dem oberen
Ende des Schwimmers 126 ausgebildet ist, und die durch
einen einstückig
ausgebildeten und befestigten Abschnitt 132 festgesetzt
ist, der an der oberen Fläche
des Schwimmers 126 durch einen einstückig damit ausgebildeten Gelenkabschnitt 134 (bewegbares
Gelenk) befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt 132 wird
von der mit gestrichelter Linie in 14 veranschaulichten
Stellung zu der Stellung bewegt, die mit durchgezogener Linie gezeigt
ist, um das Ventilelement 114 an dem Vorsprung 130 zu
halten. Das Ende des Ventilelementes mit der darin ausgebildeten Öffnung 128 ist
somit derart eingespannt, dass es sich in der horizontalen Richtung
oder in einer zu der Bewegungsrichtung des Schwimmers quer verlaufenden
Richtung begrenzt bewegen lässt,
wie durch den schwarzen Doppelpfeil in 13 angedeutet. Das gegenüberliegende
oder gebogenen Ende des Ventilelementes 114 kann die in 12 mit gestrichelter Linie
veranschaulichte Gestalt annehmen, wenn es unter der Wirkung des
Bernoulli-Effektes verformt wird, und kann ausgehend hiervon in
den flachen Zustand ausweichen, wenn das Ventilelement den Sitz
verschließt.
Es ist verständlich,
dass, wenn sich das Ventilelement von der in 12 mit gestrichelter Linie veranschaulichten
Stellung unter der Wirkung des Bernoulli-Effektes zu der vollständig geschlossenen
Stellung bewegt, die in 12 mit
durchgezogener Linie veranschaulicht ist, das rechte Ende des Ventilelementes
mit der Öffnung 128 dort
die seitliche Bewegung in Bezug auf den Vorsprung 130 vollführt, um
die flache Gestalt zu erreichen, die erforderlich ist, um an dem
umschlossenen Ventilsitz 84 vollständig aufzusetzen.
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Es
wird auf die 9, 10 und 11 Bezug genommen, in der eine weitere
Ausführungsform
der Schwimmer-Untereinheit veranschaulicht ist, die allgemein mit 140 bezeichnet
ist und ein Schwimmerelement 142 enthält, das ein gesondertes Ventilhalteelement 144 aufweist,
das befestigt ist, indem eines seiner Enden, das eine im Wesentlichen
U-förmige Gestalt
aufweist und mit dem Bezugszeichen 146 versehen ist, einen
daran ausgebildeten Befestigungsvorsprung 148 aufweist
und an einem Vorsprung 150 verrastet ist, der an dem oberen
Ende des Schwimmers 142 ausgebildet ist, während das gegenüberliegende
Ende des Elementes 144 unter Einrastwirkung an einem Vorsprung 152 gesichert
ist, der auf der gegenüberliegenden
Seite des Schwimmers 142 vorgesehen ist. Das Befestigungselement weist
einen klappbaren Armabschnitt 154 auf, der an diesem im
Abstand zu dem Vorsprung 148 ausgebildet ist, wobei der
Armabschnitt 154 ein einstückig daran ausgebildetes Gelenk 156 (bewegbares
Gelenk) aufweist und eine darin ausgebildete Öffnung 158 enthält, die
dazu eingerichtet ist, über
einem an dem Befestigungselement 144 ausgebildeten Vorsprung 160 aufgenommen
zu werden.
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Ein
relativ dünnes
flexibles Ventilelement 162 weist eine längliche Öffnung oder
einen Schlitz 164 auf, die bzw. der in der Nähe seines
rechten Endes in ihm ausgebildet ist, wobei die Öffnung oder der Schlitz 164 über einem
Vor sprung 160 aufgenommen und daran gehalten ist, indem
der Befestigungsarmabschnitt 154 von der Stellung, die
in gestrichelter Linie in 11 veranschaulicht
ist, zu der Stellung, die in durchgezogener Linie veranschaulicht
ist, geklappt und über
einer Nase 166 verrastet wird, wie in 11 veranschaulicht.
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Das
gegenüberliegende
Ende des Ventilelementes 162 weist einen Ausschnitt 168 auf,
der Beinabschnitte 170, 172 mit erhöhter Elastizität bildet,
um die in 9 veranschaulichte
gebogene Gestalt zu ermöglichen.
Das von dem Schlitz 164 fernliegende Ende des Ventilelementes 162 weist
eine darin ausgebildete Öffnung 174 auf,
die, beispielsweise durch Strecken, über einer Nase 148 aufgenommen
und an dieser gehalten ist, wenn das U-förmige Ende 146 des
Befestigungselementes 144 an der Nase 150 verrastet
ist. Es versteht sich, dass das Ventilelement 162 in der
gleichen Weise funktioniert wie das Ventilelement 98 der
Ausführungsform 77 nach 6. Es ist auch verständlich,
dass das Ventilelement 162 mit einer flachen Zuschnittsform
ausgebildet sein kann, die der in 15 veranschaulichten ähnlich ist.
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Es
wird auf die 17, 18 und 18 Bezug genommen, in der eine weitere
Ausführungsform
der Schwimmer-Untereinheit allgemein mit 210 bezeichnet
ist und einen Schwimmer 212 aufweist, der mit einem einstückig mit
diesem ausgebildeten ersten Befestigungsabschnitt versehen ist,
zu dem ein klappbarer Arm 214 gehört, der an der oberen Fläche des Schwimmers
mittels eines einstückig
damit ausgebildeten Gelenkabschnitts (bewegbares Gelenk) 216 befestigt
ist und dessen freies Ende, das mit dem Bezugszeichen 218 versehen
ist, an einer an der oberen Fläche
des Schwimmers vorgese henen Nase verrastet ist. Der Arm 214 ist
in der eingeklappten und geschlossenen Stellung in den 17 und 18 veranschaulicht.
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Ein
längliches,
relativ dünnes
flexibles Ventilelement 220 ist entweder durch Spritzguss
oder durch Schneiden oder Stanzen aus einem Vorrat eines flachen
Bogens zu einer flachen Musterform ausgebildet, wie sie in 19 veranschaulicht ist.
Das Ventilelement 220 weist ein Paar in entgegengesetzter
Richtung nach außen
ragender Flansche 222, 224 auf, die an einem Ende
von diesem ausgebildet sind; und es weist einen im Wesentliche sich
verjüngenden mittleren
Abschnitt mit einem länglichen
Schlitz 226 auf, der in dem von den Flanschen 222, 224 entfernten
Ende von diesem ausgebildete ist. Der längliche Schlitz ist über einem
Vorsprung 228 aufgenommen, der auf der Schwimmereinheit
ausgebildet ist. An dem Schwimmer ist einstückig ein klappbarer Arm 230 ausgebildet,
der mit einem intergralen Gelenkabschnitt 232 (bewegbares
Gelenk) und einer darin ausgebildeten Öffnung 234 versehen
ist, die beim Einklappen des Armes über einem Vorsprung 228 aufgenommen
wird. Es ist zu verstehen, dass der Arm 230 in einer ähnlichen
Weise wie der Arm 132 an einer auf der oberen Fläche des
Schwimmers 210 ausgebildeten vorstehenden Nase verrastet
werden kann.
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Das
mit den Flanschen versehene Ende des Ventilelementes 220 wird
durch Einklappen und Einrasten des Armes 240 derart eingespannt,
um ihm eine Bewegung relativ zu dem Schwimmer in einer vertikalen
Richtung oder in einer Richtung parallel zu der Schwimmerbewegung
zu ermöglichen.
Das Ende des Ventilelementes 220, in dem der Schlitz 226 vorgesehen
ist, ist eingespannt, kann aber eine Relativbewegung in Bezug auf
den Schwimmer in einer horizontalen Rich tung in 17 oder in einer zu der Schwimmerbewegung
senkrechten Richtung ausführen.
Gemäß der Ausführungsform
nach 17 und 18 ist somit ein flexibles,
flaches Ventilelement bereitgestellt, das vor dem Einbau des Schwimmers
in das Gehäuse
vollständig
an dem Schwimmer montiert werden kann und das in der Lage ist, eine
Durchbiegung aufgrund des Bernoulli-Effektes zu erfahren, wenn sich
das Ventil einer gegen den Ventilsitz 84 geschlossenen
Stellung nähert,
und ausgehend hiervon in den flachen Zustand verformt zu werden,
wenn das Ventil den Sitz 84 verschließend an diesem anliegt. Das
Ventilelement 220 zeigt beim Absinken des Schwimmers eine
Abschälwirkung
zum Entkorken oder Wegziehen des Ventils. Die vertikale Bewegung des
einen Endes des Ventilelementes innerhalb seiner Einspannung durch
den Arm 214 in Verbindung mit der begrenzten horizontalen
Bewegung des gegenüberliegenden
Endes des Ventils in der Einspannung des Armes 230 unterstützt die
Erzielung einer Abschälwirkung.
Falls dies erwünscht
ist, kann ein kleiner Vorsprung 236 auf der oberen Fläche des Schwimmers
vorgesehen sein, um eine örtlich
begrenzte Berührung
des Schwimmers mit dem mittleren Abschnitt des Ventilelementes zu
schaffen, um ein Aufsetzen an dem Ventilsitz 84 sicherzustellen.
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Durch
die vorliegende Erfindung ist somit eine einzigartige und neue Kraftstoffdampf-Entlüftungsventileinrichtung
geschaffen, die ein dünnes
flexibles Ventilelement aufweist, das ausschließlich an dem Schwimmer verankert
ist, wobei ein Ende derart gesichert ist, um eine begrenzte Relativbewegung
in Bezug auf den Schwimmer in einer der Schwimmerbewegung entsprechenden
Richtung zu ermöglichen,
während
das entgegengesetzte Ende eingespannt ist, jedoch eine begrenzte
Relativbewegung in Bezug auf den Schwimmer in einer zu der Schwimmerbewegung
senkrechten Richtung ausführen kann.
Die einzigartigen Einspannungen der Enden des flexiblen Ventilelementes
ermöglichen
somit dem Ventilelement, sich auf elastische Weise zu verformen,
um sich dem Bernoulli-Effekt zu fügen, wenn sich das Ventil dem
geschlossenen Zustand nähert, und
hiervon ausgehend zurück
verformt zu werden, um an dem Entlüftungskanal auf effektive Weise
einen dichten Verschluss zu schaffen, jedoch durch eine Abschälwirkung
mit Leichtigkeit ein Öffnen
zu bewirken, wenn der Schwimmer in Abhängigkeit von dem Kraftstoffverbrauch
in dem Tank absinkt.
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Obwohl
die Erfindung vorstehend in Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung Modifikationen
und Veränderungen
unterworfen werden kann und lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.