DE60201807T2

DE60201807T2 - Nockensperre mit niedriger Durchlässigkeit für Dampfentlüftungsventil für Kraftstofftank aus Kunststoff

Info

Publication number: DE60201807T2
Application number: DE60201807T
Authority: DE
Inventors: Robert P. Dexter Benjey
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2022-11-09
Also published as: JP2003182390A; KR20030041823A; EP1314603B1; US20030094763A1; BR0205044A; TW567157B; EP1314603A1; CA2411079A1; US6637778B2; DE60201807D1; MXPA02011452A

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Befestigung von Dampfentlüftungsventilen an Kraftstofftanks aus Kunststoff und insbesondere aus Kunststoff bestehende Kraftstofftanks für Kraftfahrzeuge, wie sie beispielsweise in der US 5 083 583 A beschrieben sind.
Heutzutage weist der Kraftstofftank in Personenfahrzeugen und leichten Lastkraftwagen ein Dampfentlüftungsventil, das in dem Kraftstofftank angeordnet und derart positioniert ist, dass der Ventileinlass in dem Dampfdom oberhalb des Pegels des flüssigen Kraftstoffs liegt und der Ventilauslass an eine Speichervorrichtung, wie beispielsweise einen mit Aktivkohle gefüllten Behälter, angeschlossen ist, um Kraftstoffdampf zu speichern, wenn der Motor nicht läuft. Derartige Ventile werden gewöhnlich in dem Kraftstofftank über eine Zugangsöffnung in der oberen Wand des Tanks eingebaut, was eine entsprechende Abdichtung des Ventils um die Öffnung herum erfordert.
Bis jetzt ist es als hinreichend erachtet worden, Abschnitte des Ventils außerhalb des Kraftstofftanks vorzusehen, die aus einem Material gebildet sind, das mit dem Material des Kraftstofftanks verträglich ist, um eine Abdichtung des Ventils über der Zugangsöffnung durch Verschweißen zu ermöglichen. Diese Methode hat jedoch die Nachteile, dass bei der Massenproduktion relativ hohe Kosten entstehen und dass das Ventil mit dem Tank unlösbar verbunden ist.
Darüber hinaus sind Kraftstofftanks aus Kunststoff aus einem Material gefertigt, das geeignet ist, um dem flüssigen Kraftstoff und Dampf ausgesetzt zu werden, jedoch eine hohe Durchlässigkeit für den Dampf aufweist, die es zu verhindern gilt. Dementsprechend sind die Tanks mit einer undurchlässigen Sperrschicht ausgebildet, die in der Wand des Tanks eingebettet ist, um den Austritt von Kraftstoffdampf zu minimieren. Wenn jedoch zum Einbau des Dampfentlüftungsventils eine Zugangsöffnung in der oberen Wand des Tanks ausgebildet ist, wird die Sperrschicht aufgerissen und ein für Dampf durchlässiger Bereich erzeugt.
Es ist somit erwünscht, einen Weg oder Mittel zur mechanischen Montage eines Kraftstoffdampfentlüftungsventils durch eine Zugangsöffnung in der oberen Wand eines Kraftstofftanks hindurch sowie zu dessen Abdichtung und Halterung, und zwar in einer Weise, die eine einfache einstückige Einheit ergibt, relativ kostengünstig ist und eine zwangsläufige Abdichtung der Dampfsperrschicht in der Tankwand ergibt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bietet eine Methode, um ein Kraftstoffdampfentlüftungsventil durch eine Zugangsöffnung in der oberen Wand eines Kraftstofftanks aus Kunststoff mit einer eingebetteten Dampfsperre derart zwangsläufig zu befestigen und abzudichten, dass die Dampfsperrschicht abgedichtet wird und ferner gesonderte Befestigungsmittel beim Einbau nicht benötigt werden. Das Dampfentlüftungsventil kann als komplette Untereinheit mit einem Dichtungsring und einem unterbrochenen Sicherungsring, die an dieser vorgese hen sind, geliefert werden. Abschnitte des Sicherungsrings greifen in Drehmoment übertragende Flächen an dem Ventil ein, um eine relative Verdrehung zwischen diesen zu verhindern; eine begrenzte axiale Bewegung des Rings in Bezug auf das Ventil ist jedoch zugelassen, um die Montage an dem Tank zu erleichtern. Bei der Montage wird die Untereinheit durch eine Zugangsöffnung eingeführt, wobei der Sicherungsring gegen die Außenseite der Zugangsöffnung gedrückt wird. Die Untereinheit wird anschließend gedreht und der Rand des Sicherungsrings greift in einen Schlitz, der in dem Rand der Zugangsöffnung ausgebildet ist, ein und schiebt sich durch diesen vor; und bei einer fortgesetzten Verdrehung schiebt sich der Sicherungsring in Axialrichtung ganz durch den Schlitz hindurch vor, bis er vollständig innerhalb des durch die Innenfläche der Tankwand festgelegten Innenraums angeordnet ist und mit der Innenfläche in Eingriff steht, wobei Abschnitte des Sicherungsrings an der Außenseite des Ventils angreifen, um eine Verdrehung des Ventils zu verhindern, wenn dieses eingebaut ist.
Das Ventil, der Dichtungsring und der Sicherungsring können somit eine in sich abgeschlossene Untereinheit bilden, die zur Montage und Sicherung an dem Kraftstofftank fertig ist, ohne bei der Montage an dem Tank gesonderte Haltemittel oder Werkzeuge zu benötigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ventiluntereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, betrachtet unten auf den äußeren Befestigungsflansch des Ventils;
2 zeigt eine Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Untereinheit und der Zugangsöffnung in der oberen Wand eines Kraftstofftanks;
3 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Abschnitts des Ventils und der Tankwand unter Veranschaulichung des Ventils, wie es in die Zugangsöffnung teilweise eingeführt ist;
4 zeigt eine der 3 ähnliche Ansicht unter Veranschaulichung der Ventiluntereinheit in der vollständig eingebauten Stellung;
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der Tankwand im Bereich der Zugangsöffnung; und
6 zeigt eine Draufsicht auf den Sperrring.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug nehmend auf 1 und 2 ist eine bevorzugte Form der Erfindung mit einer Untereinheit, einschließlich des Ventils, allgemein mit 10 bezeichnet, während die Kraftstofftankwand allgemein mit 12 bezeichnet ist. Das Ventil weist einen Grundkörper mit einem ringförmigen äußeren Befestigungsflansch 14 auf, der mit einem Schlauchanschlussstück 16 versehen ist, das vorzugsweise von der axialen Stirnfläche desselben vorragt, wobei ein ringförmiger Abschnitt 18 mit vermindertem Durchmesser an der Unterseite des Flansches 14 ausgebildet ist, über dem ein ringförmiger Dichtungsring 20 aufgenommen ist. Ein weiterer, einen verminderten Durchmesser aufweisender oder unterer Abschnitt 22 erstreckt sich von dem Abschnitt 18 aus nach unten und weist wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Drehmoment übertragende Flächen auf, die die Gestalt axial ausgedehnter Ausnehmungen oder Nuten 24 einnehmen können, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet darin ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 6 ist ein vorzugsweise aus einem federnden Material gebildeter Sicherungsring 26 veranschaulicht, der vorzugsweise mit einem ihn durchsetzenden Radialschlitz 28 ausgebildet ist, der den Ring unterbricht, wobei ein Rand von diesem, der in Bezug auf die Ebene des Ringes geneigt ist, einen axialen Führungsabschnitt bildet, der das Bezugszeichen 30 trägt. Es ist jedoch verständlich, dass alternativ ein kontinuierlicher Spiralring ebenfalls verwendet werden kann, falls dies erwünscht ist. Der Innenumfang des Rings 26 weist wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Flächen zur Drehmomentübertragung, die denjenigen an dem Ventil entsprechen und die die Form von radial nach innen ragenden Zungen oder Ansätzen 32 einnehmen können, die daran ausgebildet sind, wobei die Ansätze jeweils bei der Montage des Rings über dem einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 22 des Ventils mit einer der Nuten 24 in Eingriff kommen, wie in 1 veranschaulicht.
Bezugnehmend auf die 2 und 5 ist ein Abschnitt der Wand des Tanks 20 veranschaulicht, wobei eine Dampfsperrschicht 34 dargestellt ist, die durch Bildung einer ringförmigen Nut 36 in der Außenfläche der Tankwand unterbrochen ist, wobei die Nut nach Art einer Schulterbohrung um eine einen kleineren Innendurchmesser aufweisende Zugangsbohrung 38 herum ausgebildet ist, die durch die Wand des Tanks hindurchführend ausgebildet ist. Bei der momentan bevorzugten Ausführungsform ist die Schulterbohrung oder ringförmige Nut vorzugsweise maschinell eingearbeitet, um maßgenaue Flächen zum Einbau und zur Abdichtung des Ventils zu schaffen. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Bohrung 38 und die ringförmige Nut 36 in der oberen Wand des Tanks ausgebildet; es versteht sich jedoch, dass sie in einem beliebigen zweckmäßigen Bereich der Tankwand ausgebildet sein können, der für eine ordnungsgemäße Funktion des Entlüftungsventils geeignet ist.
Gemäß 5 ist veranschaulicht, dass ein radial sich erstreckender Schlitz 40, der in Bezug auf die Achse der Öffnung geneigt verläuft, in der Schulter 42 ausgebildet ist; und die Weite des Schlitzes ist hinreichend größer bemessen als die Dicke des Sicherungsrings 26, um einen leichten Durchgang durch den Schlitz zu ermöglichen.
Bezugnehmend auf 3 ist die Untereinheit 10 in einem teilweise eingebauten Zustand veranschaulicht, wobei der einen verminderten Durchmesser aufweisende Abschnitt 22 des Ventils durch die Zugangsöffnung 38 eingeführt und der axiale Führungsabschnitt 30 des Sicherungsrings 26 durch eine anfängliche Drehung der Untereinheit 10 in den Schlitz 40 eingebracht ist. Es versteht sich, dass die Ausnehmungen oder Nuten 24 auf dem einen reduzierten Außendurchmesser aufweisenden Abschnitt 22 des Ventilkörpers eine ausreichende axiale Länge haben, um die erforderliche axiale Bewegung der darin eingreifenden Ansätze 32 zu ermöglichen, ohne dass die Ansätze 32 mit den Nuten 24 außer Eingriff kommen.
Bezug nehmend auf 4 ist das Ventil in einem voll ständig eingebautem Zustand veranschaulicht, wobei die Untereinheit 10 aus der Stellung gemäß 3 ausreichend weiter gedreht worden ist, um den Sicherungsring 26 vollständig durch den Schlitz 40 zu führen und den Sicherungsring innerhalb des Tanks und in Eingriff mit der Unterseite der Tankwand 12 zu positionieren. Es ist ersichtlich, dass der kreisringförmige Dichtungsring 20 in der eingebauten Stellung gemäß 4 mit der Wand 36 der Zugangsöffnung und der Innenwand 18 des Ventils verbunden ist, um dazwischen eine Abdichtung zu schaffen.
Bezug nehmend auf 5 ist die ringförmige Dichtung 20 in gestricheltem Aufriss veranschaulicht, wie sie die Innenwand 36 der Zugangsöffnung und die Schulter 42 abdichtet und somit die Ränder der Dampfsperrschicht 34 in der Tankwand dicht verschließt.
Durch die vorliegende Erfindung ist somit ein Dampfentlüftungsventil geschaffen, der erforderlichenfalls einen Dichtungsring und einen Sicherungsring enthalten kann, die gemeinsam mit diesem angeordnet sind und eine Untereinheit bilden, um den Einbau zu erleichtern. Beim Einführen des unteren Abschnitts des Ventils in eine Zugangsöffnung in einem Kraftstofftank wird das Ventil in dieser zwangsläufig gehalten und abgedichtet, indem das Ventil gedreht wird, um den Sicherungsring durch einen in der Zugangsöffnung der Tankwand eingeformten Schlitz hindurch einzuführen. Danach ist der Sicherungsring mit der Innenfläche der Tankwand und dem Ventil verbunden, um das Ventil in der eingebauten Stellung zu halten. Das Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit in der Lage, in einer Zugangsöffnung eines Kraftstofftanks auf einfache Weise maschinell eingebaut, darin gesichert und abgedichtet zu werden, ohne dass gesonderte Befestigungsmittel oder Werkzeuge gebraucht werden.
Obwohl die Erfindung vorstehend mit Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung Modifikationen und Veränderungen unterworfen werden kann und lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Verfahren zur Befestigung eines Dampfentlüftungsventils durch eine Zugangsöffnung in der oberen Seite eines Kraftstofftanks, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören, wonach: (a) wenigstens eine Ausnehmung (24) in dem Außenumfang eines ersten Abschnitts des Ventils derart ausgebildet wird, um in die Öffnung zu ragen; (b) ein kreisringförmiger elastischer Dichtungsring (20) an dem Ventil angeordnet wird; (c) eine ringförmige Feder an dem Ventil angeordnet und die wenigstens eine Ausnehmung (24) mit bestimmten Abschnitten (32) der Feder in Eingriff gebracht wird sowie eine Relativverdrehung zwischen diesen verhindert und eine begrenzte axiale Bewegung der Feder (26) auf dem Ventil zugelassen wird; (d) eine ringförmige Schulter (42) in der Zugangsöffnung des Tanks ausgebildet und ein Schlitz (40) in der Schulter gebildet wird sowie der erste Abschnitt (22) des Ventils in die Zugangsöffnung eingeführt und ein Ende (30) der Feder in den Schlitz (40) eingebracht wird; und (e) das Ventil von der Außenseite des Tanks gedreht und die Feder (26) durch den Schlitz (40) vorgeschoben wird, bis die Feder den Schlitz passiert und vollständig innerhalb des Innenraums des Tanks angeordnet ist; und (f) die Zugangsöffnung mit dem Dichtungsring (20) abgedichtet und das Ventil in der Zugangsöffnung mit der Feder gehaltert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung wenigstens einer Ausnehmung die Ausbildung mehrerer in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordneter Ausnehmungen (24) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Anordnung einer ringförmigen Feder die Anordnung einer im Wesentlichen flachen unterbrochenen ringförmigen Feder enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des in Eingriff Bringens der wenigstens einen Ausnehmung die Ausbildung eines radial nach innen ragenden Vorsprungs an der Feder enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung wenigstens einer Ausnehmung die Bildung mehrerer in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter Ausnehmungen umfasst; und wobei zu dem Schritt des in Eingriff Bringens gehört, dass mehrere radial nach innen ragende Vorsprünge an der Feder ausgebildet werden und jede der Ausnehmungen mit einem der Vorsprünge in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zu dem Schritt der Ausbildung einer ringförmigen Schulter gehört, dass Werkstoff abgetragen und ein ringförmiger Bereich ei ner dampfundurchlässigen Schicht des Tanks freigesetzt wird; und wobei zu dem Schritt der Abdichtung der Zugangsöffnung gehört, dass der freigesetzte Bereich der undurchlässigen Schicht mit dem ringförmigen Dichtungsring in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt der Werkstoffabtragung eine maschinelle Bearbeitung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abdichtungsschritt die Anordnung des elastischen Dichtungsrings an der ringförmigen Schulter umfasst.
Nockengesperrte Befestigung eines Dampfentlüftungsventils durch eine Zugangsöffnung in der oberen Wand eines Kraftstofftanks aus Kunststoff, mit niedriger Durchlässigkeit und zu der gehören: (a) ein Entlüftungsventilkörper mit einem Auslass (16), der dazu dient, Kraftstoffdampf aus einem zur Einführung in die Tanköffnung vorgesehenen Tankschwimmer-Ventilabschnitt durch den Auslass hindurch nach außen zu leiten, wobei der Ventilkörper wenigstens eine an seinem Außenumfang ausgebildete Ausnehmung (24) aufweist; (b) ein ringförmiges Federelement (26) mit einem ersten und einem zweitem Umfangsende, die an dem Ventilkörper aufgenommen sind, wobei Abschnitte (32) der Feder mit der Ausnehmung (24) in Eingriff stehen und eine relative Verdrehung des Federelementes in Bezug auf den Körper verhindern, wobei die Ausnehmung eine Axialbewegung des Federelementes zulässt; (c) ein in dem Innenumfang der Zugangsöffnung ausgebildeter ringförmiger Flansch (42) mit einem Schlitz (40) in dem Flansch; (d) eine ringförmige Dichtung (20), die um den Körper herum angeordnet ist, wobei beim Einführen des Ventilkörpers in die Zugangsöffnung die ringförmige Dichtung (20) einen dichten Verschluss zwischen dem Körper und dem Innenumfang der Zugangsöffnung bewirkt und bei einer Verdrehung des Ventilkörpers darin das erste Ende (30) des Federelementes (26) in den Schlitz (40) eingreift und wobei bei einer weiteren Verdrehung desselben das Federelement (26) durch den Schlitz vorgeschoben wird und das zweite Ende den Schlitz passiert und die Feder gegen die Innenseite der oberen Wand (12) des Tanks drückt, wodurch das Ventil in der Öffnung gehalten wird.
Befestigung nach Anspruch 9, wobei der Rand einer dampfundurchlässigen Materialsperrschicht (34) in dem Innenumfang der Zugangsöffnung freigesetzt ist und mit der ringförmigen Dichtung (20) in Berührung steht.
Befestigung nach Anspruch 10, wobei der freigesetzte Rand der undurchlässigen Sperrschicht durch Abtragung von Werkstoff aus der Zugangsöffnung gebildet ist.
Befestigung nach Anspruch 9, wobei das Federelement (26) eine verhältnismäßig dünne, flache, ringförmige Gestalt aufweist.
Befestigung nach Anspruch 9, wobei die ringförmige Dichtung (20) aus einem Elastomer gebildet ist.
Befestigung nach Anspruch 9, wobei das erste Ende (30) des Federelementes geneigt ausgebildet ist.