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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Einfüllsysteme für Fahrzeugkraftstofftanks und
insbesondere Tanks der Bauart, die ein entfernt zugängliches
Einfüllrohr
aufweist, beispielsweise der Bauart, die über eine Tankverschlussklappe
oder einen Tankverschlussdeckel zugänglich ist, die bzw. der an
der Seite des Fahrzeugs montiert ist. Tankeinrichtungen dieser Art
werden gewöhnlich
in Personenkraftwagen und Kleinlastwagen eingesetzt, bei denen es
erwünscht
ist, dass der Kraftstofftankfüllanschluss
innerhalb der Fahrzeugkarosserie vertieft angebracht und durch einen
Tankdeckel oder eine Tankklappe bedeckt ist, der bzw. die aus ästhetischen
oder gestalterischen Gründen
gut zu der Seitenstruktur des Fahrzeugs passt.
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Fahrzeugtankeinfüllsysteme
benötigen
eine zwangsläufige
Abdichtung des Einfüllrohrs
oder „Einfüllstutzens", wenn die Einfülldüse herausgezogen wird,
um obligatorische Anforderungen hinsichtlich der Kraftstoffdampfemission
zu erfüllen;
und somit ist es Praxis gewesen, ein Einwegventil, gewöhnlich in Form
eines Klappenrückschlagventils
vorzusehen, um das Einfüllrohr
zu verschließen,
wenn beim Wiederauftanken kein Kraftstoff dem Einfüllrohr zugeführt wird.
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Es
ist bekannt, ein Einfüllrohr-Klappenrückschlagventil
für den
Kraftstofftank in der Einfüllrohranordnung
außerhalb
des Kraftstofftanks vorzusehen, wenn die Düsenaufnahmeeinrichtung des
Einfüllrohrs
bei der Montage des Tanks an dem Fahrzeug während der Herstellung des Fahrzeugs an
dem Einfüllrohr
befestigt wird. Jedoch erfordert diese Anordnung die Handhabung
gesonderter Einfüllrohrschlauchverbindungen
und des Klappenrückschlagventils
in der Fahrzeugmontagestraße
und erhöht
somit die Anzahl von Teilen oder Komponenten, die der Montagestraße zugeführt werden
müssen,
sowie die Komplexität
der Fahrzeugmontage.
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Das
Problem wird ferner durch die Tatsache kompliziert, dass bei der
heutigen Fahrzeugfertigung Kraftstofftanks sowohl aus Kunststoff,
als auch aus Metall verwendet werden, wodurch zwei unterschiedliche
Arten der Befestigung des Einfüllrohrs
an diese erforderlich sind. Somit ist es erwünscht, einen Weg oder ein Mittel
zu schaffen, um ein einzelnes Tankfüllrohr-Rückschlagventil zu integrieren,
das in Form einer vormontierten Einheit in Verbindung mit einem Kraftstofftank
aus entweder Metall oder einem Kunststoffmaterial ohne die Notwendigkeit,
zwei unterschiedliche Rückschlagventilanordnungen
zu haben, eingesetzt werden kann. Außerdem ist es erwünscht, eine
derartige Tankfüllrohr-Rückschlagventilanordnung
bereitzustellen, die ohne weiteres ein Heber- oder Saugrohr oder
einen Schlauch aufnimmt, das bzw. der hindurchgeführt wird,
um in dem Fall, dass eine Wartungsmaßnahme an dem Kraftstofftank
oder ein Ersatz des Kraftstofftanks erforderlich ist, Kraftstoff
aus dem Tank zu entfernen.
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Es
ist seit langem erwünscht,
einen Fahrzeugkraftstofftank mit einer an diesem befestigten Einfüllrohreinrichtung
und einem darin integrierten Einweg-Klappenrückschlagventil in Form einer
vollständigen
Tankuntergruppe bereitzustellen, die für einen Einbau an dem Fahrzeug
fertig ist.
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Die
US-Patentschrift 5 431 199 beschreibt ein Ventil mit den Merkmalen
a, b, c des Patentanspruchs 1, sowie eine flexible ringförmige Dichtung, insbesondere
eine redundante Dichtung für
einen Fahrzeugeinfüllstutzen
mit einer dampfdichten Verschlussklappeneinrichtung, die an dem
oberen Ende eines Einfüllrohrs
eines Fahrzeugkraftstoffeinfüllsystems
montiert ist. Die Dichtungsklappe ist normalerweise in eine geschlossene
Position vorgespannt, um eine dampfdichte Sperre zwischen dem Kraftstofftank
und dem Einfüllrohreinlass
zu schaffen, der normalerweise durch einen Deckel verschlossen ist. Die
Dichtungsklappe gibt beim Einführen
einer Spenderdüse
nach, um ein Betanken zuzulassen. Sie weist einen oberen Abschnitt
und einen unteren Abschnitt auf, die gesondert voneinander hergestellt und
aufeinanderfolgend durch Anklammern oder mittels sonstiger geeigneter
mechanischer Verbindungen montiert werden. Der topfartige obere
Abschnitt weist eine Düsenkontaktfläche auf,
die hilft sicherzustellen, dass eine in das Einfüllrohr eingeführte Spenderdüse nicht
mit der Dichtung der Klappe in Berührung kommt. Eine etwas ähnliche
Verschlusseinrichtung für
einen Tankeinfüllstutzen
ist in der US-Patentschrift 5 732 840 beschrieben. Es ist eine schwenkbar
gelagerte Verschlussklappe vorgesehen, die eine kreisförmige Platte
enthält,
die eine axial nach außen gerichtete
erhabene Düsenverbindungsfläche aufweist,
die dazu dient, mit einer Pumpdüse
in Eingriff zu kommen, wenn die Pumpdüse in die Verschlusseinrichtung
eindringt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist,
schafft eine Lösung
für das oben
beschriebene Problem der Gestaltung einer Kraftstoffeinfüllrohr-
oder -stutzeneinrichtung, die ein Einweg-Rückschlagventil enthält, das
an dem Kraftstofftank vormontiert werden kann, und die an dem Ende
des Einfüllrohrs
einen Anschluss zur Aufnahme einer Düse enthält. Die Einfüllrohreinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
ein Einwegventil für
ein Rückschlagventil
und kann entweder an einem Metallkraftstofftank oder an einem Kunststoffkraftstofftank
im Voraus montiert werden. Die Einfüllrohreinrichtung, die das
erfindungsgemäße Einweg-Rückschlagventil
enthält,
nimmt ohne weiteres einen Heberschlauch oder Saugschlauch auf, der durch
das die Fülldüse aufnehmende
Anschlussende der Einfüllrohreinrichtung
eingeführt
wird, und ermöglicht
einen Durchgang des Heberschlauchs durch das Einwegventil in den
Kraftstofftank ohne die Gefahr, dass das Ende des Heberschlauchs
in dem Einwegventil gefangen oder stecken bleibt oder dass die elastische
Dichtung für
das Einwegventil beschädigt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Querschnitt eines Abschnitts eines metallenen Kraftstofftanks,
an dem die Einfüllrohr-
und Klappenrückschlagventileinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung befestigt ist;
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2 zeigt
eine der 1 ähnliche Ansicht einer modifizierten
Ausführungsform
der Erfindung, wie sie an einem Kunststoffkraftstofftank eingebaut ist;
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3 zeigt
einen Querschnitt einer Ausführungsform
des Ventils, das in der Einrichtung nach 1 verwendet
wird;
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4 zeigt
eine modifizierte Ausführungsform
des Ventils zur Verwendung in dem System nach 2;
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5 zeigt
eine Anordnung des Ventils nach 3 zur Verwendung
in dem System nach 2 und
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6 zeigt
eine Explosionsansicht des Ventils nach 3.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend
auf 1 ist eine Kraftstofftank- und Einfüllrohreinrichtung,
die die vorliegende Erfindung verwendet, allgemein bei 10 angezeigt
und veranschaulicht, wie sie auf einen Metallkraftstofftank 12 angewandt
ist, der eine Zugangsöffnung 14 aufweist,
die in der oberen Wand von diesem ausgebildet ist, wobei eine allgemein
bei 16 angezeigte Einfüllrohreinrichtung,
einschließlich
eines Einwegventils, durch diese aufgenommen und daran gesichert ist.
Die Einrichtung 16 enthält
ein Einwegventil, das allgemein bei 18 angezeigt ist, mit
einem metallenen Befestigungsrohr 20, dessen ein Ende über dem Ventil 18 aufgenommen
ist; und das Rohr 20 kann eine daran ausgebildete kreisringförmige Windung oder
Umbiegung 22 enthalten und kann über der Öffnung 22 gesichert
und durch ein geeignetes Hilfsmittel, beispielsweise durch Anschweißen an dem
Tank 12, gegen diese abgedichtet sein.
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Das
obere Ende des Rohrs 20 ragt außerhalb des Tanks vor, wobei
ein Einfüllschlauch,
vorzugsweise aus einem Elastomermaterial, wie durch das Bezugszeichen 24 gekennzeichnet,
darüber
aufgenommen ist, dessen unteres Ende über dem oberen Ende des Rohrs 20 aufgenommen
ist. In dem oberen Ende des Schlauchs 24 kann ein Anschlussrohr 26 zur
Aufnahme einer Düse
aufgenommen sein, dessen oberes Ende offen und dazu eingerichtet
ist, darin eine (nicht veranschaulichte) Tankdüse oder Zapfpistole aufzunehmen.
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Bezugnehmend
auf 3 ist das Ventil 18 im Querschnitt und
vergrößert dargestellt
und enthält einen
rohrförmigen
Grundkörper 28,
dessen oberes Ende mit einem ringförmigen Widerhaken versehen ist,
in dem eine Dichtungsringnut 30 ausgebildet ist; und zwischen
den Enden des Rohrs 28 sowie unterhalb der Dichtungsringnut 30 kann
ein kreisringförmiger
Befestigungsflansch 32 vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist.
Der Innenumfang des Rohrs 28 weist wenigstens eine und
vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
radial nach innen ragende Rippen 34 auf, die darin ausgebildet
sind.
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Das
untere Ende des Rohrs 28 weist einen Vorsprung 36 auf,
der sich von diesem nach außen erstreckt
und in Umfangsrichtung mit den Rippen 34 ausgerichtet ist.
In dem Vorsprung 36 ist ein Schlitz 38 ausgebildet,
der in der Axialrichtung des Rohrs länglich gestaltet ist und in
dem eine Torsionsfeder 48 aufgenommen ist, deren ein Ende über dem
Ende des Rohrs 28 radial nach innen vorragt.
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Das
Rohr 28 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und kann
ein darin eingestreutes elektrisch leitendes Material aufweisen,
um eine Ableitung akkumulierter statischer elektrischer Ladung zu
erleichtern.
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Ein
bewegbares Ventilelement, das in Form einer Ventilklappe ausgeführt sein
kann, ist allgemein bei 50 angezeigt und über dem
Ende des Rohrs 28 angeordnet und weist eine kreisringförmige elastische,
vorzugsweise elastomere Dichtung 52 auf, die an seinem
Umfang gesichert ist, um mit dem unteren Ende des Rohrs 28 in
Dichtungskontakt zu treten. Das Ventilelement 50 weist
ein Paar Arme 54 auf, die sich auf gegenüberliegenden
Seiten des Ventilelementes 50 von diesem nach außen erstrecken,
wobei jeder Arm einen daran ausgebildeten nach innen ragenden Drehzapfen 56 aufweist.
Bei der Befestigung des Ventilelementes 50 wird jeder der
Arme 54 durchbogen; und die Drehzapfen 56 werden
jeweils in gegenüberliegenden
Enden des Schlitzes 38 an dem Vorsprung 36 in
Eingriff gebracht, wodurch Gelenke zur Schwenkbewegung des Ventilelementes 50 um
das Ende des Rohrs 28 gebildet werden. Über der Öffnung des unteren Endes des
Rohrs 28 und über
dem Ventilelement 50 ist eine sich abschnittsweise in Umfangsrichtung
erstreckende Abschirmung oder Ummantelung 58 ausgebildet.
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Das
nach innen ragende Ende 41 der Torsionsfeder 48 greift
verschiebbar an einer erhöhten Kontaktfläche 60 an
(vgl. 6), die auf der äußeren Stirnfläche des
Ventilelementes 50 vorgesehen ist.
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Es
versteht sich, dass die Drehzapfen 56 in axialer Richtung
in dem Schlitz 38 mit begrenztem Spiel bewegbar sind, wodurch
ermöglicht
wird, dass die Kraft des Endes 41 der Torsionsfeder auf
das Ventilelement 50 an der Oberfläche 60 zentral angewandt
wird, und dem Ventilelement 50 ermöglicht wird, sich selbst auszurichten,
um an dem Ende des Rohrs 28 aufzusitzen. Das Ventil 50 enthält eine
Ablenkrippe 61, die an seiner Innenfläche ausgebildet ist und dazu
dient, eine Steuerkurvenwirkung zu erzeugen, um das Ventil beim
Einführen
eines Heberschlauchs zu öffnen,
der in 3 in gestricheltem Umriss angezeigt und durch das
Bezugszeichen 62 gekennzeichnet ist. Das Ende des Schlauchs 62 gleitet
entlang der Rippe 34 und kommt mit der Rippe 61 in
Berührung,
wodurch eine Verschwenkung des Ventilelementes 50 um die
Drehzapfen 56 in dem Schlitz 38 in die in 3 mit
gestrichelter Linie veranschaulichte Position bewirkt wird. Die
Rippen 34 und 61 dienen dazu, den Heberschlauch
von der Dichtung 52 wegzuführen, wodurch verhindert wird,
dass der Grund den Schlauch erfasst oder beschädigt.
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Bezugnehmend
auf 2 ist ein allgemein bei 100 angezeigtes
abgewandeltes System, das die vorliegende Erfindung verwendet, in
Form eines Kunststoffkraftstofftanks 102 veranschaulicht,
der eine in einem Abschnitt der oberen Wand von diesem ausgebildete
Zugangsöffnung 104 aufweist,
durch die eine allgemein bei 106 angezeigte Einfüllrohreinrichtung
eingeführt
ist, die eine Einweg- oder Klappenrückschlagventileinrichtung,
die allgemein bei 106 angezeigt ist, und einen Schlauch 110 enthält, dessen
unteres Ende über
einem Abschnitt der Ventileinrichtung aufgenommen ist, der sich
außerhalb des
Tanks erstreckt; und an dem oberen Ende des Schlauchs 110 ist
ein Fülldüsenanschlussrohr 112 befestigt,
das zur Verbindung mit der Fahrzeugstruktur eingerichtet ist.
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Bezugnehmend
auf 5 ist die Einweg-Ventileinrichtung 108 in
einer vergrößerten detaillierten
Darstellung veranschaulicht, wie sie einen Ventilgrundkörper mit
einer im Wesentlichen rohrförmigen
Gestalt aufweist, der mit dem Bezugszeichen 114 versehen
ist, wobei das obere Ende von diesem einen kreisringförmigen Widerhacken 116,
der daran ausgebildet ist, und eine Dichtungsringnut 118 aufweist,
die zwischen seinen Enden darin ausgebildet ist, wobei in dieser
ein Dichtungsring 120 aufgenommen ist. Um den Außenumfang
des rohrförmigen
Elementes 114 kann zwischen der Dichtungsnut 118 und dem
unteren Ende des Rohrs ein ringförmiger Flansch 122 ausgebildet
sein.
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Ein
Befestigungselement 124, mit vorzugsweise einer länglichen
rohrförmigen
Gestalt, weist ein Ende auf, das bemessen und konfiguriert ist,
um über
dem kreisringförmigen
Widerhacken 116 des Ventilrohrs 114 aufgenommen
zu werden; und der Innenumfang des rohrförmigen Befestigungselementes 124 ist
abgedichtet über
dem Ring 120 des Ventilrohrs 114 angeordnet. Vorzugsweise
ist das untere Ende des rohrförmigen
Elementes 124 gegen eine axiale Stirnfläche des Flansches 122 abgestützt. Das obere
Ende des rohrförmigen
Elementes 124 oder das in Bezug auf den Flansch 122 entgegengesetzte Ende
kann einen daran ausgebildeten kreisringförmigen Widerhacken 126 aufweisen,
um mit dem Ende des Schlauchs 110 (2) zu einer
fluiddichten Verbindung verbunden zu werden.
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Das
ringförmige
Befestigungselement oder -rohr 124 weist einen radial nach
außen
ragenden Flansch 128 auf, der um seinen Außenumfang
herum ausgebildet und in Axialrichtung zwischen den Enden des Elementes 124 angeordnet
ist. Es ist jedoch verständlich,
dass der Flanch 128 an anderen Stellen an dem rohrförmigen Element 124,
beispielsweise an seinem unteren Ende, falls dies erwünscht ist,
angeordnet sein kann.
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Der
Flansch 128 weist ein kreisringförmiges Dichtungselement 130 auf,
das vorzugsweise aus einem Elastomer ausgebildet und um den Umfang
des Elementes 130 herum in der Nähe der Unterseite des Flansches
angeordnet ist; und die Dichtung 130 kann durch einen Haltering 132 daran
gehalten sein, dessen Innenumfangsfläche reibschlüssig mit
einer Schulter 129 verbunden ist, die an dem rohrförmigen Element 124 vorgesehen
ist.
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Der
Flansch 128 und der Dichtungsring 130 sind mit
einem Überzug
oder Überguss 132 versehen,
der aus einem mit dem Tank 102 vereinbaren oder zusammenpassenden
Material ausgebildet ist, so dass das Übergussstück 132 nach Einführung des Ventils 106 durch
die Zugangsöffnung 104 an
dem Tank durch Schweißung
befestigt und abgedichtet werden kann.
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Das
rohrförmige
Element 114 weist ein allgemein bei 134 angezeigtes
Einweg-Ventilelement oder Klappenventil auf, das um einen Schlitz 136 verschwenkt
wird, der in einem an dem rohrförmigen Element 114 vorgesehenen
Vorsprung 138 ausgebildet ist. Das Ventilelement 134 weist
eine Ringdichtung 140 auf, die über seinem Umfang vorgesehen ist,
um eine Abdichtung gegen das Ende des Rohrs 114 zu schaffen.
Alternativ kann die Dichtung 140 an dem unteren Ende des
Rohrs 114 montiert sein. Es versteht sich, dass die Funktionsweise
und der Aufbau des Ventils 134 ähnlich sind denjenigen des
Ventils 50 der Ausführungsform
nach 3. Das Rohr 114 weist in ähnlicher
Weise eine darin ausgebildete Schlauchablenkrippe 142 auf,
die ähnlich
gestaltet ist, um in gleicher Weise wie die Rippe 34 in
der Ausführungsform
nach 3 zu wirken. Es ist offensichtlich, dass die Ventileinrichtung 108 nach 5 der Ventilstruktur
der Ausführungsform 18 nach 3 ermöglicht,
in einem Adapterrohr 124 montiert um an einem Kunststoffkraftstofftank
gesichert zu werden.
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Bezugnehmend
auf 4 ist dort eine abgewandelte Ausführungsform
einer Einweg-Ventileinrichtung zur Befestigung an einem Kunststoffkraftstofftank
allgemein bei 144 veranschaulicht und enthält einen
rohrförmigen
Ventilgrundkörper 146,
der vorzugsweise in Form eines integralen einstückigen Elementes ausgebildet
ist, dessen oberes Ende mit einem ringförmigen Widerhacken 148 versehen
ist, der dazu vorgesehen ist, in dem unteren Ende des Schlauchs 110 der
Systemanordnung nach 2 aufgenommen zu werden.
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Der
rohrförmige
Ventilgrundkörper 126 weist einen
kreisringförmigen
radial nach außen
ragenden Flansch 150 auf, der daran vorgesehen und vorzugsweise
einstückig
mit dem Grundkörper 146 ausgebildet
ist. Ein vorzugsweise aus einem Elastomermaterial ausgebildeter
Dichtungsring, der mit dem Bezugszeichen 152 bezeichnet
ist, ist um den Außenumfang
des Flansches 150 an der Unterseite von diesem angeordnet
und kann daran durch einen Haltering 154 in Stellung gehalten
werden, der mit einer kreisringförmigen
Schulter 151 reibschlüssig
verbunden ist, die an dem Flansch 150 vorgesehen ist. Die Dichtung 152 und
der Flansch 150 sind mit einem Überzug 156 versehen,
der vorzugsweise durch Übergießen oder Überspritzen
mit einem Material gebildet ist, das mit dem Kunststoffkraftstofftank 102 vereinbar
ist oder zu diesem passt, um eine Befestigung an diesem, beispielsweise
durch Anschweißen in
einer ähnlichen
Weise wie bei der Ausführungsform
nach 5, zu erleichtern.
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An
dem unteren Ende des rohrförmigen
Elementes 146 ist ein allgemein bei 158 angezeigtes Einwegventil
vorgesehen; und es versteht sich, dass das Ventilelement 158 mit
den Ventilelementen 50, 134 der Ausführungsformen
nach 3 und 5 identisch sein kann. Der Schlauch 110 ist über dem Widerhacken 148 montiert,
während
das Rohr 112 in dem oberen Ende des Schlauchs 110 aufgenommen ist.
Die aus dem Ventil 144 und dem Schlauch 110 sowie
der Düsenaufnahme 112 gebildete
Anordnung wird anschließend
in der Zugangsöffnung
in dem Tank eingebaut und durch Anschweißen des Überzugs 156 an dem
Tank gesichert. Somit ist das Ventil 144 nach 4 eingebaut
und funktioniert in der gleichen Weise wie das Ventil nach 5.
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Die
vorliegende Erfindung stellt somit eine einfach und leicht herstellbare
Einfüllrohreinrichtung, einschließlich eines
gewöhnlichen
Einwegventils, zur Montage an einem Kraftstofftank entweder aus
Metall oder aus Kunststoff bereit. Das Einwegventil ist im Inneren
mit Rippen ausgestaltet, um einen durch das Einfüllrohr eingeführten Heberschlauch
derart abzulenken, dass der Heberschlauch das Einwegventil öffnet und
durch dieses hindurch in den Innenraum des Kraftstofftanks gelangt.
Obwohl die Erfindung hier vorstehend in Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen
beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung zahlreiche
Modifikationen und Veränderungen
erfahren kann und lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.