DE60209418T2

DE60209418T2 - Kraftstofftank

Info

Publication number: DE60209418T2
Application number: DE60209418T
Authority: DE
Inventors: Luigino Fiorio
Original assignee: Dayco Fuel Management SpA
Current assignee: Dayco Fuel Management SpA
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2022-10-05
Also published as: ITTO20010945A1; EP1300274B1; ES2258126T3; DE60209418D1; EP1300274A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstofftank.
Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise den Sektor der Kraftstofftanks für Kraftfahrzeuge, auf die sich die nachfolgende Beschreibung ausdrücklich ohne Einschränkung bezieht.
Es ist auf dem Automobilsektor bekannt, dass in den Tanks vorhandener Kraftstoff aufgrund seines relativ hohen Dampfdrucks dazu neigt, zu verdampfen und in die Umgebung freigegeben zu werden, und folglich die Luft verschmutzt. Aus diesem Grund wird in den meisten Ländern durch die für den Automobilsektor geltenden Umweltschutzvorschriften gefordert, dass jedes Fahrzeug mit einem Temporär-Akkumulator, der normalerweise als "Filter" bezeichnet wird, für die Kraftstoffdämpfe, die sich in dem Tank bilden, insbesondere bei parkendem Fahrzeug, ausgerüstet ist.
Derzeit ist der Akkumulator in einer von dem Tank getrennten Kammer des jeweiligen Kraftfahrzeugs angeordnet und über einen rohrförmigen Kanal mit dem Tank verbunden, damit der Kraftstoffdampf von dem Tank zu dem Akkumulator gelangen kann. Bei dieser Lösung wird eine relativ lange Vorrichtung zum Verbinden des Tanks mit dem innerhalb einer normalerweise relativ kleine Dimensionen aufweisenden Kammer angeordneten Akkumulator benötigt.
In US-B-6250081 ist ein Kraftstofftank beschrieben, der die Merkmale aus dem Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere aufweist: ein Gehäuse, erste und zweite Kammern in dem Gehäuse, wobei die erste Kammer zum Aufnehmen des Kraftstoffs vorgesehen ist; eine Innenwand in dem Gehäuse zum Trennen der beiden Kammern voneinander; für die temporäre Akkumula tion von Kraftstoffdampf vorgesehene Akkumulatoreinrichtungen in der zweiten Kammer; eine erste Verbindungseinrichtung zwischen den beiden Kammern zum Leiten des Kraftstoffdampfs von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer; eine zweite Verbindungseinrichtung zwischen der zweiten Kammer und der Umgebung; und eine mit der zweiten Kammer verbundene Ansaugeinrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der zweiten Kammer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des oben beschriebenen Tank ist die Innenwand aus Polyethylen gefertigt.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass Polyethylen ein Material ist, das, wenn es nicht oberflächenbehandelt ist, beispielsweise durch Fluorierung, ein hohes Maß an Permeabilität gegenüber Kohlenwasserstoffen aufweist. Eine Fluorierung kann jedoch nicht an der Innenwand durchgeführt werden, da bei dieser Behandlung Parasitärreaktionen mit den Akkumulatoreinrichtungen auftreten können, welche normalerweise aus Aktivkohle gebildet sind.
Daher besteht das Problem, dass verhindert werden muss, dass Kohlenwasserstoffmoleküle durch die Innenwand in die Nähe der zweiten Verbindungseinrichtung und ohne Durchlaufen der Akkumulatoreinrichtungen in die Umgebung gelangen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstofftank bereitzustellen, der nicht den oben beschriebenen Nachteil aufweist und der einfach und ökonomisch herstellbar ist.
Erfindungsgemäß sind Unterteilungseinrichtungen in der zweiten Kammer vorgesehen zum Unterteilen der zweiten Kammer in eine Innenkammer und eine Außenkammer, die die Innenkammer umgibt und mit der Innenkammer in Verbindung steht, wobei die erste Verbindungseinrichtung und die Ansaugeinrichtung mit der Außenkammer in Verbindung stehen und die zweite Verbindungseinrichtung mit der Innenkammer in Verbindung steht.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, in der eine Ausführungsform, die keine Einschränkung darstellt, teilweise in axialer Schnittansicht gezeigt ist.
In der beiliegenden Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 generell einen Kraftstofftank, der außen von einem Gehäuse 2 begrenzt ist, das eine Außenwand 3 aus Polyethylen aufweist. Der Tank 1 weist eine Kammer 4 zum Aufnehmen des Kraftstoffs und eine Kammer 5 auf, die für die temporäre Akkumulation von Kraftstoffdämpfen vorgesehen ist und innerhalb eines Polyethylengehäuses 6 von im Wesentlichen zylindrischer Form, das in dem Gehäuse 2 angeordnet ist, ausgebildet ist.
Das Gehäuse 6 weist eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand 7 mit einer Längsachse 8 auf und ist an entgegengesetzten Enden von zwei orthogonal zu der Seitenwand verlaufenden Stirnwänden 9 und 10 verschlossen, von denen die Stirnwand 10 von einem Teil der Außenwand 3 gebildet ist, während die Seitenwand 7 und die Stirnwand 9 einstückig ausgebildet sind und eine Innenwand 11 des Tanks 1 bilden.
In dem Gehäuse 6 ist die Kammer 5 gebildet von der Seitenwand 7; einer feststehenden kreisförmigen Bodenwand 12, die gasdurchlässig und vorzugsweise perforiert ist, die der Stirnwand 10 gegenüberliegend und benachbart angeordnet ist, und die entlang ihrem Außenumfang mit der Innenfläche der Seitenwand 7 gekoppelt ist, um mit der Seitenwand 7 und der Stirnwand 10 einen zylindrischen Hohlraum 13 zu bilden; und einer bewegbaren kreisförmigen Bodenwand 14, die der Stirnwand 9 gegenüberliegend und benachbart angeordnet ist, die auf der der Stirnwand 10 zugewandten Seite mit einer Abdeckschicht 15 abgedeckt ist, deren Außenumfang gleitbar mit der Innenfläche der Seitenwand 7 gekoppelt ist, und die von mehreren zwischen der Stirnwand 9 und der Bodenwand 14 zusammengedrückten Federn 16 in Richtung der Stirnwand 10 gedrückt wird.
In der Kammer 5 ist ein zylindrisches rohrförmiges Element 17 aus Polyethylen angeordnet, das koaxial zu der Achse 8 durch die Bodenwand 12 verläuft und das ein Ende 18, welches fluiddicht mit einer Innenfläche der Stirnwand 10 verbunden ist, und ein weiteres Ende aufweist, das der Bodenwand 14 gegenüberliegend und benachbart angeordnet ist, und das eine Einlassöffnung 19 einer Innenkammer 20 aufweist, die von dem rohrförmigen Element 17 begrenzt ist. In der Kammer 5 bildet das rohrförmige Element 17 zusätzlich zu der Innenkammer 20 eine ringförmige Außenkammer 21, die zwischen dem rohrförmigen Element 17 und der Seitenwand 7 ausgebildet ist und durch die Öffnung 19 mit der Innenkammer 20 in Verbindung steht.
Die Kammer 5 nimmt ein körniges Adsorptionsmaterial 22, beispielsweise Aktivkohle, auf, das mit einem vorgegebenen Druck von einer Kompressoreinrichtung 23, die von der Bodenwand 14 und den Federn 16 gebildet ist, komprimiert wird.
Der Tank 1 weist ferner eine Verbindungseinrichtung 24 auf, die derart angeordnet ist, dass sie außerhalb des rohrförmigen Elements 17 durch die Stirnwand 10 verläuft, um direkt in den Hohlraum 13 zu münden, die über einen Kanal 25 mit der Kammer 4 verbunden ist, und die den Einlass für den Kraftstoffdampf in die Kammer 5 bildet. Der Tank 1 weist ferner eine weitere Verbindungseinrichtung 26 auf, die derart angeordnet ist, dass sie innerhalb des rohrförmigen Elements 17 durch die Stirnwand 10 verläuft, um direkt in den Hohlraum 13 zu münden, die mit der Innenkammer 20 ausgerichtet ist, und die die Innenkammer 20 mit der Umgebung verbindet. Schließlich weist der Tank 1 eine Verbindungseinrichtung 27 auf, die derart angeordnet ist, dass sie außerhalb des rohrförmigen Elements 17 durch die Stirnwand 10 verläuft, um direkt in den Hohlraum 13 zu münden, und die die Außenkammer 21 mit einem Ansaugkanal 28 verbindet, der normalerweise mit einer (nicht gezeigten) Zuführsammelleitung eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors verbunden ist.
Bei Betrieb alternieren eine erste Adsorptionsphase und eine zweite Desorptions- oder Spülphase. In der Adsorptionsphase tritt der aus der Kammer 4 kommende Dampf über den Kanal 25 und die Verbindungseinrichtung 24 in die mit der Außenkammer 21 ausgerichtete Kammer 5 ein, wird in dem Hohlraum 13 verteilt und gelangt durch Diffusion durch die Außenkammer 21 zu der Bodenwand 14 und dann nach Durchlaufen der Öffnung 19 und der Innenkammer 20 zu der Stirnwand 10.
Folglich wird der Kraftstoffdampf vor dem Erreichen der Verbindungseinrichtung 26 in der Kammer 5 verteilt und sättigt im Wesentlichen vollständig die Adsorptionsstellen in dem Adsorptionsmaterial 22.
Dabei muss darauf hingewiesen werden, dass selbst der Kraftstoff, der direkt durch die Innenwand 11 in die Kammer 5 eindringen kann, über eine relativ lange Strecke strömen muss, entlang der das Adsorptionsmaterial 22 angeordnet ist, bevor er in die Umgebung gelangt. Im schlimmsten Fall muss der Kraftstoff die Innenkammer 20 durchlaufen, bevor er die Verbindungseinrichtung 26 erreicht.
Bei der zweiten Spül- oder Desorptionsphase ist der Ansaugkanal mit der (nicht gezeigten) Zuführsammelleitung verbunden, so dass die Außenluft durch die Verbindungseinrichtung 26 in die Innenkammer 20 gesaugt wird und beim Durchlaufen der Innenkammer 20, der Öffnung 19, der Außenkammer 21 und des Hohlraums 13 das Adsorptionsmaterial 22 regeneriert. Auf diese Weise wird der in der ersten Phase adsorbierte Kraftstoff aus der Kammer 5 gesaugt.
Bei einer Variante des oben beschriebenen Tanks 1 ist die kreisförmige Wand 12 bewegbar.
Bei einem möglichen Verfahren zum Herstellen des Tanks 1 werden das Gehäuse 2 und das Gehäuse 6 getrennt ausgebildet und durch Verschweißen der Wand 11 mit der Wand 3 miteinander verbunden.

Claims

Kraftstofftank mit einem Gehäuse (2), ersten und zweiten Kammern (4, 5) in dem Gehäuse (2), wobei die erste Kammer (4) zum Aufnehmen des Kraftstoffs vorgesehen ist; einer Innenwand (11) in dem Gehäuse (2) zum Trennen der beiden Kammern (4, 5) voneinander; für die temporäre Akkumulation von Kraftstoffdampf vorgesehene Akkumulatoreinrichtungen (22) in der zweiten Kammer (5); einer ersten Verbindungseinrichtung (24, 25) zwischen den beiden Kammern (4, 5) zum Leiten des Kraftstoffdampfs von der ersten Kammer (4) zu der zweiten Kammer (5); einer zweiten Verbindungseinrichtung (26) zwischen der zweiten Kammer (5) und der Umgebung; und einer mit der zweiten Kammer (5) verbundenen Ansaugeinrichtung (28) zum Erzeugen eines Unterdrucks in der zweiten Kammer (5), dadurch gekennzeichnet, dass Unterteilungseinrichtungen (17) in der zweiten Kammer (5) vorgesehen sind zum Unterteilen der zweiten Kammer (5) in eine Innenkammer (20) und eine Außenkammer (21), die die Innenkammer (20) umgibt und mit der Innenkammer (20) in Verbindung steht, wobei sowohl die Innen- als auch Außenkammer (20, 21) die Akkumulatoreinrichtungen (22) aufweisen, die erste Verbindungseinrichtung (24, 25) und die Ansaugeinrichtung (28) mit der Außenkammer (21) in Verbindung stehen, und die zweite Verbindungseinrichtung (26) mit der Innenkammer (20) in Verbindung steht.
Tank nach Anspruch 1, bei dem die Innenwand (11) und das Gehäuse (2) aus dem gleichen Material gefertigt sind.
Tank nach Anspruch 2, bei dem das Material Polyethylen ist.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Akkumulatoreinrichtungen (22) Aktivkohle aufweisen.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Kompressoreinrichtung (23) zum Setzen der Akkumulatoreinrichtungen (22) auf einen vorgegebenen Druck in der zweiten Kammer (5).
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse (2) eine Außenwand (3) aufweist, wobei die Innenwand (11) becherförmig ausgebildet ist und derart mit der Außenwand (3) verbunden ist, dass sie mit einem Teil der Außenwand (3) ein Innengehäuse (6) zum Aufnehmen der Akkumulatoreinrichtungen (22) bildet.
Tank nach Anspruch 6, bei dem das Innengehäuse (6) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und eine zylindrischen Seitenwand (7) und erste und zweite Stirnwände (10, 9) aufweist; wobei die erste Stirnwand (10) von dem Teil der Außenwand (3) gebildet ist und die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (24, 25, 26) und die Ansaugeinrichtung (28) über die erste Stirnwand (10) mit der zweiten Kammer (5) in Verbindung stehen.
Tank nach Anspruch 5 und 7, bei dem die zweite Stirnwand (9) eine axial bewegbare Bodenwand (14) aufweist; wobei die Kompressoreinrichtung (23) die Bodenwand (14) und eine elastische Schubeinrichtung (16) zum Verschieben der Bodenwand (14) in Richtung der ersten Stirnwand (10) aufweist.
Tank nach Anspruch 7, bei dem die Unterteilungseinrichtung (17) ein rohrförmiges Element (17) aufweist, das koaxial zu der Seitenwand (7) angeordnet ist und ein von dem Teil der Außenwand (3) verschlossenes erstes Ende (18) und ein der zweiten Stirnwand (9) gegenüberliegend und benachbart angeordnetes zweites Ende aufweist; wobei die Innenkammer (20) in dem rohrförmigen Element (17) angeordnet ist; die Außenkammer (21) ringförmig ausgebildet ist und zwischen der Seitenwand (7) und dem rohrförmigen Element (17) angeordnet ist und über das zweite Ende mit der Innenkammer (20) in Verbindung steht.