DE60218850T2

DE60218850T2 - Einbau eines ventils in einen tank

Info

Publication number: DE60218850T2
Application number: DE2002618850
Authority: DE
Inventors: Kenneth Maynard Jerome Spink
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004534692A; US6584996B2; DE60218850D1; EP1406780B1; CA2451339A1; KR20040030810A; MXPA04000476A; EP1406780A1; TW534877B; US20030015235A1; WO2003008224A1; BR0211331A

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft den Einbau eines Ventils in dem Innenraum eines Tanks, beispielsweise eines schwimmerbetätigten Entlüftungsventils in dem Innenraum eines Kraftstofftanks, z.B. eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs, wobei das Ventil für den Zweck der Steuerung einer Entlüftung von Kraftstoffdämpfen aus dem Tank dient.
In Kraftstofftanksystemen von Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, die Emissionen von Kraftstoffdampf aus dem Tank, insbesondere beim Auftanken, zu kontrollieren. Momentan weisen serienmäßige Personenkraftfahrzeuge und leichte Lastkraftwagen, die Benzinkraftstoff verbrennen, aus dem Tank herausführende Dampfentlüftungsleitungen auf, die mit einem Speicherbehälter, beispielsweise einem Filter verbunden sind, der mit einem kohlehaltigen Material zur Adsorption der Dämpfe in den Zeiträumen beim abgeschalteten Fahrzeugmotor und zur nachfolgenden Spülung während eines Fahrzeugmotorbetriebs gefüllt ist.
Bisher sind Kraftstoffdampfentlüftungsventile für Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen in der oberen Wand des Tanks durch eine zu diesem Zweck vorgesehene Zugangsöffnung in dem Tank hindurch eingebaut worden, wobei ein Teil des Ventilkörpers oder -gehäuses sich außerhalb des Tanks erstreckt, während ein Teil mit dem Schwimmer und dem darin befindlichen schwimmerbetätigten Ventil sich durch die Zugangsöffnung hindurch in den Innenraum des Tanks hinein erstreckt.
Die Zugangsöffnung für ein Kraftstofftankdampfentlüftungsventil muss sich notwendigerweise an dem höchsten Punkt der oberen Wand des Tanks befinden, um sicherzustellen, dass sie in dem Dampfdom in dem Tank angeordnet ist. Somit muss die für das Dampfentlüftungsventil erforderliche Zugangsöffnung an einer von der Zugangsöffnung, die zum Einbau des schwimmerbetätigten Kraftstofffüllstandmessfühlers oder Kraftstofffüllstandsignal-„Gebers", wie derartige Vorrichtungen häufig genannt werden, gesonderten Stelle angeordnet sein. Eine derartige Anordnung erfordert die Anbringung und Abdichtung des Ventilkörpers an der gesonderten Zugangsöffnung in dem Tank.
Derzeit sind viele serienmäßige Kraftfahrzeugtanks aus einem nichtmetallischen Material, beispielsweise einem gespritzten oder gegossenen Kunststoff, aus einer Zusammensetzung ausgebildet, die die gewünschten mechanischen Eigenschaften für eine Robustheit im Betrieb und eine Montage des Tanks aufweisen. Dies ergibt das Problem, dass die Dämpfe durch die Kunststoffwand des Tanks hindurchdringen, an der der aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften ausgewählte Werkstoff für die Kraftstoffdämpfe nicht undurchlässig ist. Das Problem der Dampfdurchdringung durch die Tankwand hat zu der Ausbildung des Tanks mit einer Barriereschicht aus einem für Kraftstoff verhältnismäßig undurchlässigen Material in der Wand des Tanks geführt, die ansonsten aus einem anderen, durchlässigeren Material mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften ausgebildet ist. Dieser Aufbau hat Probleme bei der Schaffung einer für Kraftstoff undurchlässigen Abdichtung an dem Entlüftungsventilgrundkörper und der Tankwand bereitet, wenn in der Dampfbarriereschicht eine gesonderte Zugangsöffnung für ein Entlüftungsventil ausgeschnitten wird.
Es hat sich als unerschwinglich teuer und mühsam erwiesen, den Ventilkörper an der Tankwand mittels gesonderter Befestigungsmittel anzubringen, die rund um ein Dichtungselement zur Abdichtung um die gesonderte Zugangsöffnung herum angeordnet sind. Bisher sind, um die kostspielige Verwendung gesonderter Befestigungsmittel zu vermeiden, Teile des Ventilkörpers aus einem Kunststoff ausgebildet worden, der an dem Material der Tankwand mittels einer geeigneten Schweißtechnik, wie beispielsweise durch Heißelementschweißen oder Rotationsreibschweißen, anschweißbar ist.
Jedoch ist festgestellt worden, dass die Zugangsöffnung in der Dampfbarriereschicht der Tankwand einen Pfad bildet, über den Dämpfe das durchlässigere Material des Ventils und der Tankwand durchdringen und in die Atmosphäre entweichen können.
Die vorerwähnten Zweckmäßigkeiten, die zur Bereitstellung einer gesonderten Zugangsöffnung in dem Tank zur Montage eines Kraftstoffdampfentlüftungsventils in dem Tank herangezogen worden sind, haben sich bei der Herstellung und Montage des Tanks vor dem Einbau an dem Kraftfahrzeug als schwierig und ziemlich kostspielig erwiesen.
Es ist somit gewünscht gewesen, einen Weg oder Mittel zum Einbau des Ventils in dem Innenraum des Tanks ohne gesonderte Befestigungsmittel oder Schweißung sowie in einer Weise zu schaffen, die die Integrität der für Kraftstoffdampf undurchlässigen Barriereschicht in der Tankwand auf rechterhält und die Notwendigkeit einer gesonderten Zugangsöffnung in der Tankwand zum Einbau des Ventils beseitigt.
Die Druckschrift WO 01/07 806 A1 beschreibt ein Ventil und ein Verfahren zum Einbau desselben an einem Tank mit einer Ausführungsform, bei der der obere Wandabschnitt eines Kraftstofftanks mit einer sich nach oben erstreckenden, rohrförmigen, geschlossenen Verformung ausgebildet ist, die einen Hohlraum bildet. Eine Seitenwand der Verformung ist mit einem nach innen ragenden Randabschnitt gebildet, der für eine Festlegung eines Gehäuses eines Ventils mittels eines Eingriffs mit einer seitlich vorstehenden Schulter geeignet ausgestaltet ist, die sich an einem obersten Ende des Gehäuses erstreckt. Um eine Abdichtung des in dem Hohlraum aufgenommenen Gehäuses zu erhalten, ist ein O-Ring vorgesehen, der in einer geeigneten ringförmigen Nut aufgenommen ist, wodurch eine obere Kammer und eine untere Bodenkammer gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung, wie sie durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 8 definiert ist, stellt gegenüber dem zuvor erläuterten Stand der Technik eine Verbesserung hinsichtlich der seitlichen Stabilität dar.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ergibt ein verformbares oder Verfahren zur Anbringung eines Ventils an der Innenfläche eines Tanks, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist, sowie eine Ventilanordnung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist.
Die vorliegende Erfindung sieht ein biegbares Montageelement vor, das sich von einem Montage- bzw. Befestigungsabschnitt des Ventilkörpers aus erstreckt, wobei das Element verformt bzw. umgebogen wird, wenn es in eine im Inneren ausgebildete Ausnehmung in der Tankwand eingeführt wird. Der Umfangsrand des biegbaren Elementes steht mit der Ausnehmung reibschlüssig in Eingriff, um das Ventil in dieser zu haltern. An dem Befestigungsabschnitt ist ein Führungselement vorgesehen, das zu dem biegbaren Element im Abstand angeordnet ist und sich in gleicher Weise von dem Befestigungsabschnitt des Ventilkörpers aus nach außen erstreckt, wobei das Führungselement beim Einführen des biegbaren Elementes in die Ausnehmung eindringt. Das Führungselement steht mit der Innenfläche der Ausnehmung in Berührung und verhindert eine seitliche Bewegung des biegbaren Elementes, um zu verhindern, dass das biegbare Element aus seinem Eingriff mit der Ausnehmung gebracht wird. In der bevorzugten Ausführungsform weist das biegbare Element eine verhältnismäßig dünne Scheibe mit darin vorgesehenen Lücken auf, wobei die Lücken vorzugsweise sich radial erstreckende Schlitze aufweisen, die zwischeneinander biegbare fingerartige Teile bilden. In der bevorzugten Ausführungsform weist das Führungselement ebenfalls eine verhältnismäßig dünne scheibenartige Konfiguration auf, gleitet jedoch frei in der Montage- bzw. Befestigungsausnehmung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit, den Befestigungsabschnitt des Ventilkörpers, das biegbare Element und die Führung in Form einer einstückigen Konstruktion, vorzugsweise durch Gießen bzw. Spritzen von Kunststoff, auszubilden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ventil, das die Montageeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 zeigt eine Perspektivansicht der Ventilanordnung nach 1; und
3 zeigt eine Querschnittsansicht, geschnitten durch die Wand eines Kraftstofftanks, in dem der erfindungsgemäße Montageabschnitt einer Ventilanordnung eingebaut ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezugnehmend auf 1 und 2 ist die Ventilanordnung allgemein bei 10 angezeigt und enthält einen Ventilgrundkörper oder ein Ventilgehäuse, der bzw. das allgemein bei 12 angezeigt ist und einen unteren Teil 14, der eine Schwimmeranordnung 16 beinhaltet, und einen oberen Teil 18 aufweist, der an dem unteren Teil gesichert ist; und wobei der obere Teil 18 einen Auslassanschluss 20 aufweist, in dem ein Auslasskanal 22 ausgebildet ist. Die Funktion und Wirkungsweise des schwimmerbetätigten Ventils in dem Gehäuse 12 zur Steuerung einer Dampfströmung zu dem Auslasskanal 22 ist in der Technik allgemein bekannt, so dass eine diesbezügliche Beschreibung der Knappheit willen hier ausgelassen ist.
Der obere Teil 18 des Ventilgehäuses weist einen gemeinsam mit diesem geschaffenen und sich von diesem aus nach oben erstreckenden Montage- bzw. Befestigungsabschnitt 24 auf, der vorzugsweise eine längliche stabartige Konfiguration aufweist. Der Befestigungsabschnitt 24 weist ein an seinem oberen Ende vorgesehenes, elastisch verformbares Element auf, das von diesem vorragt und mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet ist, wobei das Element 26 eine Gestaltung nach Art einer verhältnismäßig dünnen Scheibe mit darin ausgebildeten Lücken 28 aufweist, die elastisch verformbare bzw. biegbare Abschnitte zwischen den Lücken ergeben. In der momentan bevorzugten Ausführungsform weist das biegbare Element 26 die Lücken auf, die in Form sich radial nach außen erstreckender Schlitze gestaltet sind, wie dies in 2 veranschaulicht ist. Der äußere Umfangsrand der Scheibe 26 ist abgefast oder abgeschrägt, um eine verhältnismäßig scharfe Kante zu schaffen; und in der bevorzugten Ausführungsform ist dieser auf beiden Seiten abgeschrägt bzw. abgefast, wie dies durch das Bezugszeichen 30 angegeben ist, wobei der Zweck hiervon nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben ist.
An dem Befestigungsabschnitt 24 ist ein Führungselement 32 angeordnet, das von diesem nach außen vorragt und zu dem biegbaren Element 26 im Abstand angeordnet ist; und das Führungselement 32 weist in der momentan bevorzugten Ausführungsform einen verhältnismäßig dünnen scheibenförmigen Aufbau auf, wie er in den Zeichnungen veranschaulicht ist. In der momentanen Ausführungsform der Erfindung sind der Befestigungsabschnitt 24, das biegbare Element 26 und das Führungselement 32 vorzugsweise in Form eines einstückigen Elementes integral ausgebildet und werden vorzugsweise durch Gießen bzw. Spritzen eines geeigneten Harz- oder Kunststoffmaterials gebildet. Es versteht sich jedoch, dass der Befestigungsabschnitt 24 von dem Ventilkörper 12 gesondert ausgebildet sein kann, wie dies auch die Elemente 26 und 32 sein können.
Bezugnehmend auf 3 ist ein Abschnitt der oberen Wand eines Kraftstofftanks 34 veranschaulicht, wie er einen erhöhten oder in Form eines umgedrehten Bechers ausgebildeten Abschnitt 36 aufweist, dessen Innenumfang 38 ausgebildet ist, um eine Ausnehmung 37 zur Montage der Ventilanordnung 10 zu schaffen.
Der Außenumfang des biegbaren Elementes 26 ist bemessen, um gemeinsam mit dem Innenumfang 38 der Ausnehmung 37 in der oberen Tankwand eine leichte Presspassung zu schaffen. In der momentanen Ausführungsform der Erfindung ist der äußere Umfangsrand des Führungselementes 32 ausgebildet, um einen eng anliegenden, jedoch frei gleitenden Sitz an dem Innenumfang 38 des Basisabschnitts der oberen Tankwand zu schaffen. Jedoch könnte das Führungselement 32 alternativ ähnlich dem biegbaren Element 26 ausgebildet sein, so dass beide verformbar sein könnten. Eine alternative Einrichtung würde jedoch eine größere Einbaukraft erfordern.
Unter Verweis auf 3 ist verständlich, dass beim Einbau, wenn das verformbare Element 26 in die Ausnehmung 38 eingeführt wird, die vorragenden Abschnitte des Elementes 26 zu einer schirmartigen Gestalt umgebogen bzw. verformt werden, wie in 3 veranschaulicht, wobei sein scharfer Umfangsrand, der durch die Schrägen bzw. Anfasungen 30 gebildet ist und mit der Ausnehmungswand 38 reibschlüssig in Eingriff steht, sein Entfernen verhindert. Das Führungselement berührt gleitend die innere Wand der Ausnehmung 38, um eine seitliche Bewegung des Befestigungsab schnitts 24 zu verhindern, wenn das Ventil in der Ausnehmung 38 eingebaut ist.
Die vorliegende Erfindung ergibt somit eine einzigartige und neue Technik zum Einbau eines Ventils in der inneren Wand eines Tanks und insbesondere eines Dampfentlüftungsventils in der oberen Wand eines Kraftstofftanks, ohne dass eine gesonderte Zugangsöffnung in der Tankwand, Befestigungsmittel oder eine Schweißung benötigt werden.
Obwohl die Erfindung hier vorstehend in Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung modifiziert und verändert werden kann und lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Verfahren zur Befestigung eines Ventils (10) an der Innenseite eines Behälters (34), das die Schritte aufweist, dass: (a) ein Befestigungsabschnitt (24) an einem Ende des Ventils bereitgestellt wird; (b) an dem Befestigungsabschnitt ein von diesem vorragendes elastisch biegbares Element (26) angeordnet wird und ein Führungselement (32) angeordnet wird, das von dem Befestigungsabschnitt vorragt und zu dem biegbaren Element im Abstand angeordnet ist; (c) eine Ausnehmung (37) in der Innenfläche der Wand des Behälters ausgebildet wird und das biegbare Element (26) für eine Presspassung in der Ausnehmung bemessen wird; (d) der Außenumfang des biegbaren Elementes (26) mit der Innenfläche der Ausnehmung (37) in Eingriff gebracht wird und das biegbare Element in die Ausnehmung eingeführt und gebogen wird, wobei anschließend das Führungselement (32) in die Ausnehmung eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung einer Ausnehmung (37) ein Gießen einer Ausnehmung mit einer zylindrisch gestalteten Innenwand enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung eines biegbaren Elementes (26) die Erzeugung einer verhältnismäßig dünnen Scheibe enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung eines elastisch biegbaren Elementes (26) eine Erzeugung einer verhältnismäßig dünnen Scheibe enthält, in der mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Lücken (28) vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Erzeugung einer Scheibe mit Lücken (28) die Ausbildung mehrerer sich in Radialrichtung erstreckender Schlitze enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ausbildung des zweiten vorragenden Führungselementes (32) eine Bemessung seines Außenumfangs für einen freien Gleitsitz in der Ausnehmung (37) enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte der Ausbildung eines biegbaren Elementes (26) und der Ausbildung eines vorragenden Führungselementes (32) ein Gießen eines einstückigen Elementes im Ganzen aufweisen.
Ventilanordnung (10) zum Einbau in einem Behälter (34), die aufweist: (a) ein Ventilgehäuse (12) mit einem Auslass (22) und einem Ventil zur Steuerung einer Strömung zu dem Auslass; (b) einen Befestigungsabschnitt (24), der an einem Ende des Gehäuses angeordnet ist und ein elastisch biegba res Element (26) aufweist, das von diesem vorragt und dazu eingerichtet ist, in eine Ausnehmung (37) in der Innenfläche der Wand des Behälters eingeführt und mit dieser verbunden zu werden; und (c) ein Führungselement (32), das von dem Befestigungsabschnitt vorragt und zu dem biegbaren Element (26) beabstandet angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Außenumfang des biegbaren Elementes (26) für eine Presspassung in einer Behälterausnehmung bemessen ist.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei das biegbare Element (26) eine verhältnismäßig dünne Scheibe aufweist.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Scheibe mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Lücken (28) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 11, wobei die Lücken (28) in Radialrichtung verlaufende Schlitze aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei der Befestigungsabschnitt (24), das biegbare Element (26) und das Führungselement (32) im Ganzen als ein einzelnes Stück ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 13, wobei das einzelne Stück durch Gießen erzeugt ist.