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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einheit
zur Rückgewinnung von Kraftstoffdämpf en, zum Einfangen und
Rückgewinnen von Kraftstoffdämpfen, die sonst von einem
Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges an die Atmosphäre entweichen würden.
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Aufnahmesysteme mit Aktivkohlepatronen zur Aufnahme von
aus Kraftstofftanks oder Vergaser-Schwimmerkammern von
Kraftfahrzeugen, oder aus anderen Kraftstoffbehältern austretenden
Kraftstoffdämpfen, zur Vermeidung von Kraftstoffdampfemissionen
in die Atmosphäre, sind bekannt. Diese Systeme bestehen im
allgemeinen aus einer Patrone mit Aktivkohle oder einem anderen,
Kraftstoffdämpfe umkehrbar adsorbierenden Medium. Die Patrone hat
einen von dem Kraftstofftank oder der Kraftstoffdampfquelle
kommenden Einlaß, wobei die Kraftstoffdämpfe typischerweise unter
leichtem Druck in die Patrone einströmen,
um dort von dem
Filtermedium adsorbiert und aufgenommen zu werden. Die Patrone hat
typischerweise auch einen Frischlufteinlaß und eine
Entlüftungsieitung, die mit dem Ansaugstutzen des Motors verbunden ist.
Während des Betriebs des Motors saugt der Unterdruck im
Ansaugstutzen Luft durch die Patrone hindurch an in den Motor, wobei
die Luft dem Filtermedium die Kraftstoffdämpfe wieder entzieht.
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Filterpatronen zur Regulierung von
Kraftstoffdampfemissionen im allgemeinen und ihre Anwendung bei der Regulierung von
Kraftstoffdämpfen von Kraftfahrzeugen sind dem Fachmann bekannt.
Solche Patronen umfassen oft zusätzlich zu einem in ihnen
enthaltenen Bett aus adsorbierendem Material noch andere Filtermittel.
Ein Beispiel dieser Technologie lehren die Patentschrift der
Vereinigten Staaten Nr. 4,568,797 von Brand; die Patentschrift
der Vereinigten Staaten Nr. 4,454,849 von Mizuno u.a.; und die
Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr. 4,326,489 von Heitert.
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Die US-A 4 173 207 legt eine Patrone dar, in welcher ein
Bett aus absorbierendem Teilchenmaterial zwischen oberen und
unteren, mit Öffnungen versehenen Sperrwänden (Druckplatten) und
an diese angrenzenden Filtern gehalten wird, und in welcher
Zwischenräume jeweils zwischen dem Bett und einer Verschlußkappe
bzw. dem Grund der Patrone gebildet werden, die mit dem
Kraftstofftank und der Atmosphäre kommunizieren, und in welcher die
obere Druckplatte mittels einer zwischen der Verschlußkappe und
der oberen Druckplatte angeordneten Schraubenfeder gegen das Bett
gedrückt wird.
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In der Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr.
3,683,597 von Beveridge u.a. wird eine
Aktivkohle-Filterpatroneneinheit 16 zur Regulierung der Kraftstoffdampfverluste aus
einem Fahrzeug-Kraftstofftank dargelegt. Die Patroneneinheit
umfaßt einen gegossenen Körper 16 mit einer oberen Abschlußwand,
die durch einen ringförmigen äußeren Teil 28 gekennzeichnet ist,
der mit flachen Rippen 32 versehen ist, welche sich radial zu
einer Dichtlippe hin erstrecken. Ein Abdeckteil 40 ist an einer
zylindrischen Innenwand 30 angebracht. Eine Kammer 45 innerhalb
des gegossenen Körpers 16 enthält Aktivkohle 46, die von einem
unteren Abdeckglied 47 und einer Blende 48 gehalten wird. Eine
Wellfeder 49 erzeugt eine aufwärts gerichtete Spannung gegen den
unteren Abschlußteil 47. Das untere Abdeckgiied hat eine
Siebstruktur mit radialen Rippen 56. Weitere Ausbildungen von
Patronen, offengelegt von Beveridge u.a., umfassen verdichtete
Polyurethankissen, die das adsorbierende Material in der Patrone fest
gepackt zurückhalten. Die Vorrichtungen von Beveridge u.a. bieten
sich nicht so leicht für
automatische Montageverfahren an, wie
dies wünschenswert wäre. In der Patentschrift der Vereinigten
Staaten Nr. 3,728,846 von Nilsson ist ein
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungssystem dargestellt, das einen über eine
Belüftungsleitung mit dem Kraftstofftank verbundenen Filter umfaßt. Der
Filter ist im Motorraum angeordnet, und die Belüftungsleitung ist
"durch den oberen Teil des Fahrzeugaufbaus geführt". Der Filter
6 enthält eine offene Patrone 19, deren Boden von einer Mehrzahl
von Lochungen 20 durchsetzt ist und als Lufteinlaß dient.
Innerhalb der Patrone befindet sich an deren Boden ein
Luftfilterelement 21 und über diesem ein Filterabschnitt 22, der aus einem
Filterelement 23 besteht. Deckel und Boden des Filterelements 23
werden von einer dünnen Schicht 24 eines luftdurchlässigen
Materials wie Schaumstoff umgeben. Außerhalb der Schichten 24 sind
perforierte Filterelementböden 25 angeordnet, die eine gewisse
Steifigkeit aufweisen und dazu dienen, die Filterabschnitte 22
zusammenzuhalten. Das Filterelement 23 besteht laut Patentschrift
aus Aktivkohlekörnern. Die Patrone 19 ist durch einen Deckel 26
abgeschlossen. Eine erste Öffnung 27 im oberen Deckel ist mit der
Belüftungsleitung des Kraftstofftanks verbunden. Eine zweite
Öffnung 28 ist mit dem Luftansaugsystem des Motors verbunden. Ein
offenbar steifer zentraler Flansch 29 erstreckt sich vom Deckel
26 aus nach innen und drückt auf den oberen Filterelementboden
25, um so die Position des Filterabschnitts 22 innerhalb der
Patrone zu sichern. In der Patentschrift der Vereinigten Staaten
Nr. RE 26, 196 von Hall besitzt eine zylindrische Patrone zur
Regelung von Kraftstoffdampfemissionen für ein Kraftfahrzeug
einen Filter 27, der einenends durch eine Blende 29 zur
Atmosphäre hin offen ist. Eine von dem anderen Ende der Patrone
kommende Belüftungsleitung 13 ist mit einem Kraftstofftank 11
verbunden. Eine Leitung 22 führt von dem Luftfilter 16 des Motors
zu einer elektrisch getriebenen, temperaturabhängig ausgelöste
Luftpumpe 23. Die Luftpumpe 23 läuft dann, wenn der Motor 10
steht und heiß ist. Eine von der Luftpumpe 23 kommende
Auslaßleitung 26 führt zum Filter 27, der
passendes adsorbierendes
Material 28 wie Aktivkohle enthält. Eine vom Filter 27 kommende
Leitung 30 führt zu einer thermischen Reinigungsvorrichtung 31,
die über eine Luftleitung 32 mit dem Vergaser 15 verbunden ist.
Alle Entlüftungsleitungen (Leitung 13 vom Kraftstofftank zum
Filter, Leitung 26/22 vom Luftfilter zum Filter, und Leitung
32/30 vom Vergaser zum Filter) erstrecken sich in den Filter 27
hinein und kommunizieren mediendurchgängig miteinander. In der
Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr. 3,854,911 von Walker
wird eine Einrichtung zur Regulierung der Verdunstung aus einer
Vergaser-Schwimmerkammer eines Motors und einem zugehörigen unter
Druck stehenden Kraftstofftank dargelegt. Die Dämpfe werden in
eine dampfadsorbierende Patrone 21 abgeführt. In der
Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr. 4,058,380 von King ist ein
ein Aktivkohlebett enthaltendes System zur Regulierung von
Verdampfungsemissionen mit einer oder mehreren Abweiswänden
versehen, welche die Dämpfe zur Erhöhung der Wirksamkeit der
Emissionsregulierung durch die Patrone leiten. In der Patentschrift
der Vereinigten Staaten Nr. 4,203,401 von Kingsley u.a. enthält
eine Patrone zur Regulierung von Verdampfungsemissionen ein
zylindrisches Patronengehäuse, eine geschlossene untere
Abschlußwand, eine obere Abschlußwand und eine von der oberen
Abschlußwand herabweisende zylindrische Innenwand. Innerhalb des Gehäuses
sind über der unteren Abschlußwand in Anlage an das freie untere
Ende der zylindrischen Innenwand Luft-Dampf-durchlässige
Stützmittel angeordnet. Diese Innenwand definiert zusammen mit der
unteren Abschlußwand eine Luftkammer, die mediendurchlässig mit
der Atmosphäre kommuniziert. Sie definiert außerdem innerhalb der
Patrone eine äußere Patronenkammer und eine innere
Patronenkammer. Die innere Patronenkammer ist zur Aufnahme der
Kraftstoffdämpfe aus der Schwimmerkammer bei stehendem Motor über ein
Schwimmerkammer-Entlüftungsventil mit der Schwimmerkammer eines
Motors verbunden. Die äußere Patronenkammer ist so angeschlossen,
daß sie Dämpfe aus dem Kraftstofftank aufnimmt. Sowohl die innere
als auch die äußere
Kammer in der Patrone sind mit der
Dampfabführkammer eines Regelventils zur Dampfabführung verbunden,
wodurch Kraftstoffdämpfe aus der Patroneneinheit zum Motor hin
abgeführt werden können, wenn der Motor läuft. Gemäß der
Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr. 4,306,894 von Fukami u.a.
enthält eine Filterpatrone für ein Regelsystem für
Kraftstoffdampfemissionen eines Motors adsorbierendes Material, das über
ein Paar zueinander beabstandeter Filterplatten in wenigstens
zwei Schichten geteilt ist, so daß sich die Kraftstoffdämpfe
unter Einwirkung der Filterplatten und des dazwischen liegenden
Hohlraumes in allen Teile der adsorbierenden Schichten verteilen
können. Gemäß der Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr.
4,326,489 von Heitert enthält ein System zur Regulierung der
Verdunstungsverluste von Kraftstoff eine mit Aktivkohle gefüllte
Patrone 22, die mit einer zum Ansaugkrümmer eines Motors
führenden Entlüftungsleitung versehen ist. Ein
Entlüftungs-Regelventil bemißt die in den Motor abgelassene Kraftstoffdampfmenge
in einem zum Luftdurchsatz zum Motor proportionalen Verhältnis.
Das Innere des Gehäuses 30 der Patrone 22 ist über ein Paar
ringförmiger Lochblech-Schildplatten 44 und 46 unterteilt in zwei
Endkammern 40 und 42. Der Raum zwischen den Blenden ist mit
Aktivkohle oder einem anderen geeigneten Dampfadsorbens 23
gefüllt. Eine zwischen der Blende 44 und dem Deckel 32 der Patrone
angeordnete Feder 50 drückt die obere Blende gegen das
adsorbierende Material. In der Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr.
4,454,849 von Mizuno u.a. umfaßt eine Patrone zur Regulierung von
Kraftstoffdampfemissionen eine Kraftstoffdampfleitung 16, die
sich in ein Bett aus adsorbierendem Material innerhalb des
Patronengehäuses erstreckt, sowie eine in dem Adsorbens angeordnete
Abweiswand 17, die den Kraftstoffdampffluß ablenkt und ihn so in
dem ganzen Bett aus adsorbierendem Material verteilt. Schließlich
enthält gemäß der Patentschrift der Vereinigten Staaten Nr.
4,658,797 von Brand eine Entlüftungsvorrichtung für den
Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges eine Entlüftungsleitung 3, die
den Tank über einen
Kraftstoffdampffilter 4 mit der Atmosphäre
verbindet. Der Filter 4 ist außerdem über eine
Filterauslaßleitung 5 mit dem Einlaßsystem 6 des Motors 1 des Fahrzeuges
verbunden. Ein Ventil 7 in der Leitung 5 ist geschlossen, wenn
der Motor steht, um so die Ansammlung von Kraftstoffdämpfen im
Ansaugsystem zu vermeiden.
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In der DE-A-3122769 wird ein Kraftstoffsystem für ein
Kraftfahrzeug offengelegt, das eine Einheit zur Rückgewinnung von
Kraftstoffdämpfen enthält, mit einer Gehäusevorrichtung und darin
angeordnetem absorbierendem Teilchenmaterial zur Rückgewinnung
von das Gehäuse durchströmendem Kraftstoffdampf.
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GB-A-20660360 legt eine Reguliervorrichtung offen zur
einstellbaren Regulierung des Auslasses von Kraftstoffdämpfen von
einer herkömmlichen Aktivkohlepatrone zurück zum Motor.
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In der US-A-3515107 wird ein System zur Rückgewinnung von
Kraftstoffdämpfen offengelegt, bei welchem ein erstes und ein
zweites Bett aus absorbierendem Material zur Rückgewinnung von
Kraftstoffdämpfen eingesetzt wird.
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Erfindungsgemäß wird eine Einheit zur Rückgewinnung von
Kraftstoffdämpfen vorgeschlagen, mit einem Bett aus
Kraftstoffdampf adsorbierendem Teilchenmaterial, einer Gehäusevorrichtung
zur Aufnahme besagten Bettes, eine Innenfläche aufweisend, und
mit einer Verschlußkappe, die einen mediendichten Verschluß eines
offenen Endes besagter Gehäusevorrichtung bildet und eine erste
Mediendurchflußöffnung enthält, durch welche Gase in besagte
Gehäusevorrichtung in besagtes Bett einströmen können, mit einer
zweiten Mediendurchflußöffnung, durch welche Gase in besagte
Gehäusevorrichtung einströmen können, durch besagtes Bett
hindurch und zu besagter erster Mediendurchflußöffnung hin, wobei
besagte erste Öffnung und besagte zweite Öffnung durch besagtes
Bett hindurch mediendurchlässig miteinander kommunizieren, mit
einer ersten Barrierevorrichtung, welche in besagter
Gehäusevorrichtung zwischen besagter Verschlußkappe und besagtem Bett
angeordnet ist, mit einer zweiten Barrierevorrichtung, die in
besagter Gehäusevorrichtung zwischen besagter zweiter
Mediendurchflußöffnung und besagtem Bett angeordnet ist, wobei jeweils
die erste und zweite Barrierevorrichtung an ihrem Rand im
wesentlichen ununterbrochenen Kontakt zu besagter Innenwand besagter
Gehäusevorrichtung hat, wobei besagte Gehäusevorrichtung und die
besagten ersten und zweiten Barrierevorrichtungen derart
zusammenwirken, daß sie besagtes Bett einschließen, und mit einer
Schraubenfeder, die an besagter erster Barrierevorrichtung
anliegt und das besagte Bett aus Teilchenmaterial unter Druck hält,
worin jeweils die besagten ersten und zweiten
Barrierevorrichtungen einen Teil mit einem ebenen Gewebe mit einem sich
kontinuierlich um dessen Rand erstreckenden Flansch enthalten, wobei
besagter Flansch mit besagtem Gewebeabschnitt eine besagtem Bett
zugewandte konkave Form bildet, und wobei sich eine Mehrzahl von
Rippen entlang einer Oberfläche der besagten Gewebeabschnitte
erstreckt, die derjenigen in dem konkaven Raum gegenüberliegt,
und zwar von dem Mittelpunkt der betreffenden Barriere aus zu
deren Rand hin, und wobei eine axial innerste Windung der
besagten Schraubenfeder an radial nach außen weisenden Endflächen der
besagten Rippen besagter erster Barrierevorrichtung anliegt, und
die Feder dadurch in ihrer Lage festgehalten wird, daß Teile
einer ihrer Windungen in nach innen offenen, in der Nähe der
besagten Verschlußkappe angeordneten Nutenmitteln an der
Innenfläche der besagten Gehäusevorrichtung aufgenommen werden.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung zufolge bietet diese
außerdem ein Kraftstoffsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem
wiederbefüllbaren Kraftstofftank, der dazu ausgelegt ist, eine
bestimmte Menge eines flüchtigen Kraftstoffes aufzunehmen, so daß
dieser durch eine Kraftstoffördereinrichtung einem Motor
zugeführt werden kann, und mit einer wie oben beschriebenen Einheit
zur Rückgewinnung der Kraftstoffdämpfe, die mediendurchlässig mit
einer Entlüftung des Kraftstofftanks kommuniziert, durch die
Dämpfe des flüchtigen Kraftstoffes aus dem Kraftstofftank
abgeführt werden können.
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Die Einheit kann in einer unbegrenzten Anzahl von
Größen
hergestellt werden. Sie kann auch in einer Einheitsgröße
hergestellt und entweder parallel oder, vorzugsweise, in Reihe
angeschlossen werden, um eine jedem einzelnen Anwendungsfall
angemessene Adsorptionskapazität zu bieten.
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Die Erfindung wird nun beispielartig näher erläutert,
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, wie folgt:
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Figur 1 ist ein schematisches Diagramm eines
Kraftstoffsystems eines Kraftfahrzeuges mit einer Einheit zur
Rückgewinnung von Kraftstoffdämpfen im Rahmen der vorliegenden
Erfindung.
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Figur 2 ist eine vergrößert dargestellte perspektivische
Ansicht einer Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone gemäß der
vorliegenden Erfindung und geeignet für den Einsatz in dem System
gemäß Figur 1.
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Figur 3 ist eine Schnittansicht der in Figur 2
dargestellten Patrone, in zusammengesetztem, mit, adsorbierendem
Material befülltem und eingebautem Zustand, gemäß der Linie 3-3
der Figur 4.
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Figur 4 ist eine Draufsicht der Patrone gemäß den Figuren
2 und 3, welche Einzelheiten der Verschlußkappe zeigt.
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Figur 5 ist eine Draufsicht einer der beiden Blenden der
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone der Figuren 2 und 3.
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Figur 6 ist eine Schnittansicht der Blende der Figur 5
entlang der Linie 6-6 der Figur 5.
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Figur 7 ist eine Schnittansicht der Blende der Figur 5
entlang der Linie 7-7 der Figur 5.
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Bezugnehmend zunächst auf das System der Figur 1, umfaßt
ein Kraftstofftank oder -vorratsbehälter 10 eines Fahrzeuges eine
Entlüftungsleitung 12, die sich bis zu einer Einheit 14 zur
Rückgewinnung der Kraftstoffdämpfe erstreckt. Die Patrone 14 enthält
ein Adsorbens für Kraftstoffdämpfe, die vom Kraftstofftank 10 aus
durch die Entlüftungsleitung 12 eingelassen werden. Die Patrone
14 ist zur Atmosphäre hin offen, entweder direkt oder über eine
Reihe einer oder mehrerer gleicher Patronen, über eine
entsprechende Ventilsteuerung usw. Ein T-Verbinder
16 verbindet die
Entlüftungsleitung 12 an einer zwischen dem Kraftstofftank und der
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone liegenden Stelle mit der
Leitung 18. Ein steuerbares Ventil 20 ist in der Leitung 18
zwischen dem T-Verbinder 16 und dem Motor 22 des Fahrzeuges
angeordnet. In Anbetracht der vorliegenden Offenbarungsschrift
passende logische Steuerungen für das Ventil 20 sind dem Fachmann
geläufig. So ist z.B. das Ventil 20 typischerweise geschlossen,
wenn der Kraftstofftank wiederbefüllt wird und der Motor steht,
so daß der Verdunstungsdruck innerhalb des Kraftstofftanks durch
den T-Verbinder 16 in das adsorbierende Material in der Patrone
14 abgeführt wird. Dadurch wird auch die Ansammlung von
brennbaren Kraftstoffdämpfen im Ansaugkrümmer des Motors verhindert.
Um zu vermeiden, daß Kraftstoffdämpfe aus dem Tank beim Befüllen
des Kraftstofftanks durch die fahrzeugfeste
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone in die Atmosphäre verdrängt werden, kann der
Füllstutzen des Tanks mit einem Dichtring oder anderen Mitteln
versehen sein, die bei dem Füllvorgang mit dem Hahn der Zapfsäule
eine mediendichte Abdichtung bilden. Wie oben angemerkt ist das
Ventil 20 bei einer solchen Befüllung des Tanks geschlossen, so
daß für die Kraftstoffdämpfe im Tank der einzige Weg zur
Atmosphäre durch die Rückgewinnungspatrone führt.
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Beim Betrieb des Motors ist das Ventil 20 normalerweise
offen, und die dann mit dem Luftansaugsystem des Motors 22
verbundene Leitung 18 erzeugt in der Leitung 12 einen Unterdruck.
Da die Patrone 14 direkt oder indirekt zur Atmosphäre hin offen
ist, wird ein Strom von Atmosphärenluft durch die Patrone 14,
Leitung 12 und Leitung 18 in den Motor eingeleitet. Über einen
gewissen Betriebszeitraum entzieht dann ein solcher
atmosphärischer Luftstrom dem adsorbierenden Material die Kraftstoffdämpfe,
so daß das Adsorbens regeneriert wird. Die Patronen der hier
dargelegten Art können in beliebiger Anzahl an eine oder mehrere
Entlüftungsleitungen eines Kraftstofftanks angeschlossen werden,
in Reihe oder parallel, um so das gewünschte Maß an
Kraftstoffdampf-Emissions-Regulierung zu erzielen,
natürlich in
Abhängigkeit der Beschränkungen des verfügbaren Raumes, der Flußimpedanz
des Mediums, usw. Für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug ist
natürlich das zusätzliche Gewicht solcher Patronen eine wichtige
Erwägung, da es Kraftstoffverbrauch, Beschleunigung, usw.
beeinflußt. In diesem Zusammenhang ist es klar, daß andere
Ventilsteuerstrategien möglich sind, und daß die am besten geeignete
Wahl von dem beabsichtigten Einsatz des Systems bestimmt wird.
Es liegt im Bereich des Fachwissens, eine passende
Ventilsteuerung zum Einsatz zu bringen, welche den Durchfluß an
Kraftstoffdampf und Luft durch die Entlüftungsleitung reguliert, die
den Kraftstofftank, die Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone ( n),
die Atmosphäre und den Fahrzeugmotor miteinander verbindet.
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Nimmt man nun Bezug auf die Figuren 2 bis 7, so ist dort
eine Patrone 25 zur Rückgewinnung von Kraftstoffdämpfen gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als
ein Patronengehäuse 30 umfassend dargestellt. Das Gehäuse 30 ist
als an einem Ende offen dargestellt, wobei eine
Mediendurchflußöffnung 32 in der Bodenwand 34 des Gehäuses ausgebildet ist und
das gegenüberliegende Ende 36 des Gehäuses offen ist. Es sei
angemerkt, daß die Bezugnahme auf die Wand 34 als Bodenwand aus
rein praktischen Erwägungen geschieht und auf der Ausrichtung der
Rückgewinnungspatrone in den Figuren 2 und 3 beruht. Es wird
damit in keiner Weise ein Einschränkung der Ausrichtung der
Patrone bei ihrem tatsächlichen Einsatz beabsichtigt. Die Patrone
kann in jeder axialen Ausrichtung eingesetzt werden. Das heißt,
es kann entweder die Öffnung 32 in der Bodenwand oder die Öffnung
49 in der Verschlußkappe der Patrone mit der
Kraftstoffdampfquelle verbunden werden, während die andere Öffnung zur
Atmosphäre hin offen bleibt. Es versteht sich, daß der Ausdruck "zur
Atmosphäre hin offen" in seiner hier gemachten Anwendung entweder
eine direkte Öffnung zur Atmosphäre bedeutet, oder eine indirekte
Öffnung, durch eine oder mehrere zusätzliche Patronen, Leitungen
und/oder Steuerventile.
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Die Patrone 25 umfaßt außerdem ein Paar im wesentlichen
identischer Blenden 38, 39. Die Blende 38 ist in ihren
Abmessungen und ihrer Form so ausgelegt, daß sie in der dargestellten
Ausrichtung in das Patronengehäuse 30 eingelegt werden kann,
wobei sie unter Aufbringen eines leichten Druckes unter die
Haltenasen 41 bis 44 einrastet und von diesen festgehalten wird.
Insbesondere der obere Rand 40 der Blende 38 rastet unter den
Haltenasen 41 bis 44 ein.
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Bei der Montage der Patrone wird ein geeignetes
absorbierendes Material 29 oberhalb der Blende 38 in die Patrone
eingefüllt, das die Kraftstoffdämpfe adsorbieren und wieder
freigeben kann. Wie oben erwähnt sind dem Fachmann verschiedene
geeignete adsorbierende Stoffe bekannt, einschließlich z.B.
extrudiertes Aktivkohlegranulat. Anschließend wird Blende 39 über
dem adsorbierenden Stoff in das Patronengehäuse in der
dargestellten Ausrichtung eingesetzt, d.h. mit seiner konkaven Seite
zum Adsorptionsmaterial hin offen.
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Der bevorzugten Ausbildungsform gemäß den Figuren 2 bis
7 entsprechend sind die Innenwände des Patronengehäuses 30 leicht
konisch ausgebildet. Dies ermöglicht eine Erleichterung der
Herstellung der Patrone mit Hilfe von Spritzgußeinrichtungen, indem
es den Abzug des Formwerkzeuges aus dem Patronengehäuse
erleichtert. Geeignete elastische Werkstoffe auf dem Gebiet der
Kunststoff-Gießtechnik sind bekannt, die den Abzug des Formwerkzeuges
trotz der leichten Interferenz mit den Haltenasen 41 bis 44. Die
Blenden 38, 39 bestehen vorzugsweise aus gleichartig elastischem
Werkstoff, so daß die flanschartige Wand 45, die sich um den
Umfang der Blende 38 erstreckt, radial nach innen
zusammengedrückt wird und einen in der Regel kontinuierlichen Kontakt
zwischen dem Rand 40 der Blende 38 und der inneren Seitenwand 46
des Patronengehäuses 30 erleichtert. Da eine solche innere
Seitenwand 46 vorzugsweise wie oben erwähnt nur leicht konisch
ist, bildet der äußere Rand 50 der oberen Blende einen im
wesentlichen kompletten Kontakt mit der inneren Seitenwand 46. Auf
diese Weise wirken das Patronengehäuse 30
und die beiden Blenden
38, 39 derart zusammen, daß sie das Adsorptionsmittel
einschließen.
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Eine Schraubenfeder 47 ist über der oberen Blende 39 in
dem Patronengehäuse 30 angeordnet. Eine Verschlußkappe 48 bildet
einen mediendichten Verschluß des offenen Endes 36 des
Patronengehäuses, d.h. sie bildet eine mediendichte ununterbrochene
Dichtung um den Außenrand herum. Die Verschlußkappe 48 umfaßt
eine durchgehende Mediendurchflußöffnung 49, über welche ein
Strom eines Mediums wie Kraftstoffdampf in das Gehäuse einströmen
und daraus ausströmen kann. Die Verschlußkappe 48 kann durch
beliebige dem Fachmann geläufige Mittel an dem Patronengehäuse
30 befestigt und dagegen abgedichtet werden, einschließlich z.B.
durch Reibungsschweißen, welches das bevorzugte Verfahren ist,
durch Kleben, Rastverbindung mit engen Toleranzen, usw.
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Es ist im allgemeinen schwieriger, insbesondere in
automatisierten Montagevorgängen, die Verschlußkappe 48 durch
Reibschweißung oder in anderer Weise am Patronengehäuse 30 zu
befestigen, wenn dabei die sonst freie Schraubenfeder 47
gleichzeitig von der Verschlußkappe axial zusammengedrückt werden muß.
Zusätzlich besteht bei der teilweise zusammengesetzten
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone, wenn diese nach dem Einlegen
der Schraubenfeder, jedoch mit der Schraubenfeder im freien
Zustand, zu einer Reibungsschweißstation (oder einer anderen
Befestigungsstation) transportiert wird, die Gefahr, daß die
Verschlußkappe und/oder die Schraubenfeder bei einem solchen
Transport verloren geht und/oder verrutscht. Erfindungsgemäß
jedoch sind an der Innenfläche 46 des Patronengehäuses 30 an
dessen oberem Ende nach innen offene Nuten 51 bis 54 vorgesehen.
Unterhalb jeder dieser Nuten sind etwa drei eckig ausgebildete
Überleitflächen in die Ebene der benachbarten Oberfläche der
Innenfläche 46 erkennbar. Wenn die Schraubenfeder 47 in das
Patronengehäuse 30 eingesetzt wird, werden vier bogenförmige
Abschnitte der obersten Windung 55 der Feder in den jeweils
entsprechenden Nuten 51 bis 54 aufgenommen.
Anschließend kann die
Patronengehäuseeinheit bei verringerter Verrutsch- oder
Verlustgefahr der verschiedenen Bauteile zur Endmontage der
Verschlußkappe 48 transportiert werden.
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Die Nuten 51 bis 54 können bei einem Spritzgußvorgang
hergestellt werden, bei welchem dem mit der Spritzgußtechnik
vertrauten Fachmann bekannte Verfahren angewandt werden. Solche
Nuten werden vorzugsweise mit Hilfe von Schiebern hergestellt,
d.h. von beweglichen Teilen des Gießwerkzeuges, da dies den Abzug
des Gießwerkzeuges aus dem Patronengehäuse erleichtert. Wenn das
Patronengehäuse im wesentlichen geradlinig mit ebenen Wänden
ausgebildet ist, wie in der bevorzugten Ausbildungsform gemäß den
Zeichnungen, erstrecken sich die Nuten im allgemeinen (in
Umfangsrichtung) nur über einen mittleren Bereich eines jeden der
ebenen Wandabschnitte der Patrone, da dies mit
Schieber-Gießwerkzeugen leichter zu erzielen ist, und da die runden Windungen
der Schraubenfeder sowieso nur an diesen Stellen die Wände des
Patronengehäuses berühren. Es sei jedoch angemerkt, daß durch den
Einsatz solcher Mittel wie einziehbarer Kerne oder ähnlicher
Vorrichtungen auf Wunsch Nuten auch über den vollen Umfang geformt
werden können.
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Die Blenden 38 und 39 umfassen jeweils ein Gewebe 35 und
37, und zwar vorzugsweise im wesentlichen über ihre gesamte
Seitenfläche. Gemäß bestimmten bevorzugten Ausbildungsformen
umfassen die Blenden außerdem axial nach außen vorstehende Rippen.
In der besonderen in den Figuren 2 bis 7 dargestellten Ausführung
enthält jede der in der Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone
eingesetzten Blenden vier Rippen 60, die sich seitlich in etwa
von der Mitte des Gewebes bis in jeweils eine der vier Ecken der
Blende erstrecken. Die Rippen 60 erstrecken sich axial nach
außen, d.h. weg von dem adsorbierenden Material. Die Rippen 60
erfüllen mehrere unterschiedliche und vorteilhafte Funktionen.
So verstärken die Rippen insbesondere im Falle sowohl der oberen
Blende 39 als auch der unteren Blende 38 den Gewebeabschnitt
derselben. Außerdem wirken die Rippen bei der unteren Blende 38
als Abstandhalter zur Innenfläche der
Bodenwand 34 des
Patronengehäuses, um so den vollen, uneingeschränkten Durchfluß der
Kraftstoffdämpfe zur Öffnung 32 zu gewährleisten. Außerdem bilden
die Rippen 60 in der oberen Blende 39 eine Haltevorrichtung für
die innerste Windung 56 der Schraubenfeder 47. Das heißt, die
Innenfläche der Windung 56 liegt an dem äußeren Ende der Rippen
an, wie am besten aus Figur 3 hervorgeht. Dies trägt zu einer
gleichmäßigen seitlichen Verteilung des Druckes auf das
Adsorptionsbett bei und verhindert ein seitliches Verrutschen der
Schraubenfeder an ihrem unteren Ende. Außerdem erleichtern die
Rippen der Blenden 38 und 39 die automatisierte Montage der
Kraftstoffdampf-Rückgewinnungspatrone, insofern sie eine
geeignete Stelle für den Zugriff eines Montageautomaten bieten. Die
konischen abgerundeten Ecken der Blenden erleichtern ebenfalls
deren automatische Einführung in die sich verjüngende
Patronenbasis und sichern dennoch einen wirksamen, im wesentlichen
ununterbrochenen Randkontakt zwischen der Blende und der
Innenfläche des Patronengehäuses 30, wie oben erwähnt, womit sie eine
wirksame Schranke gegen die Wanderung und den Verlust der
Adsorptionsteilchen bilden. Es leuchtet ein, daß sich die der
oberen und der unteren Blende 39, 38 gemeinsame Konstruktion in
der in den Zeichnungen dargestellten Ausbildungsform in
verminderter Komplexität und daher in geringeren Herstellungs- und
Montagekosten der Patrone auswirkt.
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Die Blenden 38, 39 werden vorzugsweise in einem
Spritzgußverfahren mit engen Toleranzen hergestellt, wie es dem
Fachmann bekannt ist. Geeignete Werkstoffe beinhalten zahlreiche
bekannte und handelsübliche Kunststoffe wie Nylon, welches der
bevorzugte Werkstoff ist. In jedem Falle müssen alle für die
Blenden und die anderen Bestandteile der Patrone verwendeten
Werkstoffe mit den Kraftstoffdämpfen verträglich sein, denen sie
beim Gebrauch der Patrone begegnen.
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In bezug auf die Schraubenfeder 47 ist anzumerken, daß
Mittel zur automatisierten Montage eingesetzt werden können, die
die obere Windung 55 der Feder an Stellen ergreifen,
die
gegenüber den vier jeweils in eine entsprechende Nut 51 bis 54 an der
Innenfläche 46 der Patrone eingreifenden Stellen der Windung in
Umfangsrichtung versetzt sind. Derartige Montagevorrichtungen
können die Feder in das Patronengehäuse 30 einsetzen, da an den
vier Ecken des offenen Endes 36 des Gehäuses ein Spalt zwischen
der Windung 55 und der inneren Seitenwand 46 des Gehäuses
besteht. Die Schraubenfeder kann entweder aus einem geeigneten
elastischen Kunststoff hergestellt werden, oder vorzugsweise aus
Federstahl. Das Aufbringen der Drucklast auf die obere Blende 39,
womit das adsorbierende Material unter ständigem Druck gehalten
wird, verhindert das Wandern und den Verlust von
Adsorbensteilchen, was andernfalls im Laufe des möglichen jahrelangen
Einsatzes aufgrund von Vibrationen usw. auftreten könnte.
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In bezug auf die Verschlußkappe 48 ist festzustellen, daß
die bevorzugte Ausführung in den Figuren 2, 3 und 4 mit vier
axial nach innen vorstehenden Nasen oder Taschen 62 versehen
dargestellt ist, die als Angriffspunkte für eine
Reibungsschweißvorrichtung dienen können. Es ist jedoch selbstverständlich, daß
auch andere Mittel zur Halterung der Verschlußkappe möglich sind.
So können z.B. Mittel vorgesehen sein, die sich nach außen gegen
die Innenseite der zentralen Öffnung 49 spreizen und so die
Verschlußkappe 48 während des Reibungsschweißvorganges festhalten.
Als ein bevorzugtes Merkmal enthält die Verschlußkappe außerdem
abwärts in das Patronengehäuse 30 vorstehende Noppen 64. Die
Noppen 64 sind so bemessen und so plaziert, daß sie in den
obengenannten Spalt passen, der an den Ecken des offenen Endes 36 des
Gehäuses 30 zwischen der obersten Windung 55 der Schraubenfeder
47 und der Innenfläche 46 des Gehäuses besteht. Die Noppen 64
dienen zur vorübergehenden Positionierung der Verschlußkappe und
verhindern deren Verrutschen während des Transportes der
vormontierten Patrone, bevor die Verschlußkappe mit dem Gehäuse 30
durch Reibung verschweißt wird. Es ist vorzugsweise ein Spiel von
mindestens etwa 0.02 Zoll (0,5 mm) zwischen den Noppen und dem
Patronengehäuse 30 vorgesehen, so daß sich die Noppen bei dem
Reibungsschweißvorgang nicht störend auswirken. Diese Erwägung
trifft natürlich in solchen Fällen nicht zu, in welchen andere
Verfahren zur Befestigung der Verschlußkappe 48 am Gehäuse 30 zum
Einsatz kommen.
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Die in den Figuren 2 bis 7 dargestellte bevorzugte
Ausbildungsform umfaßt außerdem Mittel zur Anbringung derselben an
einem Kraftfahrzeugaufbau o.ä. Insbesondere ist an der Außenseite
des Patronengehäuses 30 eine Tasche 70 angeformt, und eine
flanschartige Zunge 72 bietet eine Öffnung 73 für einen Bolzen,
eine Schraube, usw. Der Fachmann wird angesichts der vorliegenden
Beschreibung zahllose andere Befestigungsmittel erfindungsgemäßer
Patronen erkennen. Ebenso wird der Fachmann Mittel erkennen, über
die solche Patronen im Verbund miteinander montiert werden, wenn
der verfügbare Raum eine solche "Gruppierung" von Patronen
erlaubt.