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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Tankdruck-Steuersystem nach einem und insbesondere für ein Gerät zum Regulieren
der Abgabe von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Tankentlüftungssteuergerät, das sich
zur richtigen Zeit schnell und automatisch schließt, um die
Abgabe von hin und her bewegtem Kraftstoff aus dem Tank und das Überfüllen des
Tanks zu verhindern, und das sich an einem Punkt automatisch öffnet, nachdem
sich die heftige Bewegung des Kraftstoffs gelegt hat oder das Auffüllen des
Tanks beendet wurde, um den Dampfraum im Tank zu entlüften.
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Einige herkömmliche, sich hebende Schwimmerelemente
von dem Typ, wie sie in Tanksteuerventilen verwendet werden, sind
nicht in der Lage, schnell genug auf ansteigenden Kraftstoff im
Tank zu reagieren, um ein Tankschließventil im Tank auf seine Entlüftungs-Schließposition
zu bewegen. Häufig
bewegt sich ein Schwimmerelement nach oben, um das Tankschließventil
an eine Position zu zwingen, die eine Entlüftungsauslassöffnung im
Tank nur dann verschließt,
wenn eine ausreichende Menge an flüssigem Kraftstoff durch das
Schwimmerelement verdrängt
wird. Diese Verdrängung
muss genug Auftriebskraft erzeugen (die der Hebekraft hinzugefügt wird,
die durch eine Druckfeder erzeugt wird, die am Boden des Schwimmerelements
wirkt), um das Schwimmerelement nach oben zu heben, um die Entlüftungsauslassöffnung im
Kraftstofftank zu verschließen.
Viele herkömmliche
Schwimmerelemente weisen etwa offen endende Bodenabschnitte auf. Diese
offen endenden Bodenabschnitte verdrängen nicht viel flüssigen Kraftstoff,
wenn sie in einem Tank auf ansteigenden Kraftstoff treffen. Deshalb
könnte eine
Verzögerungszeit
zwischen dem Zeitpunkt bestehen, an dem solch ein herkömmliches
Schwimmerelement zuerst ansteigendem Kraftstoff ausgesetzt ist,
und dem Zeitpunkt, an dem sich das Schwimmerelement beginnt, zu
heben und ein Schließventil
im Tank nach oben in seine Entlüftungs-Schließposition
zu bewegen.
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Die in
US
5535772 und
US 5577526 beschriebenen
Schwimmerventile sind derart aufgebaut, dass ein zweites Schwimmerventil
im offen endenden Bodenabschnitt des Ventilkörpers angeordnet ist.
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Einige Tankentlüftungsventile vom Typ, wie sie
in Tankentlüftungssteuersystemen
verwendet werden, weisen zudem die Tendenz auf, in ihrer Schließposition „kleben" zu bleiben. Dieses
Festhalten kann das Verschließen
der Entlüftungsauslassöffnung im
Kraftstofftank verlängern.
Solch ein Verschließen
kann während
hoher Tankdruckbedingungen für
eine Zeitperiode fortbestehen, nachdem der Pegel des flüssigen Kraftstoffs
weit genug gefallen ist, dass das Schwimmerelement und das Tankschließelement
im Tank normalerweise von der Entlüftungsauslassöffnung „fallen" würde. Das
verlängerte
Verschießen
der Schließventile
tritt häufig
wegen eines hohen Druckgefälles
auf, das an solchen Tankschließventilen
wirkt. Das ist besonders evident, wenn die Entlüftungsauslassöffnung im
Kraftstofftank einen relativ großen inneren Durchmesser besitzt. Was
benötigt
wird, ist ein Tankentlüftungssteuergerät, das ein
Schwimmerelement enthält,
das in eine verschlossene Position schnellt, wenn es während Schwappbedingungen
schnell ansteigendem flüssigem
Kraftstoff ausgesetzt ist. Was zudem benötigt wird, ist eine Einfüllbegrenzungsventilvorrichtung,
die ein Schließventil
enthält,
das von der Entlüftungsauslassöffnung im
Kraftstofftank wegfällt,
wenn der flüssige
Kraftstoff im Tank abgesunken ist.
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Erfindungsgemäß wird ein Gerät zum Steuern
der Abgabe von Kraftstoffdampf aus dem Inneren eines Fahrzeugkraftstofftanks
bereitgestellt, wobei das Gerät
folgendes umfasst:
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einen Ventilbehälter, der in einer oberen Wand
des Kraftstofftanks befestigt werden kann und so gestaltet ist,
dass er einen Einlass, der in Fließverbindung mit dem Kraftstofftank
steht, einen Auslass, eine Seitenwand, die sich zwischen dem Einlass
und dem Auslass erstreckt, und eine Kammer aufweist, die in Fließverbindung
mit dem Einlass und dem Auslass steht,
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ein Ventilelement, das in der Kammer
angeordnet ist und so gestaltet ist, dass es sich zwischen einer
geöffneten
Position, in der ein Kraftstoffdampffluss durch den Auslass ermöglicht wird,
und einer geschlossenen Position bewegen kann, in der ein Kraftstoffdampffluss
durch den Auslass verhindert wird, und ferner ein zweites Schwimmerventil,
das zwischen dem Einlass des Ventilbehälters und dem Ventilelement
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement eine
Zentralspindel und Flügelsegmente
aufweist, die so angeordnet sind, dass sie sich in auf Abstand stehender
Beziehung um die Spindel befinden, wobei die Flügelsegmente so gestaltet sind,
dass sie Strömungsdurchlässe abgrenzen,
die so groß sind,
dass sie das Hindurchströmen
von Kraftstoffdampf durch sie hindurch ermöglichen und augenblicklich
das Hindurchströmen
von flüssigem
Kraftstoff durch sie hindurch verhindern, und
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dass das zweite Schwimmerventil so
gestaltet ist, dass es sich zwischen einer geöffneten Position, in der ein
Kraftstoffdampffluss zu den Flügelsegmenten
des Ventilelements ermöglicht
wird, und einer geschlossenen Position bewegen kann, in der ein Fluss
von flüssigem
Kraftstoff zu den Flügelsegmenten
verhindert wird.
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Zusätzliche Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann nach Berücksichtigung
der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
ersichtlich werden, das den besten Modus zur Ausführung der
Erfindung veranschaulicht, wie er derzeit erachtet wird.
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Die detaillierte Beschreibung bezieht
sich insbesondere auf die beigefügten
Figuren, wobei
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1 eine
diagrammatische Ansicht eines Tankentlüftungssteuergeräts ist,
das in einem Kraftstofftank befestigt ist, der einen Einfüllstutzen
aufweist;
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2 eine
Seitenrissansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 1 ist, das die Steuervorrichtung
zeigt, die einen Behälterdeckel
und einen Ventilbehälter
enthält;
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3 eine
Draufsicht auf das Tankentlüftungssteuergerät von 2 ist, das den Behälterdeckel
zeigt, der eine Schließschale,
eine erste Auslassröhre,
ein Überdruckmodul
und eine zweite Auslassröhre
enthält;
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4 eine
explodierte Zusammenbauansicht der Komponenten ist, die im Tankentlüftungssteuergerät von 1 bis 3 enthalten sind, das den Behälterdeckel,
den Ventilbehälter,
ein oberes Schließelement
und einen darunter liegenden Tragrahmen, welche zusammenwirken,
so dass eine Entlüftungsauslassöffnung geschlossen
und geöffnet wird,
die im Ventilbehälter
ausgebildet ist und in 5 gezeigt
ist, ein Schwimmerelement, das so gestaltet ist, dass eine Zentralspindel
und drei tortenstückförmige Flügelsegmente
enthält,
die so angeordnet sind, dass sie sich um die Zentralspindel befinden,
eine Feder und einen Boden zeigt;
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4a eine
perspektivische Ansicht des Schwimmerelements von 4 ist, das das Schwimmerelement, das
drei Flügelsegmente
aufweist, jedes mit zwei sich axial erstreckenden Strömungsdurchlässen, die
an der Zentralspindel angefügt
sind, ein unteres Schließelement,
das eine Kuppel enthält, die
an der Zentralspindel angefügt
ist, und einen aufrechten Nippel zeigt, der an die Kuppel angefügt ist;
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5 eine
Schnittansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 1 bis 4 ist, genommen entlang der Linie 5–5 von 3, die das untere Schließelement
des ersten Schwimmerelements und das obere Schließelement
in einer abgesenkten Position weg von der Entlüftungsauslassöffnung im Ventilbehälter zeigt;
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6 eine
Querschnittansicht, genommen entlang der Linie 6–6 von 5 ist, die den Ventilbehälter zeigt,
der sich auf abstand befindliche Rippen und eine Kammer und das
Schwimmerelement enthält,
das so angeordnet ist, dass es sich innerhalb der Kammer und in
Eingriff mit den Führungsrippen befindet;
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7 eine
Ansicht ähnlich
zu 5 ist, die die Bewegung
des Schwimmerelements nach oben während Herumspritzens von Kraftstoff
oder dergleichen zeigt, so dass das obere Schließelement in einer Richtung
nach oben bewegt wird, so dass die Tankentlüftungsauslassöffnung,
die im Ventilbehälter ausgebildet
ist, verschlossen wird, so dass eine Übertragung von Kraftstoff aus
dem Kraftstofftank verhindert wird;
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8 eine
Ansicht ähnlich
zu 7 ist, die eine spätere Bewegung
des unteren Schließelements
des Schwimmerelements nach unten in Erwiderung auf fallende Pegel
des flüssigen
Kraftstoffs im Kraftstofftank zeigt, so dass eine Nebenöffnung im oberen
Schließelement
geöffnet
wird, so dass Kraftstoffdampf durch die Nebenöffnung entlüften kann, während das
obere Schließelement
in seiner Schließposition
verbleibt;
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9 eine
Ansicht ähnlich
zu den 7 und 8 ist, die eine Bewegung
des unteren Schließelements
nach unten zu einer offenen Position zeigt, die eine maximale Entlüftung durch
die Tankentlüftungsauslassöffnung ermöglicht,
als Ergebnis der Kraft nach unten, die auf das obere Schließelement
wenigstens teilweise durch sich nach außen erstreckende Flansche ausgeübt wird,
die am Schwimmerelement vorgesehen sind, sowie das untere Schließelement
des Schwimmerelements im Kraftstofftank absinkt;
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10 ein
vergrößertes Querschnittdetail
eines Tankentlüftungssteuergeräts ist,
das eine röhrenförmige Einfassung
um eine Überschlagventilvorrichtung
zeigt, die ein Schwimmerelement enthält;
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11 eine
Draufsicht des Schwimmerelements ist, das im Ausführungsbeispiel
von 10 enthalten ist,
die das Schwimmerelement, das eine Zentralspindel enthält, drei
Flügelsegmente,
die mit der Zentralspindel verbunden sind, von denen jedes eine
Außenwand
und eine Innenwand aufweist, die derart zusammenwirken, dass ein Strömungsdurchlass
abgegrenzt wird, und drei sich auf Abstand befindliche Tförmige Schlitze
zeigt, die sich zwischen den Flügelsegmenten
und der Zentralspindel erstrecken;
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12 eine
Seitenrissansicht des Schwimmerelements von 11 ist, die die Zentralspindel, die einen
Hohlraum abgrenzt, eine Brücke,
die die Innenwand des Flügelsegments
mit der Spindel verbindet, und die Brücke zeigt, die eine Kerbe zwischen der
Innenwand und der Spindel abgrenzt, die eine Feder aufnehmen kann;
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13 eine
perspektivische Ansicht des Schwimmerelements von 10 bis 12 ist,
die ein unteres Schließelement
zeigt, das mit der Spindel verbunden ist;
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14 eine
perspektivische Ansicht des Tankentlüftungssteuergeräts ist,
das ein Entlüftungsgerät, eine
Auslassröhre,
die mit dem Entlüftungsgerät verbunden
ist, einen Ventilbehälter
und eine Einlassröhre
zeigt, die mit dem Ventilbehälter
verbunden ist;
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15 eine
Seitenrissansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 14 ist, die die relative Positionierung
der Einlassröhre
und der Auslassröhre
zeigt;
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16 eine
Vordemssansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 15 und 16 ist;
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17 eine
Querschnittansicht des Tankentlüftungssteuergeräts der 15 bis 17 ist, genommen entlang der Linien 18–18 von 16, die ein Schwimmerelement
und ein oberes und unteres Schließelement zeigt, das in einer
unteren Position weg von einer darüber liegenden Entlüftungsauslassöffnung situiert
ist, die im Ventilbehälter
ausgebildet ist;
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18 eine
diagrammatische Ansicht des erfindungsgemäßen Tankentlüftungssteuergeräts ist, das
in einem Kraftstofftank befestigt ist, der einen Einfüllstutzen
aufweist;
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19 eine
Seitenrissansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 18 ist, das das Steuergerät zeigt,
das einen Behälterdeckel,
einen Ventilbehälter
und einen Boden enthält;
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20 eine
Draufsicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 19 ist, das den Behälterdeckel zeigt,
der eine Schließschale
und Auslassröhren
enthält;
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21 eine
Schnittansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 18 bis 20 ist, genommen entlang der Linie 21–21 von 20, die ein Schwimmerelement
und ein oberes und unteres Schließelement in einer unteren Position
weg von einer darüber liegenden
Entlüftungsauslassöffnung zeigt,
die im Ventilbehälter
ausgebildet ist, und die eine Basis, die mit dem Ventilbehälter verbunden
ist, und den Ventilbehälter,
der eine Einfüllbegrenzungsventilgehäuse abgrenzt,
und ein Schwimmerventil zeigt, das innerhalb des Einfüllbegrenzungsventilgehäuses situiert ist
und in einer erniedrigten Position weg von der Basis angeordnet
ist;
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22 eine
Ansicht ähnlich
zu 21 ist, die eine
Bewegung des Schwimmerventils nach oben zeigt, während Herumspritzens von Kraftstoff oder
dergleichen, so dass Schlitze blockiert werden, die in der Basis
ausgebildet sind, so dass eine Übertragung
von flüssigem
Kraftstoff aus dem Kraftstofftank verhindert wird;
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23 eine
Ansicht ähnlich
zu 22 ist, die eine
Bewegung des Schwimmerventils nach oben zeigt, während starkem Herumspritzens
von Kraftstoff oder dergleichen, wenn der Kraftstoff schneller ansteigt
als das Schwimmerventil, und die die Bewegung des oberen und des
unteren Schließelements
in einer Richtung nach oben zeigt, so dass die Tankentlüftungsauslassöffnung verschlossen wird,
die im Ventilbehälter
ausgebildet ist, so dass die Übertragung
von flüssigem
Kraftstoff aus dem Tank verhindert wird;
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24 eine
Ansicht ähnlich
zu 22 ist, die eine
Bewegung eines sich hebenden Schwimmerventils in einem Einfüllbegrenzungsventilgehäuse zu einer
Schließposition
hin zeigt, die den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und von Kraftstoffdampf in die Strömungsdurchlässe des Ventilelements durch Schlitze
blockiert, die in der Basis ausgebildet sind, an einem Zeitpunkt
nachdem sich der Kraftstoffpegel innerhalb des Kraftstofftanks auf
einen festgelegten Pegel abgesenkt hat; und
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25 eine
Ansicht ähnlich
zu 24 ist, die zeigt,
dass wenn ein Pumpenbediener fortfährt, unter Verwenden einer
Rieseleinfülltechnik
mehr und mehr Kraftstoff in den Einfüllstutzen einzufüllen, der Pegel
des flüssigen
Kraftstoffs in den Strömungsdurchlässen des
Ventilelements schließlich
an einen Punkt ansteigen wird, der hoch genug ist, um eine Auftriebskraft
auf das Ventilelement auszuüben,
um das Ventilelement an eine Position zu bewegen, die die Entlüftungsauslassöffnung im
Ventilbehälter
verschließt.
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Eine Ventilvorrichtung 10 ist
in einer Öffnung 12 befestigt,
die in einem Kraftstofftank 14 ausgebildet ist, der einen
Einfüllstutzen 16 aufweist,
wie es in 1 gezeigt
ist, um den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 zu einem Behälter 18 zur
Rückgewinnung
von Dampf oder zu einem anderen Bestimmungsort außerhalb
des Tanks 14 zu regulieren. Die Ventilvorrichtung 10 enthält ein Schwimmerelement 50,
das an eine Schließposition
schnellt, wenn es im Kraftstofftank 14 schnell ansteigendem
flüssigem
Kraftstoff 20 ausgesetzt wird. Das Schwimmerelement 50 wird
infolge seines Auftriebs die geschlossene Position beibehalten,
so lange der flüssige
Kraftstoff 20 innerhalb des Tanks 14 über einem
festgelegten Pegel bleibt. Die Ventilvorrichtung 10 kann
am Tank 14 angeschweißt
sein oder durch Verwenden einer nicht gezeigten O-Ringdichtung mit
den Tank 14 verbunden sein. Der Tank 14 enthält flüssigen Kraftstoff 20,
der in den Tank 14 durch den Einfüllstutzen 16 unter
Verwendung einer herkömmlichen,
nicht gezeigten Pumpdüse
zur Abgabe von Kraftstoff eingefüllt
wird. Der Raum 22 im Tank 14 über der oberen Oberfläche 24 des
flüssigen Kraftstoffs 20 und
unter der Deckenwand 26 des Tanks 14 ist als der „Dampfraum" bekannt und enthält Kraftstoffdampf,
der im Tank 14 vorhanden ist. Die Ventilanordnung 10 arbeitet
so, dass es unter Druck stehenden Kraftstoffdampf aus dem Dampfraum 22 zur
rechten Zeit entlüftet,
und arbeitet zudem so, dass die unerwünschte Abgabe von flüssigem Kraftstoff 20 und
Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 durch die Öffnung 12,
die in der Deckenwand 26 des Tanks 14 ausgebildet
ist, verhindert wird.
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Wie es in den 2 bis 4 gezeigt
ist, enthält die
Ventilvorrichtung 10 einen Ventilbehälter 28 und einen
Behälterdeckel 30.
Der Ventilbehälter 28 grenzt
darin eine Kammer 52 ab. Der Ventilbehälter 28 enthält zudem
eine zylindrische Hülse 32,
die eine ringförmige
Randkante 34, einen oberen Flansch 36, der eine
ringförmige
obere Randkante 38 abgrenzt, und eine Seitenwand 37 aufweist.
Der Behälterdeckel 30 enthält eine
Schließschale 40,
einen ringförmigen
Befestigungsflansch 42, der von der Schließschale 40 absteht,
ein erstes Ausströmrohr 44,
das mit der Schließschale 40 verbunden
ist, ein Überdruckmodul 46,
das mit der Schließschale 40 verbunden
ist, und ein zweites Ausströmrohr 48,
das mit dem Überdruckmodul 46 verbunden
ist, zum Entlüften
von Kraftstoffdampf an die Atmosphäre.
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Weitere Details der Ventilanordnung 10 werden
in 4 gezeigt. Die Ventilvorrichtung 10 enthält darüber hinaus
ein Schwimmerelement 50, das so bemessen ist, dass es in
die Kammer 52 passt, die im Ventilbehälter 28 ausgebildet
ist, und sich darin auf und ab bewegen kann, ferner ein oberes Schließelement 54,
einen Rahmen 56, der so gestaltet ist, dass er das obere
Schließelement 54 trägt und am Schwimmerelement 50 anschließt, um eine
gewisse begrenzte axiale Bewegung des Schwimmerventils 50 relativ
zum oberen Schließelement 54 zu
erlauben, und ferner einen Boden 58. Der Boden 58 ist
mit der zylindrischen Hülse 32 verbunden und
befindet sich in einer das Schwimmerelement tragenden Position unterhalb
des beweglichen Schwimmerelements 50.
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Der Ventilbehälter 28 enthält zudem,
hier wird auf die 4 und 5 Bezug genommen, äußere, sich
axial erstreckende Rippen 60, die sich um den Umfang einer äußeren Oberfläche 31 der
zylindrischen Hülse 32 voneinander
auf Abstand befinden. Beispielsweise sind drei sich axial erstreckende
blattartige Führungsrippen 62 so
angeordnet, dass sie sich in der Behälterkammer 52 voneinander
auf Abstand befinden. Eine Kante einer jeden Führungsrippe 62 ist
an einer inneren Oberfläche 64 der
zylindrischen Hülse 32 verankert
und jede Führungsrippe 62 erstreckt
sich in radialer Richtung von dieser inneren Oberfläche 64 zu
einer Mittelachse 66 hin, die sich axial durch den Ventilbehälter 28 erstreckt.
Die drei Führungsrippen
62 im anschaulichen Ausführungsbeispiel
befinden sich gleichmäßig in Intervallen
von 120° auf
Abstand (wie es am besten in 6 gezeigt ist)
und funktionieren so, dass sie mit dem axial beweglichen Schwimmerelement 50 zusammenpassen und
während
der axialen Bewegung des Schwimmerelements 50 in der Behälterkammer 52 entlang der
Mittelachse 66 relativ zur zylindrischen Hülse 32 die
Drehung des Schwimmerelements 50 relativ zur zylindrischen
Hülse 32 blockiert
wird. Jede Führungsrippe 62 enthält eine
untere Kante 68 zum Eingreifen in den Boden 58, sobald
der Boden 58 in der Behälterkammer 52 befestigt
ist, wie es in 5 gezeigt
ist. Jede Führungsrippe 62 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
einstöckig
an der zylindrischen Hülse 32 angefügt. Obwohl
drei Führungsrippen 62 dargestellt
sind, versteht es sich von selbst, dass mehr oder weniger als drei
Führungsrippen
in der Behälterkammer
befestigt sein können.
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Das Schwimmerelement 50 enthält drei
Flügelsegmente 70,
die am Umfang in auf Abstand befindlicher Beziehung angeordnet sind
und die an einem zentralen Rohr oder einer zentralen Spindel 72, wie
es in den 4 bis 6 gezeigt ist. Die Zentralspindel 72 enthält eine
sich axial erstreckende Kammer 69, die so bemessen ist,
dass sie eine Druckfeder 71 darin aufnehmen kann, wie es
in den 4 und 5 gezeigt ist. Die Feder 71 übt durch
Wirkung gegen die Kuppel 51 und den Boden 58 eine
nach oben gerichtete Kraft auf das Schwimmerelement 50 aus,
um beim Anheben des Schwimmerelements 50 zu helfen, wann
immer das Schwimmerelement 50 ansteigenden Pegeln flüssigen Kraftstoffs 20 ausgesetzt ist.
Ein sich radial erstreckender Zwischenraum oder Schlitz 74 ist
so ausgebildet, dass er sich zwischen jedem Paar aneinandergrenzender
Flügelsegmente 70 befindet,
um eine der Führungsrippen 62 aufzunehmen,
wie es beispielsweise in 6 gezeigt
ist. Es versteht sich von selbst, dass die Anzahl an Schlitzen 74 im
Schwimmerelement 50 mit der Anzahl an Führungsrippen 62 variiert.
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Jedes Flügelsegment 70 enthält beispielsweise
sich radial erstreckende erste und zweite Speichenwände 76, 78 und äußere und
innere ringförmige
Wände 80, 82.
Wie es am besten in den 4 und 6 gezeigt ist, ist die erste
Speichenwand 76 an der Zentralspindel 72 und an
einem Ende einer jeden äußeren und
inneren ringförmigen
Wand 80, 82 angefügt und die zweite Speichenwand 78 ist
an der Zentralspindel 72 und an einem anderen Ende einer
jeden äußeren und
inneren ringförmigen
Wand 80, 82 angefügt. Diese Wände 76, 78, 80 und 82 sind
so angeordnet, wie es beispielsweise in der Zeichnung gezeigt ist,
dass ein erster und zweiter sich axial erstreckender Strömungsdurchlass 84, 86 durch
jedes Flügelsegment 70 abgegrenzt
wird. Wie es unten beschrieben wird, ist die Querschnittform (beispielsweise
gebogene, schmale Breite, lange Bogenlänge) dieser Strömungsdurchlässe 84, 86 derart
bemessen, dass flüssiger
Kraftstoff 20, der den Eingang zu diesen Strömungsdurchlässen 84, 86 erreicht,
dazu neigen wird, sich einen Augenblick in den Durchlasseingängen anzuhäufen, so
dass der Fluss an . flüssigem
Kraftstoff 20 durch die Strömungsdurchlässe 84, 86 wenigstens
teilweise infolge der Oberflächenspannung
und/oder der Viskosität
des flüssigen Kraftstoffs 20 blockiert
wird, wodurch einen Augenblick die effektive Oberfläche des
Bodens des Schwimmerelements 50 vergrößert wird. Flüssiger Kraftstoff,
der sich in den Durchlasseingängen
entlang der unteren Kanten der verschiedenen Wände 72, 76, 78, 80, 82,
die im Schwimmerelement 50 enthalten sind, angehäuft hat,
wirkt so, dass (wenigstens für
eine geeignete kurze Zeitperiode) eine effektive „massive" Bodenwand, die eine
ziemlich große
effektive Oberfläche
aufweist. Dies wird das Schwimmerelement 50 dazu veranlassen,
sich in der unten beschriebenen Art und Weise schnell an eine die
Entlüftungsauslassöffnung verschießende Position
bewegen. Obwohl zwei Durchlässe
dargestellt sind, versteht es sich von selbst, dass mehr als zwei
Durchlässe
verwendet werden können,
solange die Größe und die
Form des Durchlasses ausreicht, eine augenblickliche Blockierung
des Flüssigkeitsflusses
dort hindurch zu bewirken, wenn die Durchlässe erstmals dem ansteigenden
flüssigen
Kraftstoff ausgesetzt wird.
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Der Boden 58 ist in 4 gezeigt und enthält eine
kreisrunde Platte 88 mit beispielsweise drei ringförmigen Schlitzen 90.
Die Schlitze 90 sind so angeordnet dass sie nahe an der
Umfangskante der kreisrunden Platte 88 befinden und sich
darum erstrecken. Der Boden 58 enthält zudem einen Vorsprung 92,
der so bemessen ist, dass er in die Kammer 69 passt, die
an einem Ende der Zentralspindel 72 ausgebildet ist, der
im Schwimmerelement 50 enthalten ist. Der Vorsprung 92 weist
einen kreuzförmigen Querschnitt
auf. Zudem erstreckt sich die Mittelachse 66 durch den
Vorsprung 92. Es versteht sich jedoch von selbst, dass
der Vorsprung 92 eine Vielzahl an Formen und Größen annehmen
kann, solange der Vorsprung 92 innerhalb der Kammer 69 liegt,
wenn das Schwimmerelement 50 auf dem Boden 58 rastet.
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Der Behälterdeckel 30 enthält eine
nach unten schauende Platte 94, die innerhalb des ringförmigen Befestigungsflansches 42 liegt,
wie es in den 4 und 5 gezeigt ist. Der Deckel 30 enthält zudem eine
ringförmige
Randkante 96, die so aufgebaut ist, dass sie eine O-Ringdichtung 98 tragen
kann, und so bemessen ist, dass sie innerhalb des oberen Flansches
36 am Ventilbehälter 28 passt,
so dass die O-Ringdichtung 98 zwischen dem Behälterdeckel 30 und
dem Ventilbehälter 28 eingeschlossen
ist, wie es in 5 gezeigt
ist. Die O-Ringdichtung 98 wird gegen eine ringförmige innere
Wand 99 gedrängt,
die im Behälter 28 in
einer radialen, sich innen auf Abstand befindlichen Beziehung zum
oberen Flansch 36 enthalten ist, wie es in 5 gezeigt ist.
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Die Platte 94 im Behälterdeckel 30 ist
so gestaltet, dass eine Öffnung 110 enthalten
ist, die so positioniert ist, dass sie sich zwischen der ringförmigen Randkante 96 und
dem ringförmigen
Befestigungsflansch 42 befindet, wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, um Kraftstoffdampf im
Dampfraum in das Überdruckmodul 46 hinein
zu leiten. Wie es in 1 gezeigt
ist, enthält
das Überdruckmodul 46 eine Schale 112,
die eine Kammer 114 abgrenzt. Die Kammer 114 stellt
einen Durchlass zwischen der Öffnung 110 und
dem zweiten Ausströmrohr 48 bereit. Das Überdruckmodul 46 enthält zudem
einen ringförmigen
Ventilsitz 116 in der Kammer 114 und um die Öffnung 110
herum, ein Überdruckventil 118,
eine Kappe 120 zum Verschließen
eines offenen Endes der Schale 112, und eine Feder 122.
Die Feder drängt
das Überdruckventil 118 nachgebend
in einen abdichtenden Eingriff mit dem darunter liegenden ringförmigen Ventilsitz 116,
um normalerweise das Ausströmen
von Kraftstoffdampf aus dem Dampfraum 22 des Tanks aus
dem Überdruckmodul 46 durch
das zweite Auslassrohr 48 zu blockieren.
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Der Ventilbehälter 28 enthält, wie
es beispielsweise in 5 gezeigt
ist, eine Deckenwand 124, die mit der inneren Oberfläche 64 der
zylindrischen Hülse 32 verbunden
ist und so gestaltet ist, dass sie die Entlüftungsauslassöffnung 126 und
die Abschirmung 128 enthält, die sich über der
Entlüftungsauslassöffnung 126 befindet.
Die Abschirmung 128 ist beim in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel einstöckig an
der Deckenwand 124 angefügt. Der Ventilbehälter 28 enthält zudem
eine innere ringförmige
Kante 129, die den Boden 58 in seiner montierten
Position in der Behälterkammer 52 trägt. Der
Boden 58 trägt
das Schwimmerelement 50 so wie es beispielsweise in 5 gezeigt ist solange, bis
der Pegel des flüssigen
Kraftstoffs 20 im Tank 14 steigt, so dass das Schwimmerelement 50 veranlasst
wird, sich an seine Schließposition
zu bewegen. In der zylindrischen Hülse 32 ist eine geneigte
Wand 131 ausgebildet, wie es in 5 gezeigt ist, um während des Einbaus des Bodens 58 beim
Führen
der relativen Bewegung zwischen dem Boden 58 und der Hülse 32 zu
helfen. Die geneigte Wand 131 hilft beim Schieben des Bodens 58 nach
oben und über
die ringförmige Kante 129,
so dass der Boden 58 nach dem Einbau des Bodens
58 innerhalb
der Kammer 52 richtig gegen eine nach oben gerichtete Oberfläche der
ringförmigen
Kante 129 einrastet.
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In 4a ist
eine perspektivische Ansicht des Schwimmerelements 50 selbst
gezeigt. Die Kuppel 51 des Schwimmerelements 50 trägt einen
Nippel 57. Die Kuppel 51 und der Nippel 57 fungiert
als ein unteres Schließelement 55 und
wirkt mit dem oberen Schließelement 54 zusammen,
um die im Ventilbehälter 28 ausgebildete
Entlüftungsauslassöffnung 126 zu
verschließen,
wie es in 7 gezeigt
ist. Die Kuppel 51 und der Nippel 57 sind, wie
es in 5 gezeigt ist,
derart positioniert, dass sie sich in einer oberen Region 81 innerhalb
des zentralen Rohrs 72 befinden, das im Schwimmerventil 50 vorgesehen
ist. Die Kuppel 51 weist einen unteren Flansch 83 auf, der
an eine zylindrische Innenwand 75 des zentralen Rohrs 72 angefügt ist und
so angeordnet ist, dass er mit einem oberen Ende 77 der
Druckfeder 71 in Eingriff kommt. Eine axiale obere Kante 79 des
zentralen Rohrs 72 ist so gestaltet, dass sie einen sich
radial nach innen erstreckenden ringförmigen Halterand 73 einschließt.
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Das obere Schließelement 54 ist so
geformt, hier wird nun auf die 4 und 5 Bezug genommen, dass es
eine Schließscheibe 130 und
einen konischen Ventilsitz 132 enthält, der von der Schließscheibe 130 absteht.
Die Schließscheibe 130 und
der Ventilsitz 132 sind aus einem dichtungsartigen Material
gefertigt. Der konische Ventilsitz 132 ist so angeordnet,
dass er den Nippel 57 am darunter liegenden Schwimmerelement 50 an
eine Position kanalisiert, die die Öffnung 59, die in
der Schließscheibe 130 ausgebildet
ist, nach dem Eingreifen des oberen Schließelements 54 mit dem
darunter liegenden Schließelement 50 verschließt. Der
Rahmen 56 enthält
eine Platte 134 zum Tragen der Schließscheibe 130 und verschiedene
Beine 136, die von der Platte 134 abstehen. Jedes
Bein 136 weist herausgedrehte Füße 138 auf, die so
gebaut sind, dass sie mit dem ringförmigen Halterand 73 in
Eingriff kommt, der an der Zentralspindel 72 im Schwimmerelement 50 ausgebildet
ist, wie es beispielsweise in den 8 und 9 gezeigt ist. Die Platte 134 ist
so ausgebildet, dass sie eine Öffnung 140 enthält, die
den konischen Ventilsitz 132 darin aufnimmt, wie es beispielsweise
in 5 gezeigt ist.
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Im Betrieb wirken das obere und das
untere Schließelement 54, 55 zusammen,
um unter bestimmten Umständen
den Fluss sowohl von flüssigem
Kraftstoff als auch von Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 14 durch
die Entlüftungsauslassöffnung 126 zu
blockieren. Wenn der Pegel des flüssigen Kraftstoffs 20 im Tank 14 niedrig
ist und nicht aufgewühlt
wird, wie es in 5 gezeigt
ist, dann ist das Schwimmerelement untätig und rastet am Boden 58 auf
der Druckfeder 71, so dass die oberen und unteren Schließelemente
54, 55 vom Eingreifen mit der oberen Wand 124 und vom Verschließen der
Entlüftungsauslassöffnung 126 abgehalten
werden. Der Kraftstoffdampf im Dampfraum 2 ist folglich
in der Lage, durch die Ventilvorrichtung 10 zu entlüften.
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Gelegentlich wird flüssiger Kraftstoff 20 während des
Betriebs eines einen Kraftstofftank enthaltenden Fahrzeugs (nicht
gezeigt) aufgeschüttelt
wird. Solch ein Aufschütteln
passiert häufig
während
der Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere während einer Kurvenfahrt, und
kann den flüssigen
Kraftstoff dazu veranlassen, innerhalb des Kraftstofftanks 14 herumzuspritzen,
wie es beispielsweise in 7 gezeigt
ist. Das Schwimmerelement 50 ist so aufgebaut, dass es
in Erwiderung auf eine Welle flüssigen Kraftstoffs
nach oben zur Deckenwand 124 hin schnellt, wie es in 7 gezeigt ist, so dass das
obere und das untere Schließelement 54, 55 veranlasst wird,
zusammenzuwirken, um die Entlüftungsauslassöffnung 126 zu
verschließen.
Dieses abrupte Verschließen
ist das Ergebnis des flüssigen
Kraftstoffs 20, der durch die Schlitze 90 und
gegen den ersten und zweiten Strömungsdurchlass 84, 86 spritzt,
welche in den Flügelsegmenten 70 des
Schwimmerelements 50 ausgebildet sind. Wenn die Flüssigkeit 20 erstmals
auf die Öffnungen
in diesen Durchlässen 84, 86 trifft,
werden die Öffnungen
infolge der Oberflächenspannung
und/oder Viskosität
des flüssigen Kraftstoffs 20,
der sich in den Durchlassöffnungen anhäuft, augenblicklich
blockiert. Dieses augenblickliche Blockieren erzeugt einen Effekt,
der ähnlich dem
ist, was passieren würde,
wenn das Schwimmerelement eine „massive" Bodenwand hätte, die dem ansteigenden Pegel
des flüssigen
Kraftstoffs 20 ausgesetzt wäre. Im Fall des Schwimmerelements 50 kommt
es zu einer beträchtlichen
Zunahme an verdrängtem
Volumen des flüssigen
Kraftstoffs 20, was zu einem schnelleren anfänglichen
Verschießen der
Entlüftungsauslassöffnung 126 führt. Im
Wesentlichen bewirkt das Anwenden der Anhäufung von flüssigem Kraftstoff 20 in
den Strömungsdurchlässen 84, 86,
die im Schwimmerelement 50 ausgebildet sind, so dass die
untersten Öffnungen
augenblicklich verschlossen werden, dass die effektive Oberfläche der
Bodenwand des Schwimmerelements 50 vorübergehend „vergrößert" wird, so dass mehr flüssiger Kraftstoff 20 verdrängt werden
kann, was das Schwimmerelement 50 veranlasst, auszulösen und schneller
zu schließen.
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In 7 ist
die Ventilvorrichtung 10 in seiner geschossenen Position
gezeigt. In diesem Zustand hat der flüssige Kraftstoff 20 im Tank 14 das
Schwimmerelement 50 weit genug nach oben gehoben, dass das
obere Schließelement 54 mit
der Deckenwand 124 in Eingriff kommt, so dass die Entlüftungsauslassöffnung 126 verschlossen
wird, die in der Deckenwand 124 ausgebildet ist. Die Bewegung
des Schwimmerelements 50 nach oben veranlasst den Nippel 57 im
unteren Schließelement 55,
mit dem konischen Ventilsitz 132 am oberen Schließelement 54 in
Eingriff zu kommen und die Schließscheibe 130 in einer
Richtung nach oben zu führen,
bis sie gegen die Deckenwand 124 rastet. Zu diesem Zeitpunkt
verschließt
der Nippel 57 die normalerweise offene Öffnung 59, die in
der Schließscheibe 130 ausgebildet ist,
so dass der flüssige
Kraftstoff nicht in der Lage ist, durch die Öffnung 59 zu fließen, um
die Entlüftungsauslassöffnung 126 zu
erreichen. Wie es in 7 gezeigt
ist, wird das Entweichen von flüssigem
Kraftstoff und von Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 verhindert,
weil eine erste Flüssigkeits-
und Dampfsperre zwischen der Deckenwand 124 und dem oberen Schließelement 54 etabliert
wird und eine zweite Flüssigkeits-
und Dampfsperre zwischen dem oberen und dem unteren Schließelement 54, 55 etabliert wird.
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Nachdem das Schwimmerelement 50 seine Schließposition
erreicht hat, wird es sich gemäß den anhaltenden
flüssigen
Kraftstoffpegeln relativ zur Ventilvorrichtung 10 bewegen.
Beispielsweise wird der ansteigende flüssige Kraftstoff nach dem augenblicklichen
Blockieren der Durchlässe 84, 86 in
die Durchlässe 84, 86 fließen. Wenn
der Kraftstoff 20 an einen Pegel steigt, der ausreicht,
um eine ausreichende Auftriebskraft zu erzeugen, um das Schwimmerelement 50 anzuheben,
wird das Schwimmerelement 50 in seiner Schließposition
verbleiben. Das Schwimmerelement 50 wird jedoch zu seiner
neutralen Position zurückkehren,
wie es in 5 gezeigt ist,
wenn der Kraftstoffpegel 24 innerhalb des Tanks 14 abfällt.
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Deshalb wird das Schwimmerelement 50 durch
sein eigenes Gewicht zu seiner Rastposition absinken, die in 5 gezeigt wird, sobald das
Herumspritzen des Kraftstoffs abklingt und das Risiko vermindert
ist, dass der Kraftstoff durch die Entlüftungsauslassöffnung 126 an
den Dampfrückgewinnungsbehälter übertragen
wird. Diese Bewegung erlaubt es dem oberen und dem unteren Schließelement 54, 55,
sich zu ihren Entlüftungspositionen
zu bewegen, wie es in de 8 und 9 gezeigt ist.
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Es wurde beobachtet, dass Ventile,
die derart beweglich sind, dass sie mit darüber liegenden Ventilsitzen
in Eingriff kommen und Entlüftungsöffnungen
verschließen,
die in solchen Ventilsitzen ausgebildet sind, eine Neigung besitzen,
bei einem hohen Tankdruck wegen des hohen, an solch einem Ventil
wirkenden hohen Druckgefälles
in der Schließposition
verbleiben. Das wird besonders in Fällen evident, bei denen die
Entlüftungsöffnung einen
relativ großen
inneren Durchmesser aufweist. Siehe hierzu beispielsweise die Offenbarung
im US-Patent Nr. 5,028,244. Das Schließsystem der vorliegenden Erfindung
ist so entworfen, dass es einigem unter Druck stehenden Kraftstoffdampf
erlaubt wird, in einer solchen Weise durch die Öffnung 59 zu entlüften, um
in dem Fall, dass das obere Schließelement 54 durch das
oben beschriebene Druckgefälle
vorübergehend in
seiner Schließposition „festgehalten" wird, zu helfen,
das obere Schließelement 54 aus
seiner Schließposition
gegen die Deckenwand 124 zu lösen.
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Wie es in 8 gezeigt ist, hat das Schwimmerelement 50 begonnen,
sich im Kraftstofftank 14 aus der in 7 gezeigten Position nach unten zu bewegen,
weil das Herumspritzen von Kraftstoff im Kraftstofftank 14 abgeklungen
ist und der Pegel des Kraftstoffs, dem das Schließelement 50 ausgesetzt ist,
verringert hat. Der Nippel 57 am unteren Schließelement 55 ist an
das Schwimmerelement 50 angefügt und bewegt sich gemeinsam
mit dem Schwimmelement 50 in einer Richtung nach unten.
Der Nippel 57 im unteren Schließelement 55 ist
klein genug bemessen, dass er beim Bewegen zu einer geöffneten
Position typischerweise nicht auf irgendwelche Probleme stößt. Sobald
sich der Nippel 57 zusammen mit dem Schwimmerelement 50 infolge
der Gravitationskraft nach unten bewegt, löst sich der Nippel 57 leicht
vom Ventilsitz 132 im oberen Schließelement 54, so dass
der Strom von einigem unter Druck stehenden Kraftstoffdampfs im
Ventilbehälter 28 ermöglicht wird,
um in die Öffnung 59 zu
treten und sich durch die Entlüftungsauslassöffnung 126 in
einer Richtung um die Abschirmung 128 herum zum ersten Auslassrohr 44 zu
bewegen. Wie es in 7 gezeigt ist,
wird ein Abschnitt einer oberen Oberfläche 127 der Schließscheibe 130,
die sich an die Entlüftungsauslassöffnung 126 angrenzend
befindet, dem höheren
Druck dieses unter Druck stehenden Kraftstoffdampf ausgesetzt, der
durch die Öffnung 59 entlüftet wird.
Dieser entlüftete,
unter Druck stehende Kraftstoffdampf wird so wirken, dass eine nach
unten gerichtete Kraft auf den exponierten Abschnitt 127 der Schließscheibe 130 angewandt
wird, der ausreicht, um zu helfen, das obere Schließelement 54 aus
der Rastposition, die in 8 gezeigt
ist, in die in 9 gezeigte,
gelöste
Position zu bewegen.
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Gleichzeitig wird der Flansch 73,
der an das zentrale Rohr 72 des Schwimmerelements 50 angefügt ist,
mit dem nach außen
gedrehten Fuß 138 in Eingriff
kommen, der am Rahmen 56, der verwendet wird, um das obere
Schließelement 54 zu
tragen, ausgebildet ist. Sowie das Schwimmerelement 50 fortfährt, sich
in einer Richtung nach unten zu bewegen, wird dieses Eingreifen
des Flansches 73 mit den Füßen 138 das Schwimmerelement 50 veranlassen, den
Rahmen 56 und das angefügte
obere Schließelement 54 zwangsläufig weg
vom Eingreifen mit der Unterseite der Deckenwand 124 an
die gelöste,
in 9 gezeigte Position
zu ziehen.
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Das Schwimmerelement 50 enthält Flügelsegmente 70,
die so angeordnet sind, dass dem Kraftstoffdampf erlaubt wird, durch
sie hindurch zu strömen
und das Schwimmerelement 50 in der Kammer 52,
die im Ventilbehälter 28 ausgebildet
ist, zu führen.
Die Flügelsegmente 70 stellen
zudem ein Verdrängungsvolumen
für einen
größeren Auftrieb für eine festgelegte
Höhe des
Schwimmerelements 50 bereit. Die Durchlässe 84, 86 durch
die Flügelsegmente 70 schränken den
Flüssigkeitsfluss
durch sie hindurch infolge der Viskosität der Flüssigkeit ein und verzögern ihn
deshalb, was augenblicklich eine beträchtliche Zunahme an verdrängtem Volumen
und einen vergrößerten Auftrieb
des Schwimmerelements für
ein schnelleres Verschließen
liefert. Demgemäß ist das
Schwimmerelement 50 in der Lage, schnell auf den ansteigenden
flüssigen
Kraftstoff zu reagieren. Diese Strömungsdurchlässe 84, 86 sind derart
bemessen und geformt, dass der den Auftrieb bewirkende Verdrängung des
Schwimmerelements 50 maximiert wird. Das Schwimmerelement 50 ist
so aufgebaut, dass es bei hohen Fließraten eine unterschiedliche
Einschränkung
des Flusses zwischen Flüssigkeit
und Dampf bietet. Dieser Unterschied ergibt einen schnellen Schwimmerverschluss
bei schnell ansteigenden Kraftstoffpegeln, aber beim Strömen lediglich
von Dampf bleibt der Schwimmer offen.
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In 10 ist
ein anderes Ausfülirungsbeispiel
eines Tankentlüftungssteuersystems
gezeigt und in den 11 bis 13 werden verschiedene Ansichten
des in 10 dargestellten
Schwimmerelements gezeigt.
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Das Steuersystem 192 enthält ein Entlüftungsgerät 262 und
eine längliche
röhrenförmige Einfassung 266.
Die röhrenförmige Einfassung 266,
die in 10 gezeigt wird,
weist einen Satz erster Verbindungsteile 269 auf, um ein
oberstes Ende 270 der röhrenförmigen Einfassung 266 mit
dem darüber
liegenden Entlüftungsgerät 262 zu
verbinden. Die Verbindungsteile 269 der röhrenförmigen Einfassung 266 erlauben
es, dass das Entlüftungsgerät 262 mit verschiedenen
Einfassung 266 mit unterschiedlicher Länge ausgetauscht werden kann.
Das Entlüftungssystem 262 steuert
den Kraftstoffdampf, der durch die Öffnung 234 im Kraftstofftank 198 entlüftet. Das Entlüftungsgerät 262 ist
so gestaltet, dass es in der Öffnung 234,
die in der Deckenwand 232 ausgebildet ist, befestigt werden
kann, wie es beispielsweise in 10 gezeigt
ist. Das Entlüftungsgerät 262 enthält ein Ventilgehäuse 280.
Das Gehäuse 280 ist
so gestaltet, dass es eine Trennwand 238 enthält, die
einen Ventilsitz 194 aufweist, der eine Dampfeinlassöffnung 286 durch
ihn hindurch abgrenzt. Zudem enthält das Gehäuse 280 eine Dampfauslassöffnung 288,
die durch einen Durchlass 284 in Fließverbindung stehend mit der
Dampfeinlassöffnung 286 verbunden
ist. Die Dampfauslassöffnung 288 ist
mit dem Dampfrückgewinnungsbehälter 18 verbunden.
Es versteht sich von selbst, dass die Öffnung 288 mit einer
großen
Mannigfaltigkeit an Behandlungsvorrichtungen verbunden sein kann.
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Das Ventilgehäuse 280 des Entlüftungsgeräts 262 ist
so gestaltet, dass es ein hohles Inneres einschließt, das
in eine untere Kammer 289 und eine obere Kammer 290 unterteilt
ist, die durch den Durchlass 284 abgegrenzt wird, wie es
beispielsweise in 10 gezeigt
ist. Die obere Kammer 290 des Ventilgehäuses 280 ist so gestaltet,
dass es einen ersten Auslass 190 enthält, der die Dampfauslassöffnung 288 abgrenzt.
Zuerst wird der Auslass 190 mit dem Dampfrückgewinnungsbehälter 18 verbunden. Das
Ventilgehäuse 280 enthält zudem
einen Einlass 196, um unter Druck stehenden Dampf, der
vom nicht gezeigten Laufverlustventil abgegeben wird, in das Ventilgehäuse 280 zu überragen.
Das Ventilgehäuse 280 ist
demzufolge ein Teil von zwei Entlüftungswegen für unter
Druck stehenden Kraftstoffdampf, der aus dem Kraftstofftank 198 an
den Dampfrückgewinnungsbehälter abgegeben
wird.
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Die Uberschlagventilvorrichtung 210 enthält einen
ersten Nippel 236, einen zweiten Nippel 237, ein
Schwimmerelement 235 und eine Überschlagfeder 292,
die so angeordnet und beweglich ist, dass die Abgabe von flüssigem Kraftstoff
und Kraftstoffdampf aus de Kraftstofftank 198 durch die
Entlüftungseinlassöffnung 286 gesteuert
wird. Diese gesteuerte Abgabe kann in vielerlei Fällen auftreten. Beispielsweise
kann Kraftstoffdampf aus dem Tank 198 abgegeben werden,
wenn während
der Bewegung des Fahrzeugs flüssiger
Kraftstoff im Kraftstofftank 198 herumspritzt und wenn
sich im Kraftstofftank 198 ein hoher Druck entwickelt.
Zudem können Kraftstoffdämpfe aus
dem Kraftstofftank 198 abgegeben werden, wenn der Tank 198 während dem
Auftanken mit flüssigem
Kraftstoff gefüllt
wird und wenn der Kraftstofftank 198 kippt oder wenn er
während
eines Überschlags
des Fahrzeugs umgedreht wird.
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Wie es in den 10 und 13 gezeigt
ist, enthält
das Schwimmerelement 135 eine Deckschale 294,
die so gestaltet ist, dass sie den zweiten Nippel 237 an
seinem oberen Ende enthält,
und eine Bodenschale 296, die so gestaltet ist, dass sie
einen sich nach unten öffnenden
ringförmigen
Hohlraum 298 enthält,
der so bemessen ist, dass er die aufgerollte Überschlagfeder 292 darin
aufnehmen kann. Die Nippel 236, 237 sind so angeordnet
und bemessen, dass sie den Fluss des unter Druck stehenden Kraftstoffdampfs
und auch den des flüssigen
Kraftstoffs durch die Dampfeinlassöffnung 186 blockieren,
die in der Trennwand 238 ausgebildet ist, wie es in 10 gezeigt ist.
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Die Bodenschale 296 des
Schwimmerelements 235 wird am besten in den 11 und 12 gezeigt. Das Schwimmerelement 235 enthält Flügelsegmente 370,
die an einer Zentralspindel 372 angefügt sind. Die Flügelsegmente 370 enthalten
erste und zweite Speichenwände 376, 378 und äußere und innere
Wände 380, 382.
Wie es am besten in 11 gezeigt
ist, erstrecken sich die Speichen 376, 378 zwischen
den gegenüber
liegenden Enden der Wände 380, 382,
so dass sie dazwischen einen ersten Durchlass 386 abgrenzen.
Zusätzlich
verbindet eine Brücke 387 jede
der inneren Wände 382 mit
der Zentralspindel 372. Man beachte 12. Die Brücken 387 wirken mit
den inneren Wänden 382 und
den ersten und zweiten Speichen 376, 378 so zusammen, dass
sie einen T-förmigen
Durchlass 384 durch das Schwimmerelement 235 abgrenzen.
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Der erste Nippel 236 enthält eine
Rahmenvorrichtung 300, die so mit dem Schwimmerventil 235 verbunden
ist, dass eine relative Bewegung zwischen ihnen ermöglicht wird,
und ein Schließelement 310 an
seiner Spitze. Das Schließelement 310 ist
so an die Rahmenvorrichtung 300 angefügt, dass es zum stromaufwärts gelegenen
Ventilsitz 194 hin gerichtet ist, der in der Trennwand 238 ausgebildet
ist. Das Schließelement 310 enthält eine äußere Oberfläche 312,
die so konfiguriert ist, dass sie dicht auf den konisch geformten,
stromaufwärts
gelegenen Ventilsitz 194 passt, so dass flüssiger Kraftstoff
und Kraftstoffdampf nach dem abdichtenden Eingreifen des Schließelements 310 in
den stromaufwärts
gelegenen Ventilsitz 194 nicht in der Lage ist, zwischen der
Trennwand 238 und dem ersten Nippel 236 hindurch
zu strömen.
Typischerweise ist eine Dichtung 216 vorgesehen, um ein
abdichtendes Eingreifen zwischen dem Ventil 235 und dem
Ventilsitz 194 sicherzustellen. Das Schließelement 210 ist
jedoch so gestaltet, dass es einen Nebendurchlass 214 enthält, der
sich dort hindurch erstreckt, wie es beispielsweise in 10 gezeigt ist, so dass
unter bestimmten Umständen,
die im Folgenden erläutert
werden, der Strom von einigem Kraftstoffdampf in den Durchlass 284 durch
die Dampfeinlassöffnung 286 ermöglicht wird.
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Wie es am besten in 13 gezeigt ist, enthält der zweite Nippel 237 ein
massives Schließelement 215,
das an seiner Spitze eine Führung 217 aufweist,
die zu einem nach unten gerichteten, konisch geformten Ventilsitz 218 hin
gerichtet ist, der am Einlassende des Nebendurchlasses 214 ausgebildet
ist. Das Schließelement 215 ist
so groß und
so geformt, dass der Fluss von flüssigem Kraftstoff und Kraftstoffdampf
durch den Nebendurchlass 214 hindurch blockiert wird, nachdem
das massive Schließelement 215 des
zweiten Nippels 237 abdichtend mit dem Ventilsitz 218 des
ersten Nippels in Eingriff gekommen ist. Die Schließelemente 310, 215 des
ersten und zweiten Nippels 236, 237 sind relativ
zur Trennwand 238 und relativ zueinander beweglich. Die
Nippel 236, 237 nehmen ineinander greifende Positionen
ein, die den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf durch die Dampfeinlassöffnung 286 hindurch
blockieren, so dass der Dampfrückgewinnungsbehälter 18,
der mit dem ersten Auslass 190 des Ventilgehäuses 280 verbunden
ist, vor dem Übertragen
von flüssigem
Kraftstoff geschützt
und in einem nicht gezeigten Dampfraum im Kraftstofftank 198 während des
Auftankens ein bestimmter Druck aufrecht erhalten wird.
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Die Rahmenvorrichtung 300 des
ersten Nippels 236 enthält
eine sich radial nach außen
erstreckende und axial nach unten erstreckende Seitenwand 220,
die an einer ringförmigen
Basis 222 endet und die der Rahmenvorrichtung 300 eine
umgedrehte becherartige Form verleiht. Die Rahmenvorrichtung 300 ist
so gestaltet, dass sie einen Innenbereich 224 enthält, der
so groß ist,
dass er den zweiten Nippel 237 darin aufnehmen kann, wie
es in 10 gezeigt ist.
In der Seitenwand 220 ist eine Vielzahl von Fenstern 226 ausgebildet,
um es dem Kraftstoffdampf zu ermöglichen,
auf seinem Weg zum Nebendurchlass 214 in den Innenbereich 224 zu
strömen (solange
der zweite Nippel 237 nicht zu seiner Schließposition
bewegt wird).
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An der Deckenschale 294 des
Schwimmerventils 235 ist ein Löseflansch 228 angefügt und so angeordnet,
dass er sich im Innenbereich 224 der Rahmenvorrichtung 300 befindet.
Der Löseflansch 228 erstreckt
sich in einer radialen Richtung nach außen, so dass eine nach unten
gerichtete Fläche 230 bereitgestellt
wird, die zu einer nach oben gerichteten Fläche 231 hin gerichtet
ist, die an der Rahmenvorrichtung 300 vorgesehen ist. Eine
ausreichende Bewegung des Schwimmerelements 235 im Kraftstofftank 198 nach
unten wird den Löseflansch 228 veranlassen,
mit der Fläche 231 in
Eingriff zu kommen und den ersten Nippel 236 aus dem Eingriff
in den stromaufwärts
gelegenen Ventilsitz 214 zu ziehen, wodurch die Dampfeinlassöffnung 286 geöffnet wird, wie
es in 10 gezeigt ist.
Solch eine Bewegung des Schwimmerventils nach unten passiert, wenn kein
Kraftstoff im Tank 198 herumspritzt und die Gefahr der Übertragung
von flüssigem
Kraftstoff zum Dampfrückgewinnungsbehälter 18 gering
ist oder wenn der Kraftstoffpegel im Tank 198 im nicht gezeigten
Fahrzeugmotor verbraucht wird und kein Auftanken des Tanks stattfindet.
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Das Gehäuse des Schwimmerventils 335 ist als
ein einstöckiges
Gehäuseelement
gestaltet. Das Gehäuse 335 enthält eine
Oberseite 250, die an die untere Kammer 289 des
Ventilgehäuses 280 angrenzt,
und eine gegenüber
gelegene Unterseite 252. Das Gehäuse 335 enthält darüber hinaus
einen Mittelteil 254. Der Mittelteil 254 enthält massive,
abgetrennte Elemente 256, die in sich auf abstand zueinander
befindlicher Beziehung angeordnet sind, und eine Bodenplatte 258,
die dazwischen befestigt ist. Das Gehäuse 335 umgibt und
trägt die Überschlagventilvorrichtung 210.
Die Feder 292 ist auf der Bodenplatte 258 des
Schwimmerventilgehäuses 335 platziert,
so dass sie gegen die Bodenschale 296 des Schwimmerelements 235 wirkt
und hilft, das Schwimmerelement 235 an seine Schließposition
und auf diese Weise das Schließelement 310 gegen
den stromaufwärts
gelegenen Ventilsitz 214 zu heben.
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Die röhrenförmige Einfassung 266 ist
so gestaltet, dass sie am untersten Ende 274 einer ringförmigen Seitenwand 242 einen
Einfassungseinlass 240 enthält. Der Einfassungseinlass 240 enthält durch
ihn hindurchgehende Öffnungen 244 und
obere Seitenwandöffnungen 246,
die im obersten Ende 270 ausgebildet sind, wie es in 10 gezeigt ist. Die Öffnung 246 leitet
Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 198 in Kanäle 248 innerhalb
der röhrenförmigen Einfassung 266,
wenn die Öffnungen 244 im Einfassungseinlass 240 durch
flüssigen
Kraftstoff verschlossen sind.
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Die röhrenförmige Einfassung 266 umgibt die Überschlagventilvorrichtung 210 und
grenzt den ringförmigen
Kanal 248 dazwischen ab. Vorzugsweise enthält die Einfassung
darin das Schwimmerventil 235. Die Kanäle 248 sind zwischen
den massiven abgetrennten Elementen 256 in einer auf Abstand
befindlichen Beziehung zueinander angeordnet. Das oberste Ende 270 der
röhrenförmigen Einfassung 266 enthält um seinen
Umfang herum Verbindungsteile 269, wie es beispielsweise
in 10 gezeigt ist. Diese
Verbindungsteile 269 sind so angeordnet, dass sie mit den
zusammenpassenden Anschlüssen 268 in
Eingriff kommen, die am Ventilgehäuse 280 ausgebildet
sind. Wie es vorhin angemerkt wurde, erleichtert solch ein Einschnappverbindungsmerkmal
den Zusammenbau eines modularen Einfüllbeschränkungsventils, das ein Einschnappentlüftungsgerät 262 enthält.
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Im Betrieb blockiert das Schwimmerelement 235 selektiv
den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und von Kraftstoffdämpfen 14 aus
dem Kraftstofftank 14. Das Schwimmerelement 235 funktioniert
auf eine ähnliche
An und Weise, wie das Schwimmerelement 50, wie es in den 7 bis 9 gezeigt ist und wie es vorhin beschrieben
wurde.
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In 14 ist
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Tankentlüftungssteuersystems
gezeigt. Es wird ein Tankentlüftungssteuersystem 351 bereitgestellt,
das so funktioniert, dass unter Druck stehender Kraftstoffdampf
aus dem Dampfraum 22 zum rechten Zeitpunkt entlüftet wird und außerdem so
funktioniert, dass eine unerwünschte
Abgabe von flüssigem
Kraftstoff 20 und von Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 durch
die Öffnung 12,
die in der Deckenwand 26 des nicht gezeigten Tanks ausgebildet ist,
blockiert wird.
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Wie es in den 14 bis 17 gezeigt
wird, enthält
das Steuersystem 351 eine Ventilvorrichtung 651,
die einen Ventilbehälter 628 und
einen Behälterdeckel 630 aufweist,
die zusammenwirken, so dass ein innerer Bereich 629 dazwischen
abgegrenzt wird. Der Ventilbehälter 628 enthält eine
zylindrische Hülse 632,
die eine ringförmige
untere Randkante 634 besitzt, und einen oberen Flansch 636,
der einen oberen Rand 638 abgrenzt. Der obere Rand 638 wird von
unteren Rippen 639 unterstützt, die sowohl am oberen Flansch 636 und
an der Hülse 632 angefügt sind.
Der Ventilbehälter 628 enthält darüber hinaus eine äußere, sich
radial erstreckende Einlassröhre 660,
die mit der Hülse 632 verbunden
ist. Der Behälterdeckel 630 enthält eine
Schließschale 640 und
einen ringförmigen
Befestigungsflansch 642, der von der Schließschale 640 absteht.
Der Behälterdeckel 640 enthält zudem
eine Auslassröhre 644,
die mit der Schließschale 640 verbunden
ist. Die Auslassröhre 644 ist
so angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zur Einlassröhre 660.
Siehe die 14 und 16. Der Befestigungsflansch 642 des
Behälterdeckels 630 enthält zudem
eine Nut 645, die so bemessen ist, dass sie darin eine
Dichtung 647 aufnehmen kann. Die Dichtung rastet auf einer
nicht gezeigten Deckenwand des Kraftstofftanks, so dass dazwischen
ein abdichtendes Eingreifen bereitgestellt wird. Siehe 17. Der Ventilbehälter 628 ist
mit dem Behälterdeckel 630 verbunden,
wie es in 17 gezeigt
ist. Der Ventilbehälter 628 ist
so groß,
dass er durch eine Öffnung
eingesetzt werden kann, die durch die Wand des nicht gezeigten Tanks
ausgebildet ist. Siehe beispielsweise 1.
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Die Ventilvorrichtung 651 enthält darüber hinaus
ein Innengehäuse 653,
das so angeordnet ist, dass es sich innerhalb des inneren Bereichs 629 zwischen
dem Behälter 628 und
dem Deckel 630 befindet. Das Innengehäuse 653 enthält eine
obere Wand 655, die dadurch eine Entlüftungsöffnung 657 aufweist,
ein gegenüber
gelegenes unteres Ende 659, das eine axiale untere Randkante 661 aufweist,
die eine offene Mündung 663 abgrenzt,
und eine Seitenwand 665, die sich dazwischen erstreckt.
Die Seitenwand 665 enthält
eine Befestigungsnase 667, die sich radial nach außen erstreckt
und zwischen dem Behälterdeckel 630 und
dem Ventilbehälter 628 befestigt
ist. Das Innengehäuse 653 unterteilt
den inneren Bereich 629 in einen oberen Bereich 669 und
einen unteren Bereich 671. Zusätzlich enthält die Ventilvorrichtung 651 ein
Schwimmerelement 650, das so groß ist, dass es in eine Kammer 652 passt
und sich darin auf und ab bewegen kann, die im Innengehäuse 653 ausgebildet
ist, ein oberes Schließelement 654,
einen Rahmen 656, der so konfiguriert ist, dass er ein
oberes Schließelement 654 tragen
kann, und mit dem Schwimmerelement 650 verbunden ist, so
dass eine gewisse eingeschränkte
axiale Bewegung des Schwimmerelements 650 relativ zum oberen
Schließelement 654 ermöglicht wird,
und einen Boden 658, der so konfiguriert ist, dass er an
die axiale untere Randkante 661 des unteren Endes 659 anschließt und sich
in einer die das Schwimmerelement unterstützenden Position unterhalb
des beweglichen Schwimmerelements 650 befindet.
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Wie es in 17 gezeigt ist, ist eine sich axial erstreckende,
blattartige Führungsrippe
derart angeordnet, dass sie sich im Innengehäuse 653 befindet,
so dass eine Kante der Führungsrippe 662 an
einer inneren Oberfläche 364 der
Wand 665 verankert ist. Die Führungsrippe 662 erstreckt
sich in einer radialen Richtung von dieser inneren Oberfläche 664 hin
zu einer Mittelachse 666, die sich axial durch den Ventilbehälter 628 erstreckt.
Obwohl in 17 nur eine
Führungsrippe 662 dargestellt
ist, versteht es sich von selbst, dass sich drei Führungsrippen
gleichmäßig in Intervallen
von 120° auf
abstand befinden und so funktionieren, dass sie mit dem axial beweglichen
Schwimmerelement 650 zusammenpassen und die Drehung des
Schwimmerelements relativ zur zylindrischen Hülse 632 blockiert,
wie es vorhin beschrieben wurde. Es können mehr oder weniger als drei
Führungsrippen 662 verwendet
werden.
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Das Schwimmerelement 50 ist
so positioniert, dass es sich innerhalb des Innengehäuses 653 befindet,
und ist in den 4a und 17 am besten dargestellt.
Eine Druckfeder 670, hier wird nun auf 17 Bezug genommen, erstreckt sich in
die Kammer, die in der Zentralspindel 50 ausgebildet ist.
Die Feder 670 übt
durch Wirken gegen die Kuppel 51 und den Boden 658 eine
nach oben gerichtete Kraft auf das Schwimmerelement 50,
so dass beim Anheben des Schwimmerelements 50 geholfen
wird, wann immer das Schwimmerelement 50 ansteigenden Pegeln
von flüssigem
Kraftstoff 20 ausgesetzt ist.
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Der Boden 658 ist in 17 gezeigt und enthält eine
kreisrunde Platte 688, die so gestaltet ist, dass sie beispielsweise
drei ringförmige
Schlitze 690 enthält,
die so angeordnet sind, dass sie sich nahe am und um die Umfangkante
der der kreisrunden Platte 688 herum befinden. Die Basis 658 enthält zudem
einen Vorsprung 692, der so groß ist, dass er in die offene
Mündung 663 passt,
die am unteren Ende 659 der Zentralspindel des Schwimmerelements 50 ausgebildet
ist. Es versteht sich von selbst, dass der Boden 658 mit
dem Innengehäuse
auf vielerlei Art verbunden sein kann.
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Im Betrieb treten aufsteigende Kraftstoffdämpfe und
flüssiger
Kraftstoff innerhalb des nicht gezeigten Kraftstofftanks in die
Einfüllbegrenzungsventilvorrichtung 651 durch
einen Durchlass 672, der durch die Einlassröhre 660 abgegrenzt
wird. Der Kraftstoffdampf und der flüssige Kraftstoff fließen durch
den unteren Bereich 671, wie er durch die Pfeile 674 gezeigt
wird, und durch die nicht gezeigten Öffnungen in der Basis 658.
Wie es vorhin erläutert wurde,
schnellt das Schwimmerelement 50, wenn der Kraftstoffpegel
den Boden des Schießelements 50 trifft,
in einer Richtung nach oben weg vom ansteigenden Kraftstoff 20.
Insbesondere wird sich das Schwimmerelement augenblicklich anheben
und das obere Schließelement 54 wird
mit der oberen Wand 655 des Innengehäuses 653 in eingriff
kommen und die Entlüftungsöffnung 657 verschließen. Wenn
der anfängliche
Kraftstofffluss versiegt, sackt das Schwimmerelement 50 auf
den normalen Auftriebspegel ab und schwimmt auf dem nicht gezeigten flüssigen Kraftstoff,
der sich innerhalb der Kammer des Steuersystems befindet.
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Als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird ein Tankentlüftungssystem 410 bereitgestellt
und in den 18 bis 25 dargestellt. Das Steuersystem 410,
hier wird auf 18 Bezug
genommen, ist in einer Öffnung 12 befestigt,
die in einem Kraftstofftank 14 ausgebildet ist, der einen
Einfüllstutzen 16 aufweist,
wie es in 18 gezeigt
ist, um den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 zu einem
Behälter 18 zur Rückgewinnung
von Dampf oder zu einem anderen Bestimmungsort außerhalb
des Tanks 14 zu regulieren.
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Wie es in den 19 bis 20 gezeigt
ist, enthält
das Steuersystem 410 den Ventilbehälter 28 und den Behälterdeckel 30 von 1 bis 9. Zusätzlich enthält das Steuersystem 410 einen
Boden 462 und eine Basis 458. Die Basis 458 enthält eine
kreisrunde Platte 488 mit beispielsweise drei ringförmigen schlitzen 490,
die so angeordnet sind, dass sie sich nahe und um die Umfangskante
der kreisrunden Platte 488 herum befinden. Die Basis enthält zudem
einen halbkugelförmigen
Vorsprung 492, der so groß ist, dass er in eine offene
Mündung
passt, die an einem Ende der Zentralspindel 72 ausgebildet
ist, die im Schwimmerelement 50 enthalten ist. Der Vorsprung 492 kann erfindungsgemäß eine Vielzahl
von Formen und Größen aufweisen.
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Die Basis 458 der Ventilanordnung 410 grenzt
ein Einfüllbegrenzungsventilgehäuse 450 ab, das
an die ringförmige
untere Randkante 34 der Hülse 32 innerhalb des
Ventilbehälters 28 angrenzt.
Ein Schwimmerventil 452 ist so angeordnet, dass es sich innerhalb
eines inneren Bereichs 452 des Einfüllbegrenzungsventilgehäuses 450 befindet,
so dass es sich darin bewegen kann. Das Schwimmerventil 452 ist
zwischen einer offenen Position, die in den 21 und 25 gezeigt
ist, die den Fluss von unter Druck stehendem Kraftstoffdampf aus
dem Kraftstofftank 14 in sechs ringförmige Schlitze 490,
die in der Basis 458 ausgebildet sind, und durch Strömungsdurchlässe 84,
86 im Schwimmerelement 50 erlaubt, und einer Position beweglich
ist, die in den 22 und 24 gezeigt ist, die den Fluss
von unter Druck stehendem Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 14 in
Strömungsdurchlässe 84, 86 durch
die ringförmigen Schlitze 490 blockiert.
Es versteht sich von selbst, dass erfindungsgemäß mehr oder weniger als sechs Schlitze 490 durch
die Basis 458 ausgebildet sein können.
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Der Boden 462 ist so angeordnet,
dass er sich unter dem Schwimmerventil 452 befindet, und mit
der Hülse 32 des
Ventilbehälters 28 verbunden. Der
Boden 462 enthält
Schnappverbindungsteile 464 und eine Bodenöffnung 460,
die sich durch ihn hindurch erstreckt, wie es beispielsweise in 21 gezeigt ist.
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Die Basis grenzt eine obere Grenze
der Kammer 452 ab und liegt in einer sich vertikal auf
Abstand befindlichen parallelen Beziehung zum Boden 462,
um das bewegliche Schwimmerelement 452 dazwischen zu positionieren.
Die Schlitze 490 der Basis 458 verbinden die Kammer
552 im Einfüllbegrenzungsventilgehäuse 550 mit
den Strömungsdurchlässen im
Schwimmerelement 50 so, dass sie zueinander in Fließverbindung
stehen. Das Schwimmerelement 452 enthält eine Bodenwand 473 und
eine Deckenwand 474, die so angeordnet ist, dass sie mit der
Unterseite 476 der Basis 458 in der Kammer 452 in
Eingriff kommt, so dass jeder Schlitz 490, der in der Basis 458 ausgebildet
ist, verschlossen wird, um in Erwiderung auf die Bewegung des Schwimmerventils 452 zu
seiner Schließposition
den Fluss von flüssigem
Kraftstoff dort hindurch zu blockieren, wie es beispielsweise in 22 gezeigt ist.
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Das bewegliche Schwimmerventil 452 ist derart
gestaltet, dass eine mittige Öffnung 472 und ein
feines Sieb 482 enthält,
das mit der Bodenwand 473 verbunden ist, das sich über die
mittige Öffnung 472 erstreckt.
Das feine Sieb 482 enthält
Löcher,
die eine Breite von etwa 150 bis etwa 500 um aufweisen. Vorzugsweise
ist das feine Sieb 482 aus einem 150 μm Nylon-Quadratgewebe aufgebaut.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass das Sieb 482 erfindungsgemäß aus einer
großen
Mannigfaltigkeit von Materialien aufgebaut und Löcher enthalten kann, die vielerlei
Formen aufweisen. Zudem versteht es sich von selbst, dass die Löcher im
Sieb 482 vielerlei Größen besitzen
können,
abhängig
von den Fahrzeuganwendungen, solange das Sieb 482 als eine
Flüssigkeitssperre
wirkt, so dass eine schnelle Bewegung des Schwimmerventils 452 zur
Basis 458 hin ausgelöst
wird. Das Schwimmerventil 452 weist eine Dichte auf, die
kleiner ist als der flüssige
Kraftstoff, und wird vorzugsweise aus geschlossenzelligem Nitrophylschaumstoff
gefertigt. Eine Druckfeder 478 rastet auf dem Sieb 482 und
erstreckt sich durch die mittige Öffnung 472 des Schwimmerventils 452.
Ein unteres Ende der Feder 478 kommt mit dem Sieb 482 in
Eingriff und ein oberes Ende der Feder 478 kommt mit der
Unterseite 470 der Basis 458 in Eingriff, wie
es beispielsweise in 21 gezeigt
ist.
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Das Schwimmerventil 452 wird
durch die Feder 478 am Boden 462 gehalten. Das Sieb 482 erlaubt
es dem Kraftstoffdampf, durch es hindurch zu strömen. Wenn jedoch wegen Spritzbedingungen flüssiger Kraftstoff
das Sieb 182 trifft, bewegt sich das Schwimmerventil 452 augenblicklich
zur Basis 458 hin, so dass die Schlitze 490 verschlossen
werden, um eine Übertragung
von Flüssigkeit
zu verhindern. Wenn sich die Flüssigkeit
aus dem Gehäuse 450 zurückzieht,
presst die Feder 478 das Schwimmerventil 452 zurück zum Boden 462 hin.
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Im Betrieb kann ein ansteigender
Pegel 24 von Flüssigem
Kraftstoff 20 im Kraftstofftank 14 das Schwimmerventil 452 in
der Kammer 552 aus einer geöffneten Position, die ein Strömen von
unter Druck stehendem Kraftstoffdampf aus dem Kraftstofftank 14 in
die Schlitze 490, die in der Basis 458 ausgebildet
sind, durch die die Strömungsdurchlässe 84, 86, die
im Schwimmerelement 50 ausgebildet sind, ermöglicht,
wie es beispielsweise in 21 gezeigt
ist, zu einer Schließposition
anheben, wie es beispielsweise in 22 gezeigt
ist.
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Im Gebrauch sind sowohl das Schwimmerventil 452 als
auch das Schwimmerelement 50 in der Lage, schnell genug
auf ansteigende Pegel des flüssigen
Kraftstoffs 20 im Tank 14 zu reagieren, so dass sie sich
nach oben zur Deckenwand 24 des Ventilbehälters hin
bewegen. Sowie flüssiger
Kraftstoff in die Bodenöffnung
460 im Boden 462 eintritt, trifft der flüssige Kraftstoff 20 auf
das feine Sieb 482. Die Öffnungen durch das Sieb 482 werden
infolge der Oberflächenspannung
und/oder der Viskosität
des flüssigen Kraftstoffs 20,
der sich in den Öffnungen
ansammelt, augenblicklich blockiert. Das erzeugt einen Effekt, der ähnlich zu
dem ist, was passieren würde,
wenn das Schwimmerelement eine „massive" Bodenwand hätte, die dem ansteigenden Pegel
des flüssigen Kraftstoffs 20 ausgesetzt
wäre. Im
Fall des Schwimmerventils 452 kommt es zu einer beträchtlichen
Zunahme an verdrängtem
Volumen des flüssigen
Kraftstoffs 20, was zu einem schnelleren anfänglichen Verschießen der
Schlitze 490 führt.
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Im Ergebnis bewirkt das Anwenden
der Anhäufung
von flüssigem
Kraftstoff 20, so dass die mittige Öffnung 472, die im
Schwimmerventil 452 ausgebildet ist, augenblicklich verschlossen
wird, dass die effektive Oberfläche
der Bodenwand 473 des Schwimmerventils 452 vorübergehend „vergrößert" wird, so dass mehr
flüssiger
Kraftstoff 20 verdrängt werden
kann, was das Schwimmerventil 452 veranlasst, auszulösen und
gegen die Basis 458 zu schnellen.
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Bei verschiedenen Kraftstoff-Spritzbedingungen über unwegsamen
Gelände
oder während scharfer
Kurven kann Kraftstoff 20 mit einer Geschwindigkeit in
das Einfüllbegrenzungsventilgehäuse 450 spritzen,
die größer ist,
als die Bewegung des Schwimmerventils 452. Siehe 23. Unter solchen Umständen wird
der Kraftstoff 20 durch die Schlitze 490 in der
Basis 458 emporsteigen und auf den ersten und den zweiten
Durchlass 84, 86 treffen, die in den Flügelsegmenten 70 des
Schwimmerelements 50 ausgebildet sind. Die Strömungsdurchlässe 84, 86 sind
so bemessen, dass sie infolge der Oberflächenspannung und/oder der Viskosität des flüssigen Kraftstoffs 20,
der sich in den Durchlässen 84, 86 ansammelt,
augenblicklich blockiert werden. Wie es vorhin beschrieben wurde,
vergrößern Ansammlungen
von flüssigem
Kraftstoff 20 vorübergehend
die Oberfläche
des Schwimmerelements 50 und schnellen das Schwimmerelement 50 an
eine Schließposition.
Siehe 23.
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Das Steuersystem 410 ist
in 23 in seiner vollständig geschlossenen
Position gezeigt. In diesem Zustand hat der flüssige Kraftstoff 20 im Tank 14 das
Schwimmerelement 50 weit genug nach oben angehoben, so
dass das obere Schließelement 52 mit
der Deckenwand 24 in Eingriff kommt, so dass die in der
Deckenwand 24 ausgebildete Entlüftungsöffnung 126 verschlossen
wird. Gleichzeitig wird der Nippel 57 im unteren Schließelement 55,
das am Schwimmerelement 50 angefügt ist, so positioniert, dass
die Öffnung 59,
die im oberen Schließelement 52 ausgebildet
ist, verschlossen wird. Ein Entweichen von flüssigem Kraftstoff und von Kraftstoffdampf
aus dem Tank 14 wird blockiert, weil eine erste Flüssigkeits-
und Dampfabdichtung zwischen der Deckenwand 24 und dem
oberen Schließelement 54 und
eine zweite Flüssigkeits-
und Dampfabdichtung zwischen dem oberen und dem unteren Schließelement 54, 56 aufgebaut
wird. Sobald das Herumspritzen von Kraftstoff nachlässt und
die Gefahr verringert ist, dass flüssiger Kraftstoff durch die
Entlüftungsauslassöffnung 126 zum
Dampfrückgewinnungsbehälter 18 übertragen
wird, wird das Schwimmerelement 50 unter seinem eigenen
Gewicht auf seine Rastposition absinken, die in 21 gezeigt ist.
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In den 21 und 24 bis 25 sind die Betriebszustände des
Steuerungssystems 410 während einer
typischen Sequenz des Auftankens eines Tanks gezeigt. Anfänglich ist
der Pegel 24 des flüssigen
Kraftstoffs 20 im Kraftstofftank 14 ziemlich niedrig, wie
es in 21 gezeigt ist.
Bei relativ niedrigen Kraftstoffdampfdruckpegeln im Kraftstofftank 14 findet
kein Entlüften
durch die Ventilvorrichtung 410 statt und sowohl das Schwimmerelement 50 als
auch das Schwimmerventil 452 sind geöffnet.
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Während
des Auftankens steigt die obere Oberfläche 24 des flüssigen Kraftstoffs
an und sobald der Pegel 24 flüssigen Kraftstoffs 20 im Kraftstofftank 14 auf
einen festgelegten Pegel angestiegen ist, wie es in 24 gezeigt ist, bewegt sich das Schwimmerventil
452 im Einfüllbegrenzungsventilgehäuse 450 an
seine Schließposition.
Dies hält
das Ansaugen von verdrängtem
Kraftstoffdampf im Kraftstofftank 14 auf und blockiert
den Bruttodurchlass von flüssigem
Kraftstoff 20 in die Schlitze 490 in der Basis 458.
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Wenn ein Pumpenbediener in diesem
Zustand fortfährt
unter Verwenden der Rieseleinfülltechnik
mehr und mehr flüssigen
Kraftstoff in den Einfüllstutzen 16 zu
füllen,
wird der Pegel 24 des flüssigen Kraftstoffs 20 schließlich bis
zu einen Punkt ansteigen, wo es um das Schwimmerventil 452 herum und
durch die Schlitze 490 in der Basis 458 fließt, wie es
in 25 gezeigt ist. Schließlich wird
der Pegel des flüssigen
Kraftstoffs auf einen Pegel ansteigen, der hoch genug ist, eine
Auftriebskraft auf das Ventilelement 50 auszuüben, um
das Ventilelement 50 auf seine Schließposition anzuheben. Dieser
Punkt wird nach einem vorgewählten
nachfolgenden Überfüllungsversuch
(d. h. Rieselbefüllung)
durch einen Pumpenbediener erreicht. Das heißt, nachdem ein Pumpenbediener
den Hebelgriff an der nicht gezeigten Pumpdüse einschnappt oder drückt, kurz
nachdem das erste automatische Abschalten stattgefunden hat. Wenn
das Ventilelement 50 einmal auf seine Schließposition
bewegt worden ist, wie es in 25 gezeigt
ist, strömt
der Dampf nicht länger
aus dem Kraftstofftank 14 zu einem Dampfrückgewinnungsbehälter 26.
In diesem Zustand kann dem Kraftstofftank kein weiterer Kraftstoff
zugefügt
werden. Wie es vorhin erläutert
wurde, werden das erste und das zweite Schließelement 54, 56 zusammenwirken,
so dass der Durchlass 126 geöffnet wird, wenn der Kraftstoffpegel 24 im
Tank 14 absinkt.
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Vorteilhafterweise versorgt ein erfindungsgemäßes Schwimmerelement
den Anwender mit einem schnellen Schließmechanismus, der ausgelöst wird, wenn
der Kraftstoffpegel auf den Boden des Schwimmerelements trifft.
Das Schwimmerelement 50 verhält sich durch augenblickliches
Blockieren des Flusses von schnell ansteigendem Kraftstoff 20 durch
die Strömungsdurchlässe 84, 86,
die sich durch das Schwimmerelement 50 erstrecken, wie
eine Flüssigkeitssperre.
Demgemäß verdrängt das
Schwimmerelement 50 ein großes Volumen des flüssigen Kraftstoffs 20 und
schnellt augenblicklich an eine Schließposition. Wenn jedoch der
anfängliche
Kraftstoffstrom einmal versiegt und der Kraftstoff 20 in
die Strömungsdurchlässe 84, 86 fließt, findet
das Schließelement 50 seinen
normalen Auftrieb und schwimmt auf dem flüssigen Kraftstoff 20.
Das Schwimmerelement 50 der vorliegenden Erfindung wird
dann innerhalb des Ventilbehälters 28 steigen
und fallen, sowie der Kraftstoffpegel 24 ansteigt und absinkt.
Zusätzlich
versorgt ein erfindungsgemäßes Schwimmerventil
den Anwender mit einem zweiten Ventilsystem, das sich ebenfalls
wie eine Flüssigkeitssperre
verhält,
so dass eine schnelle Ventilantwort veranlasst wird, so dass der
Fluss des flüssigen
Kraftstoffs 20 zum Schließelement 50 der
vorliegenden Erfindung hin blockiert wird.
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Obwohl die Erfindung unter Bezug
auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
detailliert beschrieben worden ist, gibt es Variationen und Modifikationen
innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen beschrieben
und abgegrenzt wird.