DE69901888T2

DE69901888T2 - Entlüftungsvorrichtung für den kraftstofftank eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE69901888T2
Application number: DE69901888T
Authority: DE
Inventors: Christian Romanek
Original assignee: CIE DE MATERIEL ET D EQUIPEMEN; Compagnie de Materiel et dEquipements Techniques Comet
Current assignee: CIE DE MATERIEL ET D EQUIPEMEN; Compagnie de Materiel et dEquipements Techniques Comet
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE69901888D1; EP1064166B1; WO1999050086A1; FR2776576B1; ES2178403T3; EP1064166A1; FR2776576A1; US6289916B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Entlüftungsvorrichtung für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Ventil mit einem in einer Kammer, in die eine mit dem Tank verbundene Zufuhröffnung und eine Austrittsöffnung einmündet, angeordneten Reguliergewicht ausgerüstet ist und bei der das Reguliergewicht, sobald das Fahrzeug in im wesentlichen horizontaler Stellung stillsteht, unter der Wirkung seines Gewichts das Ventil verschließt und beim Anfahren und Rollen des Fahrzeugs aufgrund der erzeugten Schwingungen die Öffnung des Ventils und die Lüftung des Tanks hervorruft.
Eine solche Vorrichtung ist aus dem Dokument FR-A-2740402 bekannt.
In den bekannten Vorrichtungen ist das Reguliergewicht im allgemeinen in Form einer sphärischen Kugel, die auf einer konkaven kegelstumpfartigen nach oben ausgeweiteten, auf einer horizontalen unteren Wand der Ventilkammer angeordneten Oberfläche rollt. Das Zentrum der kegelstumpfartigen Oberfläche wird durch eine Öffnung gebildet, die dazu bestimmt ist, direkt von der Kugel verschlossen zu werden.
In der Tat liegt die Kugel durch die einzige Wirkung der Schwerkraft im Zentrum der kegelstumpfartigen Oberfläche auf, auf die sie in Form eines Kreises drückt, wenn das Fahrzeug in einer im wesentlichen horizontalen Stellung stillsteht.
So wird die durch die Kugel ausgeführte Abdichtung der Öffnung einerseits durch die gute Geometrie der Kugel und andererseits von der kegelstumpfartigen Oberfläche bedingt. In der Tat findet der Kontakt zwischen der Kugel und der kegelstumpfartigen Oberfläche im Falle eines geometrischen Fehlers nicht über die ganze Länge des theoretischen Kontaktkreises statt.
Die Erfindung hat es also als Ziel, eine neue Konzeption einer Entlüfungsvorrichtung vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig eine Abdichtung zwischen dem Kraftstofftank und der freien Luft herstellt.
Unter dieser Zielsetzung schlägt die Erfindung eine Entlüftungsvorrichtung für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges vor, bei der ein Ventil mit einem in einer Kammer, in die eine mit dem Tank verbundene Zufuhröffnung und eine Austrittsöffnung einmündet, angeordneten Reguliergewicht ausgerüstet ist und bei der das Reguliergewicht, sobald das Fahrzeug in im wesentlichen horizontaler Stellung stillsteht, unter der Wirkung seines Gewichts das Ventil verschließt und beim Anfahren und Rollen des Fahrzeugs aufgrund der erzeugten Schwingungen die Öffnung des Ventils und die Lüftung des Tanks hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß das Reguliergewicht auf einer konkaven Oberseite einer Schale aufliegt, dessen eine Unterseite Verschlußmittel aufweist, die mit einem in einem Ventilkörper befindlichen Sitz zusammenwirken können, der zum Verschließen einer der Öffnungen des Ventils durch das Reguliergewicht in dem Ventilkörper ausgebildet ist, sobald die Schale durch das sich in stabilem Gleichgewicht am Boden der konkaven Oberseite befindliche Reguliergewicht in Schließposition gehalten wird, und dadurch gekennzeichnet, daß, so bald das Reguliergewicht aus seiner stabilen Gleichgewichtsposition durch Schwingungen entfernt wird, ein Kippen der Schale erzeugt wird, so daß das Zusammenwirken der Verschlußmittel mit dem Sitz unterbrochen und die Öffnung des Ventils bewirkt wird.

Nach anderen Kennzeichen der Erfindung:

- weist die Schale im wesentlichen eine konische Form mit axialer auf;
- weist die Unterseite der Schale eine ringförmige ebene Auflagefläche auf, die in Schließstellung der Schale mit einem ringförmigen Sitz zusammenwirkt, der um eine der in der unteren horizontalen Wand der Kammer angeordnete Öffnungen ausgebildet ist;
- ist der Sitz in Bezug auf eine Oberseite der unteren Wand der Kammer emporgehoben;
- ist der Sitz durch den Schnitt einer zylindrischen, vertikalen, die zu verschließende Öffnung abgrenzende Innenfläche mit einer konvexen kegelstumpfartigen nach oben gerichteten Fläche, welche koaxial zur zylindrischen Fläche verläuft und sich oberhalb der Oberseite der Innenwand der Kammer erstreckt, gebildet;
- weist die Schale einen Zentrierer auf, der sich nach unten durch die zu verschließende Öffnung erstreckt und der, zumindest wenn die Schale sich in Schließposition befindet, mit einem Rand der Öffnung zusammenwirkt, um die Schale zu zentrieren;
- erstreckt sich der Zentrierer zum Zentrum der ringförmigen Auflagefläche;
- weist die Kammer Anschlagmittel auf, welche den Kippwinkel der Schale begrenzen.
Andere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung erscheinen beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, zu deren Verständnis auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
die Figur eine schematische Schnittansicht in einer vertikalen Ebene einer erfindungsgemäßen Entlüftungvorrichtung ist, wenn das Fahrzeug in einer im wesentlich horizontalen Stellung stillsteht; und
die Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht ist, welche die Vorrichtung darstellt, wenn das Fahrzeug rollt.
Die Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen sind auf bekannte Weise, wie es z. B. im Dokument FR-A-2740402 beschrieben ist, mit einer Entlüftungsvorrichtung versehen, die insbesondere ein Entlüftungs-Rohrsystem aufweist, von dem ein unterer Teil in den Tank an einem hochgelegenen Punkt mündet und von dem ein oberer Teil z. B. mit einer Vorrichtung zum Auffangen und Filtern der Dämpfe verbunden ist. Zwischen dem unteren und oberen Teil des Entlüftungs-Rohrsystems ist ein Ventil zwischengeschaltet.
Die Entlüfungsvorrichtung erlaubt es, das Absinken des Kraftstoffniveaus im Tank zu kompensieren, indem Luft in das Innere des Tanks eingelassen werden kann, damit der in diesem herrschende Druck im wesentlichen konstant ist.
Im Gegensatz dazu muß diese Vorrichtung, um jede Verformung des Tanks, die seinen Bruch zur Folge haben könnte, ebenfalls ein Ablassen der Gase ermöglichen, welche z. B. wegen einer Temperaturerhöhung komprimiert worden sind.
Es ist auf jeden Fall wünschenswert, wenn das Fahrzeug stillsteht, daß die im Tank enthaltenen Dämpfe nicht an die freie Luft entweichen können, und zwar weder durch einfaches Verdampfen noch beim Einfüllen des Tanks mit Kraftstoff.
Die in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte Entlüftungsvorrichtung weist also ein Ventil 12 auf, welches ein solches Verschließen des Entlüftungskreislaufes durchzuführen ermöglicht, wenn das Fahrzeug stillsteht.
Das Ventil 12 weist eine Kammer 14 auf, die mindestens mit einer Eingangsöffnung 16 und einer Ausgangsöffnung 18 versehen ist. Die Eingangsöffnung 16, die in eine untere horizontale, die Kammer 14 begrenzende Wand 19 eingearbeitet ist, wird von einer inneren zylindrischen Oberfläche 17 mit einer Achse A1 begrenzt und ist z. B. mit dem Kraftstofftank verbunden. Die Ausgangsöffnung 18 mündet ihrerseits z. B. in eine seitliche Wand der Kammer 14 oder in eine obere Wand der Kammer.
Entsprechend der Lehre der Erfindung ist die Ausgangsöffnung 16 dazu bestimmt, durch eine Schale 20 verschlossen zu werden, die zwischen einer in der Fig. 1 dargestellten Schließstellung und einer in der Fig. 2 dargestellten Öffnungsstellung unter der Wirkung eines Reguliergewichts oder einer Kugel 22, die unter der Wirkung ihres Gewichts auf einer oberen Fläche 24 der Schale 20 aufliegt, wippen kann.
Die Schale 20 weist im wesentlichen eine konische Drehform mit einer Achse A1 auf, wenn das Ganze die in der Fig. 1 dargestellte Schließstellung einnimmt.
Die obere Seite 24 der Schale 20 ist also konisch konkav und nach oben hin gemäß einem Halbwinkel α an der Kegelspitze ausgeweitet. Die untere Seite 26 der Schale 20 verläuft im wesentlichen parallel zur Oberseite 24, so daß die Schale 20 im wesentlichen die Form einer konischen Platte mit konstanter Dicke aufweist. Die Unterseite 26 weist in ihrem Zentrum einen Wulst 28 auf, von dem eine Unterseite 30 eben und horizontal ist, um eine Auflagefläche zu bilden.
Die untere Wand 19 des Ventils 12 stellt im wesentlichen in ihrem Zentrum eine kegelstumpfartige Oberfläche 32 mit Achse A1 dar, die konvex ist, nach unten ausgeweitet und in Bezug auf die Oberseite 34 der Wand 18 reliefförmig ist.
Bei der Mündung der Öffnung 16 in der Kammer 14 bildet der Schnitt der Zylinderfläche 17 mit der kegelstumpfartigen Oberfläche 32 der unteren Wand 18 einen Sitz 36, auf den sich die innere Fläche 30 der Auflagefläche der Schale 20 aufstützen soll. Man bemerkt, daß der Sitz 36, der beim Schnitt von zwei Flächen gebildet wird, die untereinander einen spitzen Winkel bilden, sich entweder in der Form einer kreisförmigen Lippe oder einer ringförmigen Schrägfläche mit Achse A1 präsentieren kann.
Der Kontakt zwischen dem Sitz 36 und der Auflagefläche 30 geschieht entweder in Form eines Kreises oder eines Rings.
Wie es aus den Figuren hervorgeht, ist der Durchmesser dieser zwei Kontaktflächen sehr viel kleiner als die transversale Abmessung der Kammer 14 und der Schale 20. So neigt das Gewicht der Kugel 22, welches sehr viel größer als das der Schale 20 ist, dazu, wenn das Reguliergewicht 22 aus seiner stabilen Gleichgewichtslage entfernt wird, das heißt wenn es radial nach außen in Bezug auf die Achse A1 der oberen Oberfläche 24 um eine Entfernung bewegt wird, die größer als der Radius der Kontaktflächen 30, 36 ist, die Schale in eine Öffnungsstellung zu kippen, die in der Fig. 2 dargestellt ist, in der die Auflagefläche 30 vom Sitz 36 außer in einem Punkt abgehoben ist. Das Fließen der Gase durch das Ventil 12 nach außen oder ins Innere des Tanks ist also frei.
Wie zu sehen, sind Anschläge 38 in der Kammer 14 vorgesehen, die von der oberen Seite 34 der unteren Wand 18 der Kammer 14 abstehen, so daß der Kippwinkel der Schale 20 begrenzt wird. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anschläge 38 dazu bestimmt, mit dem externen radialen Rand der Schale 20 zusammenzuwirken und sind auf einem höheren Niveau als der Sitz 36 angeordnet. Genauer gesagt sind die Anschläge 38 so angeordnet, daß, wenn sich die Schale 20 in Öffnungsstellung befindet, der Radius der oberen Oberfläche 24 der Öffnung, die die schwächste Neigung, aber dennoch ausreichende Neigung in Zentripetalrichtung aufweist, damit das Reguliergewicht 32 wieder dazu neigt, das Zentrum der oberen Oberfläche zu erreichen.
Im übrigen ist die Schale 20 mit Zentriermitteln versehen, die es erlauben, sie im wesentlichen in Bezug auf die Achse A1 zentriert zu halten, damit sie durch die Wirkung des Reguliergewichts 22 auf die Schale 20 gezwungenermaßen in ihre auf der Fig. 1 dargestellte Schließstellung gebracht wird, wenn das Reguliergewicht 22 im Zentrum der oberen Seite 24 aufgenommen wird. Im übrigen muß die vom Gewicht des Reguliergewichts 22 auf die Schale 20 ausgeübte Schubkraft so angeordnet werden, daß sie sich im Innern des vom Sitz 36 definierten Kreises befindet.
Im in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Zentriermittel aus einer Serie von kleinen Flügeln 40, die sich räumlich nach unten ausgehend von der unteren Seite 30 in deren Zentrum erstrecken. Die kleinen Flügel 40 sind in einem vertikalen Netz von zueinander rechtwinkligen Ebenen angeordnet, wobei die kleinen Flügel sich im übrigen im Innern einer theoretischen, in Bezug auf die Achse A1 zentrierten Mantelfläche befinden.
Der Durchmesser des kugelförmigen Mantels ist im wesentlichen gleich dem der inneren zylindrischen Oberfläche 17, die die Öffnung 16 abgrenzt, damit die kleinen Flügel 40, wenn sich die Schale 20 in Schließstellung befindet, eine perfekte Zentrierung der. Schale 20 in Bezug auf die Achse A1 sicherstellen. Man sieht im übrigen, daß die Flügel 40, wenn sich die Schale 40 in Schließstellung befindet, mindestens teilweise im Innern der Öffnung 16 bleiben, jedoch nicht den freien Durchlaß der Gase durch die Öffnung 16 behindern können, welche also aus dem Tank nach außen entweichen können.
Die die Kammer 14 begrenzende seitliche Fläche weist bevorzugt in einem Schnitt gemäß einer transversalen zur Achse A1 rechtwinkligen Ebene ein Profil auf, das dem des äußeren Umfangsrandes der Schale 20 entspricht.
Die Schale 22 weist eine im wesentlichen sphärische Form auf, aber es ist im Gegensatz zu der Vorrichtung aus dem Stand der Technik nicht erforderlich, daß diese Kugel geometrisch perfekt ist.
In der Tat wird die Abdichtung des Ventils 12 durch den Kontakt zwischen dem Sitz 36 und der Oberfläche der Auflagefläche 30 der Schale 20 bestimmt. Diese z. B. aus einer Kunstoffform hergestellten Teile können sehr einfach eine zufriedenstellende Geometrie aufweisen, um eine sehr gute Abdichtung zu gewährleisten.
Außerdem könnte man die Schale 20 aus einem Kautschukmaterial ausführen, um einerseits die Abdichtung beim Kontakt mit dem Sitz zu vervollkommnen und andererseits die durch das fortlaufende Wippen der Schale hervorgerufenen Geräusche zu vermindern. Die Schale 20 kann ebenfalls aus einem steifen Material hergestellt werden, das vollständig oder teilweise mit einem Kautschukmaterial beschichtet ist.
Die Konzeption der Schließmittel des eben beschriebenen Ventils 12 können natürlich in Entlüftungsvorrichtungen benutzt werden, die im übrigen andere Funktionen erfüllen. Diese Konzeption kann insbesondere in den Entlüftungsvorrichtungen benutzt werden, in denen das Reguliergewicht 22 außerdem als Funktion hat, einen Stift zu verschließen, falls sich das Fahrzeug umdreht.

Claims

1. Entlüftungsvorrichtung für den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges, bei der ein Ventil (12) mit einem in einer Kammer (14), in die eine mit dem Tank verbundene Zufuhröffnung und eine Austrittsöffnung einmündet, angeordneten Reguliergewicht (22) ausgerüstet ist und bei der das Reguliergewicht (22), sobald das Fahrzeug in im wesentlichen horizontaler Stellung stillsteht, unter der Wirkung seines Gewichts das Ventil (12) verschließt und beim Anfahren und Rollen des Fahrzeugs aufgrund der erzeugten Schwingungen die Öffnung des Ventils (34) und die Lüftung des Tanks (10) hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß das Reguliergewicht (22) auf einer konkaven Oberseite (24) einer Schale (20) aufliegt, dessen eine Unterseite (26) Verschlußmittel (30), aufweist, die mit einem in einem Ventilkörper befindlichen Sitz (36) zusammenwirken können, der zum Verschließen einer (16) der Öffnungen des Ventils (12) durch das Reguliergewicht (22) in dem Ventilkörper ausgebildet ist, sobald die Schale (20) durch das sich in stabilem Gleichgewicht am Boden der konkaven Oberseite (24) befindliche Reguliergewicht (22) in Schließposition gehalten wird, und dadurch gekennzeichnet, daß, sobald das Reguliergewicht (22) aus seiner stabilen Gleichgewichtsposition durch Schwingungen entfernt wird, ein Kippen der Schale (20) hervorgerufen wird, so daß das Zusammenwirken der Verschlußmittel (30) mit dem Sitz (36) unterbrochen und die Öffnung der Ventils (12) bewirkt wird.

2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) im wesentlichen eine konische Form mit axialer Achse (A1) aufweist.

3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (26) der Schale (20) eine ringförmige ebene Auflagefläche (30) aufweist, die in Schließstellung der Schale mit einem ringförmigen Sitz (36) zusammenwirkt, der um eine der in der unteren horizontalen Wand (19) der Kammer (14) angeordneten Öffnungen (16) ausgebildet ist.

4. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (36) in Bezug auf eine Oberseite (34) der unteren Wand (19) der Kammer (14) emporgehoben ist.

5. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (36) durch den Schnitt einer zylindrischen, vertikalen, die zu verschließende Öffnung (16) abgrenzende Innenfläche (37) mit einer konvexen kegelstumpfartigen nach oben gerichteten Fläche (32), welche koaxial zur zylindrischen Fläche (17) verläuft und sich oberhalb der Oberseite (34) der Innenwand (19) der Kammer (14) erstreckt, gebildet wird.

6. Entlüftungsvorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) einen Zentrierer (40) aufweist, der sich nach unten durch die zu verschließende Öffnung (16) erstreckt und der, zumindest wenn die Schale (20) sich in Schließposition befindet, mit einem Rand der Öffnung (16) zusammenwirkt, um die Schale (20) zu zentrieren.

7. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 6 kombiniert mit dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierer (40) sich zum Zentrum der ringförmigen Auflagefläche (30) erstreckt.

8. Entlüftungsvorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14) Anschlagmittel (38) aufweist, welche den Kippwinkel der Schale (20) begrenzen.