DE69907820T2

DE69907820T2 - Behälter für kraftstofftank und kraftstofftank mit einem solchen behälter

Info

Publication number: DE69907820T2
Application number: DE69907820T
Authority: DE
Inventors: Andre Arnal; Philippe Decobert; Alexis Rosseel
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: WO1999042316A1; FR2774950B1; EP0975482A1; EP0975482B1; US6273070B1; DE69907820D1; FR2774950A1; CA2286569A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für einen Kraftstofftank und einen mit einem derartigen Behälter versehenen Kraftstofftank.
Bekannterweise umfasst ein Kraftstofftank einerseits eine Entgasungseinrichtung, über welche die im Tank befindlichen Gase beim Befüllen desselben abgeführt werden können, und andererseits eine Lüftungsvorrichtung zum Abführen des größten Teils der in seinem Inneren durch die beim Fahren auftretenden Erschütterungen erzeugten Gase.
Herkömmlicherweise umfasst eine derartige Lüftungsvorrichtung eine Einrichtung zum Schließen der Lüftungsvorrichtung für den Fall des Umdrehens des Kraftstofftanks, welche im Allgemeinen aus einer auch „Rollover-Ventil" oder „ROV" genannten Klappe gebildet ist, deren Aufgabe darin besteht, ein Ausfließen des flüssigen Kraftstoffs aus dem Tank über die Entgasungseinrichtung bei einem Überschlagen des Fahrzeugs zu verhindern, eine auch „ISR" genannte Einrichtung zur Verhinderung eines Überfüllens des Kraftstofftanks, deren Aufgabe darin besteht, die Lüftungsvorrichtung beim Befüllen zu verschließen, wodurch im Tank eine Gasblase verbleibt, die gegebenenfalls einen aufgrund einer Erwärmung des flüssigen Kraftstoffs oder einer Verformung des Tanks entstehenden Überdruck aufzunehmen in der Lage ist, eine auch „SVL" genannte Einrichtung zum Separieren des flüssigen Kraftstoffs von den abzuführenden Gasen, die dazu dient, Kraftstofftropfen daran zu hindern, in die Lüftungsvorrichtung einzudringen, und einen Behälter, der dazu dient, die in den abgeführten Gasen vorhandenen Moleküle des gasförmigen Kraftstoffs zu fixieren und nur von den Kraftstoffdämpfen befreite Luft an die Umgebungsluft abzugeben.
Der Behälter ist der Teil der Lüftungsvorrichtung, der das Vorhandensein des „SVL" rechtfertigt, denn er enthält als Material zum Aufnehmen der Moleküle des gasförmigen Kraftstoffs Aktivkohle, die bei Kontakt mit Flüssigkeiten abgebaut wird.
Zur Verbindung all dieser Vorrichtungen untereinander muss eine gewisse Anzahl an Leitungen geschaffen und installiert werden, was sich einerseits ungünstig auf die Materialkostenauswirkt, weil diese Leitungen, um den Kohlenwasserstoffen standzuhalten und diese nicht durchzulassen, aus teuren Werkstoffen, beispielsweise aus einem Polyamid oder Polyethylen hoher Dichte enthaltenden mehrschichtigen Werkstoff, der mit einem als Sperrschicht wirkenden Harz wie z. B. einem Polyvinylidenfluorid oder einem Polyvinylalkohol verbunden ist, hergestellt werden müssen, sowie auf die Fertigungskosten andererseits, da es sich schwierig gestaltet, das Anschließen der Vorrichtungen zu automatisieren, besonders dann, wenn einige davon am Fahrzeug und nicht am Tank befestigt sind, was im Allgemeinen mindestens für den Behälter zutrifft, weshalb die Anschlussleitungen nicht außerhalb der Montagestraße installiert werden können.
Darüber hinaus verursachen die Leitungen in der aus den Leitungen und den verschiedenen oben aufgezählten, in Serie zu schaltenden Vorrichtungen bestehenden Lüftungsvorrichtung hohe Druckverluste, was die Wirksamkeit der Lüftung beeinträchtigt.
Durch das Verlegen der Leitungen außerhalb des Kraftstofftanks hat dieser außerdem einen höheren Platzbedarf, wird seine Handhabung bei der Montage in das Fahrzeug erschwert und muss dabei auch auf die Umgebung des Tanks im Fahrzeug geachtet werden, weshalb der Verlauf der Leitungen am Tank oft lang und umständlich ist.
Eine dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechende Vorrichtung ist auch aus der US 4,173,207 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und eine Neugestaltung eines Behälters und eines Kraftstofftanks vorzuschlagen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zunächst ein Behälter, welcher ausgelegt ist für ein Anbringen in einer Lüftungsvorrichtung eines Tanks und für ein Aufnehmen eines Filtrierungsmittels, das die Moleküle des gasförmigen Kraftstoffs zurückzuhalten in der Lage ist, und welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens eine Abteilung aufweist, die mit ihrem Filtrierungsmittel in Kommunikation ist und ausgelegt ist für ein Aufnehmen einer Einrichtung, die aus den folgenden Einrichtungen ausgewählt ist: einer Einrichtung zum Schließen der Lüftungsvorrichtung für den Fall des Umdrehens des Kraftstofftanks, einer Einrichtung zur Verhinderung eines Überfüllens des Kraftstofftanks und einer Einrichtung zum Separieren des flüssigen Kraftstoffs von den abzuführenden Gasen.
Zur Lösung der in Verbindung mit dem Verlegen der Leitungen außerhalb des Tanks auftretenden Probleme wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die in der Lüftungsvorrichtung vorhandenen Vorrichtungen ganz oder teilweise in den Behälter zu integrieren.
Dadurch kommt es zu einer erheblichen Kosteneinsparung bei der Herstellung und der Montage der Lüftungsvorrichtung sowie zu einer wirksameren Belüftung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Kraftstofftank, der mit einem Behälter der eingangs beschriebenen Art versehen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kraftstofftank einen nach außen mündenden Unterbringungsraum zur Aufnahme des Behälters.
In diesem Fall führt eine einzige Gasleitung aus dem Tank zum Behälter, welcher darüber hinaus an eine Leitung zum Abführen der von den Kraftstoffdämpfen befreiten Luft angeschlossen ist.
In einer Variante weist der Boden des Unterbringungsraums eine Öffnung auf, über die der Behälter direkt mit dem Inneren des Tanks in Verbindung steht. So kann auf die aus dem Tank führende Gasleitung verzichtet werden und die Lüftungsvorrichtung besteht dann nur noch aus dem Behältergehäuse, welcher an die Leitung zum Abführen der von den Kraftstoffdämpfen befreiten Luft angeschlossen ist.
Nach einer besonderen Ausführungsform weist der Behälter ein Gehäuse auf, welches mindestens teilweise aus der Wand des Unterbringungsraums gebildet wird, wobei das Filtrierungsmittel des Behälters in einer von außerhalb des Tanks in den Unterbringungsraum eingeführten, vorzugsweise lösbaren Filterkartusche untergebracht ist.
Diese Variante ist besonders vorteilhaft, denn sie löst alle Dichtigkeitsprobleme mit Bezug auf den Anschluss zwischen Gasleitung und Behälter.
In einer bevorzugten Ausführungsform, und insbesondere zur Herstellung dieser Tankausführung, besteht die Fertigung desselben darin, zwei aus Kunststoff gespritzte Teilstücke durch Kleben oder Schweißen zu verbinden.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird in der Folge die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Kraftstofftank nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform in einer aufgerissenen Teildarstellung,
2 den Behälter aus 1 im Schnitt und
3 eine Nahaufnahme eines in einem Tank integrierten Behälters nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der Kräftstofftank 1 aus 1 besteht aus einem oberen Teil 1a und aus einem unteren Teil 1b, welche getrennt voneinander aus Kunststoff gespritzt sind und durch Kleben oder Schweißen in einer Mittelebene 2 miteinander verbunden sind.
Ein Füllrohr 3 und eine Entgasungsleitung 4 sind in bekannter Weise angeordnet, damit die Gase beim Füllen des Tanks entweichen können.
Ein Rohr 5 ist durch die obere Wand des Tanks durchgeführt, über welches die im Tank befindlichen Gase während des Fahrens entweichen können, sobald ihr Druck sich erhöht.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Tank Vibrationen ausgesetzt ist, die das Entgasen des flüssigen Kraftstoffs bewirken, oder wenn das Erhitzen des Tanks zu einem Ausdehnen des flüssigen Kraftstoffs und der Gase führt.
Eine Vorrichtung zum Separieren des flüssigen Kraftstoffs von den in der Gasphase befindlichen Bestandteilen „SVL" 6 ist an das im Tank befindliche Ende des Rohrs 5 montiert.
Bekannterweise kann es sich dabei um ein Ventil handeln.
Eine Gasleitung 7 ist an das außerhalb des Tanks befindliche Ende des Rohrs angeschlossen und führt in einen Behälter 8, das 2 im Detail dargestellt ist.
Der Tank umfasst einen Unterbringungsraum 9 für die Aufnahme des Behälters, wobei der Unterbringungsraum nach außen hin offen ist, sodass es möglich ist, den Behälter an seinen Platz zu bringen.
Der Ort, an dem der Unterbringungsraum 9 am Tank angebracht wird, wird in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung des Tanks bestimmt, so dass der Behälter bei bereits am Fahrzeug montiertem Tank einfach abnehmbar ist.
Zwei weitere Leitungen führen zum Behälter, die eine 10 zum Abführen der von den aus dem Behälter stammenden Kraftstoffdämpfen befreiten Luft, die andere 11 zum Ansauger der vom Behälter kommenden Luft beim Ausblasen desselben.
Nun wird der Behälter anhand der 2 näher beschrieben.
Der Behälter weist ein Gehäuse 12 auf, das nach außen zylinderförmig ist und an einem Ende zur Lagefixierung im Unterbringungsraum 9 des Tanks mit einem Flansch 13 versehen ist.
Nicht dargestellte Rückhaltemittel, Rastmittel beispielsweise, verhindern das Herausrutschen des eingesetzten Behälters aus dem Unterbringungsraum 9.
Innerhalb des Behälters sind zunächst zwei untereinander verbundene kleine Abteilungen 14 und 15 zu sehen, die jeweils eine „ISR" oder Vorrichtung zur Verhinderung eines Überfüllens des Tanks und eine „ROV" oder Vorrichtung zum Verhindern eines Ausfließens des flüssigen Kraftstoffs aus dem Tank bei einem Überschlagen des Fahrzeugs aufnehmen sollen.
Eine dritte Abteilung 16 erstreckt sich über ungefähr die Hälfte der Behälterlänge und enthält Aktivkohle zum Adsorbieren der Kraftstoffmoleküle, die in den in den Behälter gelangenden Gasen enthalten sind.
Diese dritte Abteilung 16 ist über ein Rohr 16a, das, nachdem es durch eine erste Verbindungskammer 17 geführt wurde, in das Innere der Aktivkohle mündet, mit der Abteilung 15 des „ROV" verbunden.
Der Kammer 17 gegenüberliegend ist eine zweite Verbindungskammer 18 vorgesehen, die mit der Abteilung 15 in Verbindung steht.
Der Behälter weist außerdem drei nach außen führende Kanäle auf, von denen der erste 19 zum „ISR", der zweite 20 zur Verbindungskammer 18 und der dritte 21 zur Verbindungskammer 17 führt.
Die Gas- 7, Luftablass- 10 und Ansaugleitungen 11 sind jeweils an die Außenenden der Kanäle 19, 20 und 21 angeschlossen.
Je nach den von den Kraftfahrzeugherstellern gewählten Ausbildungen können nicht dargestellte Magnetventile vorgesehen sein, deren Aufgabe beispielsweise darin besteht, im Normalbetrieb des Behälters die Leitung 11 zu schließen und die Leitung 7 zu öffnen, und beim Ausblasen des Behälters die Leitung 11 zu öffnen und die Leitung 7 zu schließen.
Im Normalbetrieb werden die aus dem Tank kommenden Gase über die Gasleitung 7 dem Behälter zugeführt. Die Gase werden durch die „ISR", dann durch die „ROV" geführt und gelangen über das Rohr 16a in das Innere der Aktivkohle, durch welche sie geleitet werden.
Die Kraftstoffmoleküle werden durch Adsorption in der Aktivkohle fixiert und nur die Luft gelangt in die Verbindungskammer 18, von wo aus sie den Behälter über den Kanal 20 verlässt, um zur Luftablassleitung 10 zu gelangen.
In den Ausblasphasen wird über die Leitung 11 Luft angesaugt, wodurch die Luft aus der Luftablassleitung 10 durch die Aktivkohle hindurch entgegen der Filtrierrichtung zirkuliert.
Die Aktivkohlemoleküle werden dann durch Desorption freigesetzt und die so aufgefangenen Gase werden einem Wiederaufbereitungssystem oder, nach einem herkömmlicheren Verfahren, der Kraftstoffzufuhreinrichtung des Motors, welche gleichzeitig das Ansaugen und die Wiederverwertung des gasförmigen Kraftstoffs übernimmt, zugeführt.
In der Ausführungsform nach 3 weist der Behälter 22 ein Gehäuse auf, das direkt an der Wand 23 des Tanks ausgebildet ist.
Dieser wird aus Kunststoff im Spritzgussverfahren in einem Spritzgießwerkzeug hergestellt, dessen Ausformung die Form des Tanks und die des das Gehäuse des Behälters bildenden Unterbringungsraums definiert.
Wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform hat auch dieser Behälter Abteilungen 24 und 25 für die untereinander verbundenen „ROV" und „ISR".
Eine dritte kleine Abteilung 26, in der die „SLV" untergebracht ist, ist in Serie mit der Abteilung 24 verbunden.
Die Abteilung 25 ist über eine im Boden des Unterbringungsraums vorgesehenen Öffnung 27 mit dem Inneren des Tanks verbunden.
Die Gase werden über diese vorzugsweise in einem oberen Bereich des Tanks vorgesehene Öffnung 27 abgeführt und werden nacheinander durch die Abteilungen 25, 24 und 26 in eine Verbindungskammer 28 geleitet. Es versteht sich, dass die Reihenfolge der drei Vorrichtungen „ISR", „ROV" und „SLV" auch eine andere sein könnte.
Neben den drei kleinen Abteilungen weist das Behältergehäuse eine große Abteilung 29 auf, in der eine zwischen zwei Gitter 30 und 31 eingesetzte, mit Aktivkohle gefüllte, entnehmbare Filterkartusche untergebracht ist. Das dem Tank nächstgelegene Gitter 31 ist fest, während das gegenüberliegende Gitter 30 mit einem in einen Schacht 33 eingeführten Verschluss 32 einstöckig ausgebildet ist, wobei der Verschluss den Schacht mittels O-Ringen 34 dicht verschließt.
Zwischenstücke 35 halten das Gitter 30 und den Verschluss 32 auf Abstand, so dass zwischen den beiden ein Raum verbleibt, über welchen die Verbindungskammer 29 mit der Verbindungskammer 28 in Verbindung steht.
Ein Rohr 29a verbindet den Raum mit dem Inneren der Aktivkohle.
So gelangen die Gase, nachdem sie nacheinander durch die „ISR", die „ROV" und die „SLV" geführt worden sind, in die große Abteilung 29, in der sie gefiltert werden.
Die Kraftstoffmoleküle werden durch die Aktivkohle fixiert und nur die Luft wird über das Gitter 31 aus der Abteilung 29 in eine Verbindungskammer 36 geführt.
Ein Kanal 37 mündet in diese Kammer 36 und führt vor seinem Anschluss an die Luftablassleitung 10 durch die gesamte Länge des Gehäuses.
Die Ansaugleitung 11 mündet in eine andere kleine Abteilung 38, die mit den drei anderen fluchtet, aber von diesen durch die Verbindungskammer 28 getrennt ist. In der Abteilung 38 ist ein Magnetventil untergebracht, das im Betrieb des Behälters den Durchgang für die Ansaugluft versperrt.
Zum Ausblasen des Behälters öffnet das Magnetventil den Durchgang und es wird über die Luftleitung 10 Luft angesaugt, die dann durch die in der großen Abteilung 29 untergebrachte Aktivkohle geführt wird, wo sie die desorbierten Kraftstoffmoleküle aufnimmt.
In dieser Ausführungsform wird die Gasabfuhr aus dem Tank nie, auch nicht während des Ausblasens des Behälters, unterbrochen, da die Öffnung 27 ständig geöffnet bleibt.

Claims

Kraftstofftank, der einen Behälter (8) aufweist, welcher ausgelegt ist für ein Anbringen in einer Lüftungsvorrichtung und für ein Aufnehmen eines Filtrierungsmittels, das die Moleküle des gasförmigen Kraftstoffs zurückzuhalten in der Lage ist, wobei – der Behälter ein Gehäuse (12) aufweist, das mindestens eine Abteilung (14,15) hat, die mit dem Filtrierungsmittel (16) in Kommunikation ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter zudem ausgelegt ist für ein Aufnehmen einer Einrichtung, die aus den folgenden Einrichtungen ausgewählt ist: Eine Einrichtung zum Schließen der Lüftungsvorrichtung für den Fall des Umdrehens des Kraftstofftanks, eine Einrichtung zur Verhinderung eines Überfüllens des Kraftstofftanks und eine Einrichtung zum Separieren des flüssigen Kraftstoffs von den abzuführenden Gasen und – der Kraftstofftank einen Unterbringungsraum (9) für die Aufnahme des Behälters (8) aufweist, wobei dieser Unterbringungsraum nach außen hin offen ist, sodass es möglich ist, den Behälter an seinen Platz zu bringen.
Kraftstofftank nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine zylindrische Außenform aufweist.
Kraftstofftank nach einem der beiden vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) mit einem Kragen (13) an einem seiner Extrembereiche versehen ist, um sein Positionieren innerhalb des Unterbringungsraumes (9) sicherzustellen.
Kraftstofftank nach einem beliebigen der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Rückhaltemittel aufweist, die dafür bestimmt sind, dass sie ein Lösen des Behälters aus dem Unterbringungsraum (9) verhindern, wenn der Behälter einmal an seinen Platz gebracht ist.
Kraftstofftank nach einem beliebigen der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er durch kleben oder Schweißen von zwei Teilstücken erstellt wurde, die aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt worden sind.