DE7128765U - Anordnung zum Speisen von Kraftfahrzeugmotoren mit Brennstoff - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dn.-Ing. R. König · Dipl.-Ing. K. Bengen

Patentanwälte · 4aoo Düseeidorf · Cecilienellee 76 · Telefon 433732

Unsere Akte: 26 797 26. Juli 1971

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SAAB-SCANIA AKTIEßOLAG, 581 88 Linköping, Schweden

"Anordnung zum Speisen von Kraftfahrzeugmotoren mit

Brennstoff"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, die bestimmte Zwecke in Verbindung mit dem System erfüllt, das zum Speisen von Kraftfahrzeugmotoren mit Brennstoff dient. Die ΑΠΟ χ CLlj.u-L.l£, ucoucuii auo cxuciii ω sima «Uli i/cuin| ej.iicui ωχυ vxciu Brennstofftank verbundenen Füllrohr, das durch einen kappenartigen Tankverschluß verschließbar ist, und einer Entlüftungsleitung, die in den Brennstofftank mündet und in mindestens zwei Teile unterteilt ist, nämlich einen unteren und einen oberen Teil. (Wenn hier und im nachstehenden Text sowie in den Schutzansprüchen von Entlüftungsleitungen die Rede ist, so soll dies nicht im Wortsinne verstanden werden. Vielmehr handelt es sich dabei auch und in erster Linie um die Ableitung oder Weiterleitung von verdsapftem Brennstoff, gegebenenfalls vermengt mit Luft). Die erwähnte Entlüftungsleitung ist mit einem Filter verbunden, der seinerseits an das Brennstoff-Einlaßsystem des Motors angeschlossen ist. Dieser Filter vermag vom Brennstofftank kommende Brennstoffdämpfe zu sammeln und zu filtern, so daß diese Dämpfe die Atmosphäre nicht verschmutzen. Stattdessen werden diese Dämpfe in den Motor gesaugt und verbrannt, wenn der Motor läuft.

Was die Luftverschmutzung durch Kraftfahrzeuge betrifft, so hat man Anstrengungen bisher hauptsächlich darauf ge-

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richtet, verschiedene Wege zu finden, um den Prozentsatz von verschmutzenden Bestandteilen aus den Auspuffgasen des Motors zu entfernen. Dagegen ist die Aufmerksamkeit gegenüber einem anderen Faktor zurückgetreten, nämlich der Tatsache, daß Kraftfahrzeuge vollständig unverbrannte Brennstoffgase in die Umgebung entlassen. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Brennstoffdämpfe bei den meisten Fahrzeugen direkt in die umgebende Atmosphäre übergehen, und zwar durch eine Entlüftungsleitung, die vom Brennstofftank ausgeht. Die Menge der so nach außen abgegebenen, die Luft verschmutzenden Gase oder Dämpfe kann beträchtlich sein, vor allem in Gebieten hoher Umgebungstemperatur, wo die Brennstoffverdampfung erheblich ist. Dieser Umstand, verbunden mit der Dichte des Kraftfahrzeugverkehrs, kann dazu führen, daß die eingeatmete Luft unmittelbar gesund-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die Brennstoffdämpfe daran hindert, in die umgebende Luft zu entweichen, wenn das Fahrzeug geparkt ist. Bei der Anordnung nach der Erfindung werden diese Dämpfe stattdessen in einer Vorrichtung innerhalb des Fahrzeugs angesammelt und, wenn der Motor läuft, in den Motor gesaugt und darin verbrannt. Daneben liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung dieser Art zu schaffen, die zuverlässig und einfach im Aufbau ist.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß die untere Entlüftungsleitung, die mit dem Brennstofftank verbunden ist, und ein Ende der oberen Entlüftungsleitung zum Füllrohr des Tanks an einer Stelle offen ist, die benachbart zum Tankverschluß liegt. Das Erde der unteren Entlüftungsleitung, das in das Füllrohr des Tanks mündet, kann mittels eines Ventils ver- scnlossen werden, das durch den Tankverschluß (Kappe) be-

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tätigt wird. Das Ventil wird geschlossen, wenn der Tankverschluß entfernt, also geöffnet wird, und es öffnet sich wieder, wenn der Tankverschluß nach dem Tanken wieder aufgesetzt wird. Die obere Entlüftungsleitung zwischen dem Füllrohr und dem Filter erstreckt sich in an sich bekannter Weise im wesentlichen bis zum höchsten Punkt des Fahrzeugs und stellt damit eine Flüssigkeitssperre für ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch dar, das für den Filter bestimmt ist. Die hier beschriebene Anordnung ersetzt bekannte, komplizierte und kostspielige Systeme und ist einfach im Aufbau und auch zuverlässig. Unter Ausnutzung der Höhe des Fahrzeugkörpers zur Führung des einen Teils der Entlüftungsleitung wird ein erheblicher Höhenunterschied erzielt, und da Motor und Brennstofftank in den meisten Kraftfahrzeugen grundsätzlich an entgegengesetzten Enden des Fahr-Zöugs angeordnet sind, so fi~iet sins Strömung in beiden Richtungen innerhalb der EntXüf'Jungsleitung statt, die abwärts gerichtet ist. Dies erschwert die Bildung von sonst möglichen Flüssigkeitssperren.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung wird erhalten, wenn die untere Entlüftungsleitung in das Füllrohr durch ein Ventil mündet, das im oberen Teil des Füllrohrs angeordnet ist. Bei dieser Anordnung betätigt der Tankverschluß das Ventil direkt, so daß eine kompakte Konstruktion erhalten wird.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine Evakuierungsleitung zwischen dem Brennstofftank und dem oberen Teil des Füllrohrs vorgesehen, die in den Brennstofftank an einer solchen Stelle mündet, daß eine Lufttasche im Brennstofftank gebildet wird, wenn Brennstoff eingepumpt wird. Das Volumen dieser Lufttasche ist im wesentlichen gleich dem Volumen innerhalb desjenigen Teiles des Füllrohres, das oberhalb des Spiegels des Flüssigkeitstanks

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liegt. Mit ' i.ner solchen Anordnung wird das Füllen des Tanks auf einfache Weise reguliert, so daß die Notwendigkeit entfällt, die bisher bekannten Kammern odex- ähnlichen Mittel des Tanks vorzusehen, um das Füllen des Tanks zu steuern.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung. Dort zeigen

Fig. 1 eine Ansicht der Anordnung der verschiedenen dampfabtrennenden Komponenten in einem Fahrzeug,

Fig. 2 den Brennstofftank mit den zugehörigen Leitungen und Verbindungen, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 sinen Längsschnitt durch den Filter-

Fig, 4 eine Seitenansicht des oberen Teils des Füllrohres,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 4 durch das Ventil für die Entlüftungsleitung und

Fig. 6 eine Ansicht des in Fig. 5 dargestellten T^ntils.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fahrzeug ist der Brennstofftank mit einem Füllrohr 2 versehen, dessen Einlaßöffnung seitlich am Fahrzeug angeordnet und durch einen kappenartigen Verschluß 3 verschlossen ist. Eine untere Entlüitungsleitung 4 mündet im oberen Teil des Brennstofftanks 1. Das obere Ende dieser unteren Entlüftungsleitung mündet im oberen Teil des Füllrohres 2 (siehe Fig. 2 und 4), Eine obere Entlüftungsleitung 5 erstreckt sich vom oberen Teil des Füllrohres 2 zu einem Filter 6, der vorzugsweise im Motoriauin vorn im Fahrzeug untergebracht ist. Eine Leitung 7 erstreckt sich vom Filter zum Einlaßsystem des Motors. Außerdem ist eine Evakuierungsleitung & zwischen dem Brennstofftank 1 und dem oberen Teil des Füllrohres 2 vorgehe-

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Ein Stutzen 9 des Füllrohres 2 erstreckt sich in die eine Stirnwand oder eine Längswand des Brennstofftanks, der kastenartig und auch sonst in üblicher Weise gestaltet ist. Der Stutzen 9 ist durch ein Klappenventil 10 oder eine ähnliche Einrichtung verschließbar (siehe Fig. 2). Die untere Entlüftungsleitung 4 ist an die Oberwand des Brennstofftanks angeschlossen, zweckmäßig an deren höchstem Punkt. Die Evakuierungsleitung 6 liegt mit ihrer unteren Mündung etwas unterhalb dieser Stelle und in einer Höhe etwas oberhalb des AuslaßStutzens 9. Das Füllrohr besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von Teilen, die nachgiebig, aber dicht schließend durch Büchsen 11 aus geeignetem Material miteinander verbunden sind.

Die untere Entlüftungslei oing hat ihre obere Mündung innerhalb eines Ventils 12, das am oberen Teil des Füllrohres befestigt ist und im wesentlichen innerhalb dieses Füllrohres liegt (siehe Fig. 4 bis 6). Ein Arm 13 wird durch die Tankkappe 3 betätigt und ist bei 15 im Körper 14 des Ventils 12 schwenkbar gelagert;. An seinem einen Ende trägt der Arm 13 eine Dichtung 16 aus verformbarem, dichtendem Stoff, vorzugsweise Gummi oder gummiähnlichem Stoff. Die Dichtung 16 kann in Anlage am Ventilsitz 17 gebracht werden, mit dein die untere Entlüftungsleitung 4 in Verbindung steht. Das entgegengesetzte Ende des Arms 13 wird durch eine Feder 18 niedergedrückt, wodurch das Ventil 12 geschlossen wird, wenn die Tankkappe abgenommen wird. Wird die Tankkappe 3 wieder aufgesetzt, so wird das federbelastete Ende des Arms 13 durch einen an der Tankkappe angebrachten Nocken od.dgl. nach oben gezwungen. Infolgedessen wird das Ventil geöffnet und bleibt so lange offen, wie sich die Tankverschlußkappe in Schließstellung befindet. Am Ventilkörper 14 befindet sich im übrigen eine abschir-

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mende Platte 31 gegenüber der Öffnung der Evakuierungsleitung 8. Diese Platte ist so gestaltet, daß sie Brennstoff daran hindert, in die Evakuierungsleitung überzutreten, wenn der Brennstofftank gefüllt wird. Das Ventil kann selbstverständlich auch anr^~"s konstruiert seinj sofern es nur die beschriebene Funktion erfüllt.

Die obere Entlüftungsleitung 5 wird durch den ol-dren Teil des Fahrzeugkörpers geleitet und muß daher a"=! einem Material, vorzugsweise Metall, bestehen, und so χ .nstruiert sein, daß sie die jeweils geltenden Sicherheitsvorschriften für Leitungen innerhalb von Fahrzeugkörpern erfüllt. Der erhebliche Unterschied in den Niveaus an den beiden Enden dieser Leitung stellt eine wirksame Flüssigkeitssperre dar. Infolgedessen durchdringen den Filter 6 (siehe Fig. 3), der vorzugsweise in enger Verbindung mit dem Motor und dessen Einlaßsystem steht, nur Gase. Der Filter 6 besteht aus einer offenen Kammer 19j zweckmäßig aus Metall, Der Boden der Kammer 19 ist mit einer Vielzahl von Perforationen 20 versehen, die als Lufteinlaß dienen. Demgemäß ist ein Luftfilterelement 21 oberhalb dieses Bodens angeordnet. Es besteht vorzugsweise aus verschäumtem Kunststoff oder ähnlichem Material. Oberhalb des Luftfilterelements 21 befindet sich ein Filterteil, der aus einem Filterelement 23 besteht, das an seiner oberen und seiner unteren Seite durch eine dünne Schicht 24 von luftdurchlässigem Material begrenzt wird, vorzugsweise aus verschäumtem Kunststoff. An der Außenseite der Schichten 24 sind Filterelementböden 25 angeordnet, welche perforiert sind, eine gewisse Steifigkeit haben und dazu dienen, den Filterteil 22 zu unterstützen oder zu haltern. Das Filterelement 23 sollte aus Aktivkohle bestehen, vorzugsweise pulverförmiger Kokosnuß-Aktivkohle. Versuche haben ergeben, daß es zweckmäßig ist, die Größe der Partikel der Kohle so zu wählen, daß sich eine Oberfläche zwischen 600 bis 1000 m /g

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ergibt. Die Plammer 19 kann mit e ^nem Deckel 26 verschlossen werden> der zweckmäßig durch Ultraschallschweißen befestigt wird lind mit Löchern 27 und 28 versehen ist, an d:.e die obere Entlüftungsleitung 5 und die Leitung 7 angeschlossen werden. Der Deckel 26 hat außerdem einen mittleren Kragen 29, der sich an den oberen Boden 25 des Filterelements anlegt und den Filterteil 22 innerhalb der Kammer festlegt. Auf diese Weise wird eine Kammer 30 zwischen dem Deckel 26 und dem oberen Boden 25 des Filterelements geschaffen, so daß die obere Entlüftungsieitung 5 und die Leitung 7 durch diese Kammer über die Löcher 27 und 28 in Verbindung miteinander sind. Man kann dem Filter eine Anzahl verschiedener Formen geben, was unter anderem davon abhängt, an welcher Stelle der Filter untergebracht wird und wieviel Raum für ihn zur Verfügung steht» Die Konstruktion des Filters kann geändert werden, ohne daß er seine Wirkung einbüßt.

Wird der Tank gefüllt, so wird die Tankverschlußkappe 3 entfernt und das Ventil 12 damit geschlossen. Die im Brennstofftank anfänglich enthaltene Luft kann z?mächst durch die Evakuierungsleitung 8 entweichen. Wenn jedoch der Flüssigkeitsspiegel im Tank die Einlaßöffnung dieser Leitung übersteigt, so hat die Luft keinen Auslaßweg mehr, und der Brennstoff wird daher im Füllrohr ansteigen, bis er einen Spiegel erreicht, bei dem die tankende Pumpe selbsttätig abschaltet oder von Hand abgeschaltet wird. Wird die Tankverschlußkappe wieder aufgesetzt, so wird das Ventil 12 geöffnet und die im Tank gefangene Luft, die im wesentlichen das Volumen desjenigen Teiles des Füllrohres hat, der oberhalb des Brennstofftanks liegt, wird durch die Entlüftungsleitung 4 nach außen gedrückt, so daß ein Brennstoffspiegel erhalten wird, wie er der üblichen Situation im Brennstofftank und Füllrohr entspricht. Die Anordnung der Entlüftungsleitungen 4 und 5 getrennt voneinander im Füllrohr bewirkt, daß die möglicherweise das Gas oder den Dampf

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in der Entl-üftungsleitung 4 begleitende Flüssigkeit abgetrennt wird und die Brennstoffdämpfe über die obere Entlüftungsleitung 5 zum Filter 6 geleitet werden, wo sie gesammelt und getrennt werden. Dabei strömt fortwährend gereinigte Luft in die Umgebung durch die Perforationen 20 nach c.ußen. Ein entsprechender Zyklus findet statt, wenn das Fahrzeug geparkt ist und Brennstoff verdampft.

Wird der Motor angelassen, so wird Luft in der üblichen Weise in seinen Einlaß, aber- auch durch den Filter- 6 gesaugt. Brennstoffdämpfe und möglicherweise flüssiger Brennstoff, die sich im Filter 23 angesammelt haben, werden in den Motor gesaujt und dort verbrannt. Die beschriebene Anlage besteht aus einem in sich geschlossenen System, in welchem Brermstoffdpjnpfe in die umgebende Atmosphäre nicht entweichen und sie verschmutzen können. Eine immerhin mögliche Verstopfung des Luftreinigers 21 hat nur zur Folge, daß der Brennstofftank 1 Luft von der Einlaßseite des Motors her erhält. Ein Sicherheitsventil ist daher nicht erforderlich.

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Claims (3)

SAAB-SCANIA AKTIEBOLAG, 581 88 Linköping, Schweden Schutzansprüche:

1. Anordnung zum Speisen von Kraftfahrzeugmotoren mit Brennstoff, bestehend aus einem Brennstofftank, einem mit dem Brennstofftank verbundenen, durch eine Tankverschlußkappe abschließuaren Füllrohr, einer Entlüftungsleitung, die in den Brennstofftank mündet und in einen oberen Teil und einen unteren Teil aufgeteilt ist und mit einem Filter verbunden ist, der mit dem Brennstoff-Einlaßsystem des Fahrzeugmotors verbunden und fähig ist, vom Brennstofftank kommende Brennstoffdampfe zu sammeln und zu filtern, so daß diese Dämpfe die Atmosphäre nicht verschmutzen, sondern stattdessen in den Motor gesaugt und dort bei laufendem Motor verbi-annt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (4) der Entlüftungsleitung, der mit dem Brennstofftank verbunden ist, und das eine Ende des oberen Teiles (5) der Entlüftungsleitung an das Füllrohr (2) an einer Stelle benachbart zur Tankverschlußkappe (3) angeschlossen sind, und daß dasjenige Ende des unteren Teiles der Entlüftungsöffnung, das mit dem Füllrohr (2) verbunden ist, durch ein Ventil (12) abschließbar ist, das durch die Tankverschlußkappe betätigt wird, wobei das Ventil so angeordnet oder gestaltet ist, daß es sich beim Abnehmen der Tankverschlußkappe (3) schließt und sich öffnet, wenn die Tankverschlußkappe wieder aufgesetzt wird, und daß schließlich der obere Teil der Entlüftungsleitung im Bereich zwischen dem Füllrohr und dem Filter in an sich bekannter Weise mindestens annähernd bis zum höchsten Punkt des Fahrzeugkörpers geführt ist und eine Flüssigkeitssperre für Flüssigkeits-Gas-Gemisch bildet.

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2. Anorc ~iung nac.i Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (4) der Entlüftun^sleitung an der Stelle in das Füllrohr (2) mündet, an der das Ventil (12) angeordnet ist, das seinerseits fest im oberan Teil des Füllrohres montiert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß zwischen, dem Brennstofftank und dem oberen Teil des Füllrohres (2) eine Evakuierungsleitung (8) angeordnet ist, die in den Brennstofftank an einer solchen Stelle mündet, daß in dem Brennstofftank ein Luftpolster (Lufttasche; gebildet wird, wenn Brenn stoff eingepumpt wird, wobei das Volumen des Luftpolsters im wesentlichen gleich dem Volumen ist, das von demjenigen Teil des FülD-ohres umschlossen wird, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Brennstofftank liegt.

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