WO1994003719A1 - Aktivkohlefilter für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO1994003719A1
WO1994003719A1 PCT/EP1993/002089 EP9302089W WO9403719A1 WO 1994003719 A1 WO1994003719 A1 WO 1994003719A1 EP 9302089 W EP9302089 W EP 9302089W WO 9403719 A1 WO9403719 A1 WO 9403719A1
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activated carbon
housing
tank
engine
fresh air
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PCT/EP1993/002089
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Bernd Köhler
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Expert Maschinenbau Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an activated carbon filter for motor vehicles for the adsorption of fuel vapors formed in the tank and possibly in the float chamber of the carburetor of motor vehicles and for the desorption and return of the vapors into the combustion chambers of the motor vehicle, consisting of a pore size suitable with a bed of activated carbon Filled, all-round closed housing with a tank inlet that can be connected to a connecting line leading to the motor vehicle tank, a connecting line that can be connected to a connecting line that leads to the intake manifold or air filter housing of the engine, the fuel vapor returning engine outlet, and a fresh air inlet that is connected to the ambient atmosphere.
  • activated carbon filters are arranged at least in the vent line of the tank of passenger cars, which filters are used when the vehicle is refueled or when the fuel in the tank expands as a result of heating Tank ventilation adsorb displaced fuel vapors in the activated carbon bed and thus prevent their escape into the ambient atmosphere at least as long as the adsorption capacity of the activated carbon bed is not exhausted. Adequate dimensioning of the amount of activated carbon and regular desorption of the fuel vapors and return of the fuel vapors to the combustion circuit of the engine can ensure that under normal operating conditions of the motor vehicle none
  • the desorption takes place in such a way that ambient or fresh air is sucked through the activated carbon bed and the fuel vapors are released from the surface of the activated carbon, i.e. desorbed.
  • the negative pressure generated in the engine intake manifold when the engine is running is used to generate the required negative pressure. Show accordingly
  • Activated carbon filter for the application in question here so three connections, namely an inlet connected to a connecting line to the motor vehicle tank, through which the fuel vapors enter the housing, an inlet and outlet open to the atmosphere, through which on the one hand the fuel vapors liberated air can escape to the ambient atmosphere and, on the other hand, outside air can be sucked in through the activated carbon bed during the desorption process, and finally an outlet connected to a line leading to the intake manifold or the air filter of the internal combustion engine, via which the desorbed fuel vapors lead into the intake tract of the engine and then into the engine be burned.
  • a venting valve or a rinsing valve is arranged, which are controlled according to the operating conditions.
  • the normally closed purge valve is only opened when the engine is running, so that the negative pressure then arises in the housing of the activated carbon filter Fresh air inlet, ambient air can be sucked in and the fuel vapors adsorbed in the activated carbon can be desorbed.
  • the end / ventilation valve in the connecting line to the activated carbon housing is opened due to the creation of an increased vapor pressure in the tank, the fuel vapors which pass into the activated carbon housing are immediately carried along with the fresh air drawn into the running engine and burned. The fuel vapors enter the activated carbon bed only when the engine is stopped and the purge valve is closed and are prevented from escaping into the surrounding atmosphere in the desired manner.
  • the system for adsorbing fuel vapors using activated carbon filters is known.
  • the activated carbon bed must be installed in such a way that it is subjected to such pressure over the expected temperature range of approx. -45 oC to approx. 85 oC that there is no relative movement of the grains of the bed as a result of acceleration - or delay forces can occur.
  • the activated carbon bed Stabilize in the housing by pressure plates that are permeable to the fuel vapors, at least one of which is pretensioned against the coal bed.
  • the tank connection in the interior of the housing is extended by means of a tube guided into the activated carbon bed to approximately the middle of the activated carbon bed, a dust filter at the end of the tube preventing the like from being abraded by abrasion. Coal dust can pass over the connecting line to the tank.
  • the outlet leading to the engine and the fresh air inlet leading to the ambient air are arranged on opposite end faces of the housing, so that the fuel vapors regardless of whether they are sucked back into the engine when the engine is running or towards the engine when the engine is not running Fresh air outlet are pushed, each pass through a portion of the activated carbon bed.
  • the invention has for its object to develop the known activated carbon filter so that it is simple to build with unchanged functionality and is therefore cheaper to manufacture.
  • this object is achieved according to the invention in that at least the tank inlet and the engine outlet are provided on the same end face of the housing and are directly connected within the housing bypassing the activated carbon bed, while the fresh air inlet is in an area of the housing is guided by the activated carbon bed from
  • Tank inlet and the engine outlet is separated.
  • fuel vapors coming from the fuel tank are sucked back directly, ie without being guided through the activated carbon, into the intake tract of the engine, so that then these vapors are not adsorbed in the activated carbon and desorption is not necessary.
  • Vapors of the fuel from the tank into the activated carbon filter are then adsorbed in the activated carbon bed, the full height of the bed being effective. In comparison to the known activated carbon filter, practically half the bulk volume is then required and the housing dimensions can be reduced accordingly.
  • the fresh air inlet on the front side of the housing opposite the front side of the housing provided with the tank inlet and the motor outlet.
  • the fresh air inlet can also be provided on the same end face as the tank inlet and the engine outlet in the housing, if it is ensured that there is no direct connection between the fresh air inlet and the tank inlet, as does the engine Outlet exists, ie Any fuel vapors that may occur are first led through the activated carbon bed. This can be achieved, for example, by connecting the inside of the fresh air inlet to a line formed by the activated carbon bed into a space formed under the opposite end face, while the tank inlet and the engine outlet are connected to a line directly above the activated carbon bed formed connection space open.
  • the inside of the tank of the tank inlet and the motor outlet can each be connected to a line guided through the activated carbon bed and into a connection space formed under the opposite end face, during which time the
  • Fresh air inlet opens into a free space formed directly above the activated carbon bed.
  • the container of the activated carbon filter does not have a circular cross due to structural requirements cut, but has an elongated cross-sectional shape, it is useful to provide a supporting cage supporting the peripheral walls of the housing against denting within the activated carbon bed.
  • the activated carbon bed is expediently formed by the connection or free spaces formed on the end face by gas or. vapor-permeable, fine-pored covers are separated, at least one of these end covers - in a manner known per se - being resiliently pressed onto the activated carbon bed.
  • Fig.1 one in the upper and lower, provided with the connections front
  • Fig. 2 shows a longitudinal central section through a
  • FIG. 3 is a sectional view of the one in FIG.
  • FIG. 2 shows an embodiment corresponding sectional view through a further embodiment.
  • the activated carbon filter shown in FIG. 1, designated in its entirety by 10, has a housing 12 made of plastic which is closed on all sides and which consists of the actual, for example cylindrical and on one
  • the tank inlet 22 and the motor outlet 24 can - corresponding to the fresh air inlet 20 - have the shape of nozzles integrally molded on the end cover 18, which are not recognizable in FIG. 1 because they extend horizontally behind the plane of the drawing, so that from the tank inlet 22 only the inside of the housing can be seen, while the motor outlet 24 in FIG. 1 opens into a space lying behind the cutting plane in the drawing and the opening is therefore invisible, ie shown in dashed lines.
  • a bed 26 of activated carbon particles of suitable pore size is provided and held under prestress between two vapor or gas-permeable cover plates 28 and 30, so that the activated carbon particles do not relate to one another even when shaken or under the influence of acceleration forces can move and grate.
  • the lower cover plate 28 is held by support ribs 32 at a distance above the mouth of the fresh air inlet 20 and is provided with a plurality of passage openings (not shown), the size of which is smaller than that Particle size of the activated carbon is selected.
  • the cover plate 28 is held on a circumferential shoulder 34 of the basic housing 16, it then being secured against lifting off by a cage 36 which extends up to the upper front cover plate 30 and which supports the basic housing 16 against denting when the vacuum occurs.
  • the upper cover plate 30 is a screen plate with larger passage openings in the case shown, under which a fleece filter 38 is additionally provided, which prevents the passage of even the finest activated carbon dust particles to the tank inlet 22 or the motor outlet 24.
  • the cover plate 30 itself is pressed by a helical spring 40 supported on the upper end cover 18 onto the top of the activated carbon bed 26 and holds it under prestress, but different thermal expansion of the bed and the housing are compensated for by the resilient flexibility of the helical spring 40.
  • the activated carbon filter 110 shown in FIG. 2 corresponds in its basic structure and function to the activated carbon filter 10 described above. In order to avoid unnecessary repetitions, only the essential modifications that are made in relation to the activated carbon filter 10 are described below, while it applies to the functionally comparable components of the activated carbon filter 110 It may suffice to refer to the preceding description of the activated carbon filter according to FIG.
  • the main modification of the activated carbon filter 110 is that all three connections, ie the fresh air inlet 120, the tank inlet 122 and the motor outlet 124, are located on the upper end face of the housing 112 are arranged, wherein these connecting pieces are attached in one piece to the closed housing end wall 114, which in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is below but is now pivoted through 180 ° upwards, while the end cover 118 covers the open side of the basic housing 116 which is now below closes.
  • the cover plate 130 biased by the coil spring 140 with the fleece filter 138 is also provided on the underside of the housing, while the upper cover 128 of the activated carbon filter 110 corresponding to the cover plate 28 of the activated carbon filter 10 Support bed 126 at the top.
  • the exemplary embodiment of the activated carbon filter 210 shown in FIG. 3 again represents a modification of the activated carbon filter 110, so that only the modifications made in relation to it are described below, the same parts again being assigned the same reference numerals, but in the case of the activated carbon filter 210 a " 2 "is prefixed.
  • the structure of the housing 212 of the activated carbon filter 210 basically corresponds to the activated carbon filter 112, as a first glance at FIGS.

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Abstract

Aktivkohlefilter (10) für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem mit einer Aktivkohleschüttung (26) gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse (12) mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß (22), einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungsleitung anschließbaren, Kraftstoffdämpfe rückführenden Motor-Auslaß (24) und einem mit der Umgebungsatmosphäre verbundenen Frischluft-Einlaß (20). Wenigstens der Tank-Einlaß (22) und der Motor-Auslaß (24) sind an der gleichen Stirnseite des Gehäuses (12) vorgesehen und innerhalb des Gehäuses unter Umgehung der Aktivkohleschüttung (26) direkt verbunden. Der Frischluft-Einlaß (20) ist dagegen in einen Bereich des Gehäuses (12) zugeführt, welche durch die Aktivkohleschüttung (26) vom Tank-Einlaß (22) und dem Motor-Auslaß (24) getrennt ist.

Description

Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Aktivkohlefilter für Kraft- fahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem mit einer Schüttung von Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß, einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungsleitung anschließbaren, den Kraftstoffdampf rückführenden Motor-Auslaß und einem mit der Umgebungsatmosphäre verbundenen Frischluft-Einlaß.
Zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoffdämpfen ins Freie werden zumindest in der Entlüftungsleitung des Tanks von Personenkraftwagen Aktivkohlefilter angeordnet, welche die bei der Betankung des Kraftfahrzeugs oder auch bei Ausdehnung des Kraftstoffs im Tank infolge Erwärmung über die Tankentlüftung verdrängten Kraftstoffdämpfe in der Aktivkohleschüttung adsorbieren und so deren Austritt in die Umgebungsatmosphäre zumindest solange verhindern, wie die Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohleschüttung nicht erschöpft ist. Durch hinreichende Bemessung der Menge der Aktivkohleschüttung und regelmäßige Desorption der Kraftstoffdämpfe und Rückführung der Kraftstoffdämpfe in den Verbrennungskreislauf des Motors kann sichergestellt werden, daß unter normalen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs keine
Kraftstoffdämpfe in die Umgebungsatmosphäre austreten. Die Desorption erfolgt dabei so, daß Umgebungs- oder Frischluft durch die Aktivkohleschüttung gesaugt und dabei die Kraftstoffdämpfe von der Oberfläche der Aktivkohle gelöst, d.h. desorbiert, werden. Zur Erzeugung des erforderlichen Unterdrucks wird der beim Laufen des Motors im Motor-Saugrohr erzeugte Unterdruck verwendet. Dementsprechend weisen
Aktivkohlefilter für den hier in Frage stehenden Anwendungsfall also drei Anschlüsse auf, nämlich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftfahrzeug-Tank angeschlossenen Einlaß, über den die KraftStoffdämpfe in das Gehäuse eintreten, einen zur Umgebungsatmosphäre geöffneten Ein- und Auslaß, über welchen einerseits die von den Kraftstoffdämpfen befreite Luft zur Umgebungsatmosphäre austreten und andererseits beim Desorptionsvorgang Außenluft durch die Aktivkohleschüttung eingesaugt werden kann, und schließlich einen an eine zum Saugrohr bzw. dem Luftfilter des Verbrennungsmotors führende Leitung angeschlossenen Auslaß, über den die desorbierten Kraftstoffdämpfe in den Ansaugtrakt des Motors geführt und dann im Motor verbrannt werden. In den Verbindungsleitungen zwischen dem Tank und dem Gehäuse des Aktivkohlefilters und der Verbindungsleitung zwischen dem Aktivkohle-Gehäuse und dem Motor-Saugrohr ist ein Ent/Belüftungsventil bzw. ein Spülventil angeordnet, die entsprechend den Betriebsbedingungen angesteuert werden. Das normalerweise geschlossene Spülventil wird lediglich bei laufendem Motor geöffnet, so daß durch den dann im Gehäuse des Aktivkohlefilters entstehenden Unterdruck über den Frischluft-Einlaß Umgebungsluft nachgesaugt und die in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraftstoffdämpfe, desor- biert werden können. Wenn andererseits durch Entstehung eines erhöhten Dampfdrucks im Tank das End-/Belüftungsventil in der Verbindungsleitung zum Aktivkohle-Gehäuse geöffnet wird, werden die in den Aktivkohle-Gehäuse übertretenden Kraftstoffdämpfe zusammen mit der angesaugten Frischluft sogleich in den laufenden Motor weitergeführt und verbrannt. Lediglich bei Motorstillstand und geschlossenem Spülventil treten die Kraftstoffdämpfe in die Aktivkohleschüttung ein und werden in der angestrebten Weise am Austreten in die Umgebungsatmosphäre gehindert. Insoweit ist das System der Adsorption von Kraftstoffdämpfen mittels Aktivkohlefiltern bekannt.
Das zur Verhinderung des Austretens von Kraftstoffdämpfen entwickelte System hat sich bewährt, ist aber recht komplex und stellt deshalb auch einen nicht zu vernachlässigenden Kostenfaktor bei der Kalkulation eines Automobils dar. Zur Kostenersparnis werden die ursprünglich aus Metallblech gefertigten Gehäuse der Aktivkohlefilter heute aus Kunststoff hergestellt, wobei aber auch hierbei noch ein gewisser konstruktiver Aufwand getrieben werden muß, um die Funktion sicherzustellen. So muß mit konstruktiven Mitteln die un- terschiedliche Wärmedehnung zwischen der Kohleschüttung und dem Gehäuse berücksichtigt werden. Außerdem muß die Aktivkohleschüttung unter einer gewissen Vorspannung gehalten werden, um Bildung von Hohlräumen und Relativbewegungen zwischen den einzelnen Granulatkörnern der Kohle zu vermei- den. Rüttelbeanspruchungen im Fahrzeug dürfen nicht zu
Schwingungsbrüchen führen. Das bedeutet also, daß die Aktivkohleschüttung so eingebaut werden muß, daß sie über den zu erwartenden Temperaturbereich von ca. -45 ºC bis ca. 85 ºC mit solcher Druckkraft beaufschlagt ist, daß keine Relativ- bewegung der Körner der Schüttung infolge von Beschleuni- gungs- oder Verzögerungskräften auftreten können. Zur Lösung dieser Probleme ist es üblich, die Aktivkohleschüttung im Gehäuse durch stirnseitige, für die Kraftstoffdämpfe durchlässige Druckteller zu stabilisieren, von denen wenigstens einer unter Vorspannung an die Kohleschüttung angedrückt ist. Bei einem bekannten Aktivkohlefilter ist der Tankanschluß im Gehäuseinnern mittels eines in die Aktivkohleschüttung geführten Röhrchens bis etwa in die Mitte der Aktivkohleschüttung verlängert, wobei ein Staubfilter am Ende des Röhrchens verhindert, daß durch Abrieb o.dgl. entstandener Kohlestaub über die Verbindungsleitung zum Tank übertreten kann. Der zum Motor führende Auslaß und der in die Umgebungsluft führende Frischluft-Einlaß sind an gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses angeordnet, so daß die Kraftstoffdämpfe unabhängig davon, ob sie - bei laufendem Motor - in den Motor zurückgesaugt werden oder - bei stehendem Motor - in Richtung zum Frischluft-Auslaß gedrängt werden, jeweils durch einen Teilbereich der Aktivkohleschüttung hindurchtreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Aktivkohlefilter so weiterzubilden, daß er bei unveränderter Funktionsfähigkeit einfach aufgebaut und somit preisgünstiger herstellbar ist.
Ausgehend von dem bekannten Aktivkohlefilter wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß an der gleichen Stirnseite des Gehäuses vorgesehen und innerhalb des Gehäuses unter Umgehung der Aktivkohleschüttung direkt verbunden sind, während der Frischluft-Einlaß in einen Bereich des Gehäuses geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung vom
Tank-Einlaß und dem Motor-Auslaß getrennt ist. Bei laufendem Motor werden vom Kraftstofftank kommende Kraftstoffdämpfe also direkt, d.h. ohne Führung durch die Aktivkohle in den Ansaugtrakt des Motors zurückgesaugt, so daß dann also auch keine Adsorption dieser Dämpfe in der Aktivkohle erfolgt und eine Desorption nicht erforderlich ist. Nur bei stehendem Motor, z.B. beim Tankvorgang oder bei Erwärmen des Kraftstoffs aus dem Tank in den Aktivkohlefilter übertretende Dämpfe werden dann in der Aktivkohleschüttung adsorbiert, wobei die volle Schütthöhe der Schüttung wirksam ist. Im Vergleich zu dem bekannten Aktivkohlefilter wird dann praktisch nur das halbe Schüttvolumen erforderlich und die Gehäuseabmessungen können entsprechend verringert werden.
Dabei ist es möglich, den Frischluft-Einlaß an der der mit dem Tank-Einlaß und dem Motor-Auslaß versehenen Gehäuse-Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses vorzusehen. Alternativ kann jedoch auch der Frischluft-Einlaß an der gleichen Stirnseite wie der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß im Gehäuse vorgesehen werden, wenn sichergestellt wird, daß zwischen dem Frischluft-Einlaß und dem Tank-Einlaß eben keine direkte Verbindung wie zum Motor-Auslaß besteht, d.h. eventuell eintretende Kraftstoffdämpfe zunächst durch die Aktivkohleschüttung geführt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die behälterinnere Mündung des Frischluft-Einlasses an eine durch die Aktivkohleschüttung bis in einen unter der gegenüberliegenden Stirnseite gebildeten Freiraum gebildete Leitung angeschlossen ist, während der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß in einen direkt über der Aktivkohleschüttung gebildeten Verbindungsraum münden.
Alternativ kann die behälterinnere Mündung des Tank-Einlasses und des Motor-Auslasses an jeweils eine durch die Aktivkohleschüttung hindurch bis in einen unter der gegenüberliegenden Stirnseite gebildeten Verbindungsraum geführte Leitung angeschlossen sein, während dann der
Frischluft-Einlaß in einen direkt über der Aktivkohleschüttung gebildeten Freiraum mündet.
Insbesondere dann, wenn der Behälter des Aktivkohlefilters aufgrund von baulichen Anforderungen keinen Kreisquer schnitt, sondern eine längliche Querschnittsform hat, ist es zweckmäßig, innerhalb der Aktivkohleschüttung einen die Umfangswände des Gehäuses gegen Einbeulen abstützenden Stützkäfig vorzusehen.
Die Aktivkohleschüttung wird von den stirnseitig gebildeten Verbindungs- bzw. Freiräumen dabei zweckmäßig durch gas-bzw. dampfdurchlässige, feinporige Abdeckungen getrennt, wobei wenigstens eine dieser stirnseitigen Abdeckungen - in an sich bekannter Weise - federnd nachgiebig an die Aktivkohleschüttung angedrückt ist.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig.1 ein im oberen und unteren, mit den Anschlüssen versehenen stirnseitigen
Endbereichen seines Gehäuses geschnittenes Ausführungsbeispiel eines in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten Aktivkohlefilters;
Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktivkohlefilters; und
Fig. 3 eine in der Schnittführung dem in Fig.
2 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechende Schnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel Der in Figur 1 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Aktivkohlefilter weist ein allseitig geschlossenes Gehäuse 12 aus Kunststoff auf, welches aus dem eigentlichen, beispielsweise zylindrischen und an einer
Stirnseite durch eine Stirnwand 14 geschlossenes Grundge häuse 16 besteht, dessen andere, offene Stirnseite durch einen gesonderten Stirndeckel 18 verschlossen ist, der nach der Montage des Aktivkohlefilters - beispielsweise durch Heißspiegelschweißung - unlösbar mit dem Grundgehäuse 16 verbunden ist. Mittig an der unteren Stirnwand 14 des Gehäuses 12 ist ein Einlaßstutzen 20 angeordnet, der an eine mit der UmgebungsatmoSphäre in Verbindung stehende Leitung anschließbar ist. Der Einlaßstutzen 20 hat also die Funktion eines Frischluft-Einlasses. Der das Grundgehäuse 16 an der oberen Stirnseite verschließende Stirndeckel 18 weist zwei Anschlüsse auf, nämlich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftstofftank anschließbaren Tank-Einlaß 22 und einen an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors des zugehörigen Kraftfahrzeugs führende Verbindungsleitung anschließbaren Motor-Auslaß. Der Tank-Einlaß 22 und der Motor-Auslaß 24 können - entsprechend dem Frischluft-Einlaß 20 - die Form von am Stirndeckel 18 einstückig angespritzten Stutzen haben, welche in der Figur 1 deshalb nicht erkennbar sind, weil sie sich hinter der Zeichnungsebene horizontal erstrecken, so daß vom Tank-Einlaß 22 nur die gehäuseinnere Mündung zu sehen ist, während der Motor-Auslaß 24 in Figur 1 innerhalb eines in der Zeichnung hinter der Schnittebene liegenden Raums mündet und deshalb die Mündung unsichtbar, d.h. gestrichelt dargestellt ist.
Im mittleren zylindrischen Bereich des Grundgehäuses 16 ist eine Schüttung 26 aus Aktivkohleteilchen geeigneter Porengröße vorgesehen und zwischen zwei dampf- bzw. gasdurchlässigen Abdeckplatten 28 bzw. 30 unter Vorspannung gehalten, so daß die Aktivkohleteilchen auch bei Erschütterungen oder unter dem Einfluß von Beschleunigungskräften sich nicht relativ zueinander verschieben und so zerreiben können.
Die untere Abdeckplatte 28 wird durch Stützrippen 32 mit Abstand oberhalb der Mündung des Frischluft-Einlasses 20 gehalten und ist mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Durchlaßöffnungen versehen, deren Größe kleiner als die Partikelgröße der Aktivkohle gewählt ist. Die Halterung der Abdeckplatte 28 erfolgt auf einer umlaufenden Schulter 34 des Grundgehäuses 16, wobei sie dann gegen Abheben durch einen sich bis zur oberen stirnseitigen Abdeckplatte 30 erstreckenden, das Grundgehäuse 16 bei auftretendem Unterdruck gegen Einbeulen abstützenden Käfig 36 gegen Abheben gesichert ist. Die obere Abdeckplatte 30 ist im dargestellten Fall eine Siebplatte mit größeren Durchlaßöffnungen, unter welcher zusätzlich noch ein Vließfilter 38 vorgesehen ist, welcher den Durchtritt auch feinster Aktivkohle-Staubteilchen zum Tank-Einlaß 22 bzw. dem Motor-Auslaß 24 verhindert. Die Abdeckplatte 30 selbst ist durch eine am oberen Stirndeckel 18 abgestützte Schraubenfeder 40 auf die Oberseite der Aktivkohleschüttung 26 gedrängt und hält diese unter Vorspannung, wobei aber unterschiedliche Wärmedehnung der Schüttung und des Gehäuses durch die federnde Nachgiebigkeit der Schraubenfeder 40 ausgeglichen werden.
Aus der vorstehenden Schilderung ist nun klar, daß über den Tank-Einlaß 22 eintretende Kraftstoffdämpfe in den über der Aktivkohleschüttung innerhalb des Stirndeckels 18 gebildeten Freiraum direkt zur Mündung des Motor-Auslasses 24 durchtreten können, wenn an diesem Auslaß - infolge laufenden Motors und geöffnetem Spülventil - ein Unterdruck anliegt. Wenn andererseits keine Verbindung zum Saugrohr besteht, weil das Spülventil bei stehendem Motor geschlossen ist, werden vom Tank verdrängte Kraftstoffdämpfe in die Aktivkohleschüttung eintreten, wo sie adsorbiert werden. Sobald das Kraftfahrzeug gestartet wird, öffnet das Spülventil, und der im Saugtrakt des Motors entstehende Unterdruck saugt einerseits aus dem Kraftstoff-Tank übertretende Kraftstoffdämpfe direkt in den Motor und andererseits über den Frischluft-Einlaß 20 Frischluft nach, wodurch die in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraftstoffdämpfe wieder desorbiert und zusammen mit der nachgesaugten Frischluft der Motor-Verbrennung zugeführt werden. Der in Figur 2 gezeigte Aktivkohlefilter 110 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau und der Funktion dem vorstehend beschriebenen Aktivkohlefilter 10. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden nachstehend nur die wesentlichen, gegenüber dem Aktivkohlefilter 10 konstruktiv getroffenen Abwandlungen beschrieben, während es für die funktionell vergleichbaren Bauteile des Aktivkohlefilters 110 genügen mag, auf die vorausgehende Beschreibung des Aktivkohlefilters gemäß Fig. 1 zu verweisen, zumal gleichen Teilen in den Zeichnungsfiguren die gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind, denen beim Aktivkohlefilter 110 lediglich noch eine "1" vorangestellt ist. Abgesehen von den funktionell nicht bedeutsamen Abwandlungen der äußeren Gehäuseform liegt die wesentliche Abwandlung des Aktivkohlefilters 110 darin, daß bei ihm alle drei Anschlüsse, d.h. der Frischluft-Einlaß 120, der Tank-Einlaß 122 und der Motor-Auslaß 124 an der oberen Stirnseite des Gehäuses 112 angeordnet sind, wobei diese Stutzen einstückig an der - beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unten liegenden, nun aber um 180° nach oben verschwenkten - geschlossenen Gehäuse-Stirnwand 114 angesetzt sind, während der Stirndeckel 118 die nunmehr unten liegende offene Seite des Grundgehäuses 116 verschließt.
Auch in diesem Falle besteht wieder eine direkte Strömungsverbindung zwischen dem Tank-Einlaß 122 und dem Motor-Auslaß 124, so daß also vom Tank zuströmende oder über den im Motor-Auslaß herrschenden Unterdruck angesaugte Kraftstoffdämpfe direkt, d.h. ohne Durchströmung der Aktivkohle-Schüttung 126, in das Ansaugsystem des Motors des zugehörigen Kraftfahrzeugs übertreten können. Der den Frischluft-Einlaß 120 bildende Einlaßstutzen setzt sich dagegen im Gehäuseinnern in ein langgestrecktes, bis zum. Stirndeckel 118 durch die Aktivkohleschüttung 126 hin- durchgeführtes Röhrchen 120' fort, welches an seinem stirndeckelseitigen Ende zwar am Stirndeckel gehalten und zentriert ist, wobei diese Halterung jedoch so ausgebildet ist, daß dort über den Frischluft-Einlaß 120 aus der Umgebungsatmosphäre angesaugte Frischluft in das Gehäuseinnere übertreten kann. D.h. auch in diesem Falle wieder muß angesaugte Frischluft die gesamte Aktivkohleschüttung 126 durchströmen, wenn sie infolge des im Ansaugtrakt des Motors entstehenden Unterdruck über den Frischluft-Einlaß 120 angesaugt wird. Umgekehrt muß bei stehendem Motor und dadurch geschlossenem Spülventil in der Verbindungsleitung vom Motor-Auslaß in den Aktivkohlefilter 110 eintretender Kraftstoffdampf die gesamte Schüttung 126 durchlaufen, bevor über das Röhrchen 120' und den Frischluft-Einlaß 120 ein Austritt zur Umgebungsatmosphäre möglich wäre. Durch Adsorption an den Aktivkohle-Teilchen erfolgt jedoch ein solcher Austritt nicht.
Aufgrund der um 180' gedrehten Einbaulage des Gehäuses 112 ist in diesem Falle auch die durch die Schraubenfeder 140 vorgespannte Abdeckplatte 130 mit dem Vließfilter 138 an der Unterseite des Gehäuses vorgesehen, während die der Abdeckplatte 28 des Aktivkohlefilters 10 entsprechende obere Abdeckung 128 des Aktivkohlefilters 110 die Schüttung 126 an der Oberseite abstützen.
Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Aktivkohlefilters 210 stellt nun wiederum eine Abwandlung des Aktivkohlefilters 110 dar, so daß nachstehend wiederum nur die demgegenüber getroffenen Abwandlungen beschrieben werden, wobei gleichen Teilen wiederum gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind, denen im Falle des Aktivkohlefilters 210 dann aber eine "2" vorangestellt ist. Der Aufbau des Gehäuses 212 des Aktivkohlefilters 210 entspricht grundsätzlich - wie bereits ein erster Blick auf die Figuren 2 udn 3 zeigt - dem Aktivkohlefilter 112, wobei lediglich die in der Stirnwand 214 vorgesehenen Anschlüsse in dem Sinne vertauscht sind, daß nunmehr der Frischluft- Einlaß 220 in den oberhalb der oberen Abdeckung 22'8 der Ak- tivkohleschüttung 226 gebildeten Gehäuseraum mündet, wäh- rend der Tank-Einlaß 222 und der Motor-Auslaß 224 im Ge- häuseinnern bis auf die unter der Kohleschüttung 226 unterhalb des Fließfilters 238 und der Abdeckplatte 230 gebildeten freien Raum geführt sind. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 geschieht dies wiederum durch die Kohleschüttung durchsetzende und an den jeweiligen Einbzw. Auslaß angeschlossene Röhrchen 222' bzw. 224'. In dem unteren, von der Kohleschüttung freigehaltenen Raum erfolgt die Halterung dieser beiden Röhrchen 222', 224' wiederum so, daß der Aus- bzw. Eintritt der Kraftstoffdämpfe ohne wesentliche Behinderung möglich ist.
Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich sind, welche sich nicht nur auf die äußere Form des Gehäuses und die Ausgestaltung der Anschlüsse beziehen. Anstelle der Zusammendrückung der Aktivkohleschüttung durch starre, dampfdurchlässige und zusätzlich mit Vließfiltern belegte Abdeckplatten, welche durch eine metallische Schraubenfeder unter Vorspannung an- gedrückt werden, könnte auch an Abdeckungen aus einem eigenelastischen Schwammwerkstoff gedacht werden, der für die Kraftstoffdämpfe durchlässig ist und beim Einbau in den Filter teilweise zusammengedrückt wird, so daß er dann aufgrund der dabei entwickelten elastischen Rückstellkräfte unter Vorspannung an der Aktivkohleschüttung anliegt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Aktivkohlefilter (10; 110; 210) für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwim- merkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, be- stehend aus einem mit einer Schüttung (26; 126; 226) aus Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse (12; 112; 212) mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß (22; 122; 222), einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungslei- tung anschließbaren, den Kraftstoffdampf rückführenden Motor-Auslaß (24; 124; 224) und einem mit der Umgebungsatmo- sphäre verbundenen Frischluft-Einlaß (20; 120; 220), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
daß wenigstens der Tank-Einlaß (22; 122; 222) und der Motor-Auslaß (24; 124; 224) an der gleichen Stirnseite des Gehäuses (12; 112; 212) vorgesehen und innerhalb des Gehäuses unter Umgehung der Aktivkohleschüttung (26; 126; 226) direkt verbunden sind, während der Frischluft-Einlaß (20; 120; 220) in einen Bereich des Gehäuses (12; 112; 212) geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung (26; 126; 226) vom Tank-Einlaß (22; 122; 222) und dem Motor-Auslaß (24; 124; 224) getrennt ist.
2. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Einlaß (20) an der der mit dem Tank-Einlaß (12) und dem Motor-Auslaß (24) versehenen Gehäuse-Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses (12) vorgesehen ist.
3. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft-Einlaß (120; 220) an der gleichen Stirnseite wie der Tank-Einlaß (122; 222) und der Motor-Auslaß (124; 224) am Gehäuse (112; 212) vorgesehen ist.
4. Aktivkohlefilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuseinnere Mündung des Frischluft-Einlasses (120) an eine durch die Aktivkohleschüttung (126) bis in einen unter der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses (112) gebildeten Freiraum geführte Leitung (120') angeschlossen ist, während der Tank-Einlaß (122) und der Motor-Auslaß (124) in einen direkt über der Aktivkohleschüttung (126) gebildeten Verbindungsraum münden.
5. Aktivkohlefilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuseinnere Mündung des Tank-Einlasses (222) und des Motor-Auslasses (224) an jeweils eine durch die Aktivkohleschüttung (226) hindurch bis in eine unter der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses (212) gebildeten Verbindungsraum geführte Leitung (222', 224') angeschlossen sind, während der Frischluft-Einlaß (220) in einen direkt über der Aktivkohleschüttung (226) gebildeten Freiraum mündet .
6. Aktivkohlefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Aktivkohleschüttung (26) ein die Umfangswände des Gehäuses (12) gegen Einbeulen abstützender Stützkäfig (36) vorgesehen ist.
7. Aktivkohlefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohleschüttung (26; 126; 226) durch gas- bzw. dampfdurchlässige feinporige Abdeckungen von den stirnseitig gebildeten Verbindungs- bzw. Freiräumen getrennt ist.
8. Aktivkohlefilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der stirnseitigen Abdeckungen (30, 38; 130, 138; 230, 238) federnd nachgiebig an die Aktivkohleschüttung angedrückt ist.
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