WO2008012272A1

WO2008012272A1 - Flüssigkeitsbehälter

Info

Publication number: WO2008012272A1
Application number: PCT/EP2007/057516
Authority: WO
Inventors: Walter Bleuel
Original assignee: Gm Global Technology Operations, Inc.
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US20090314782A1; CN101517289A; GB2456666A; DE102006035027A1; RU2009107111A; GB0900907D0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsbehälter (1) mit einer bodenseitigen Öffnung (11) für das Zu- oder Abführen einer Flüssigkeit, bei dem im Behälterinneren (10) im Bereich der Öffnung mindestens eine Rille (18a, 18b, 18c) im Behälterboden (9) ausgebildet ist.

Description

Flüssigkeitsbβhälter

[0001] Die Erfindung betrifft einen Flüssigkθitsbehälter, zum Beispiel einen

Kraftstoffbehälter oder einen Beruhigungstopf für einen Kraftstoffbehälter

[0002] Flüssigkeitsbehälter besitzen oftmals eine bodensβitige Eιnlass-/Auslassόffnung für das Zu- oder Abfuhren einer Flüssigkeit. Ein Beispiel ist der Beruhigungstopf eines Kraftstoffbehälters, über den Kraftstoff von einer Ventuπdüse kommend zuströmen soll. Damit der in den Beruhigungstopf geforderte Kraftstoff nicht wieder abfließt, befindet sich in der besagten Öffnung meist ein Pilzventil. Derartige Ventile besitzen einen länglichen Schaft mit einem damit verbundenen Veπtilschirm Bθi einem Blick in Richtung des Schafts ist der aus einem elastischen Material bestehende Ventilschirm zumeist konzentrisch zum Schaft angeordnet

[0003] Die auf denselben Erfinder wie die hier beschriebene Erfindung zurückgehende noch unveröffentlichte DE 10 2006 026 135.6 offenbart ein Pilzventil, das einen Ventilschirm mit damit verbundenem Schaft umfasst, und bei dem auf der Unterseite des Ventilschirms zwischen seinem Abdichtrand und dem Schaft mindestens eine Dichtlippe ausgebildet ist. Das Pilzventil soll eine verbesserte Dichtigkeit bei Flüssigkeitsbehältern ermöglichen, die eine Flüssigkeit mit festen Bestandteilen als Verunreinigungen, beispielsweise Sandkörner oder dergleichen, aufnehmen.

[0004] Es ist eine Aufgabe einer Ausfuhrungsform der Erfindung, einen

Flüssigkeitsbehalter sowie eine Kombination von Flüssigkeitsbehälter und Pilzventil bereitzustellen, der bzw die für den Fall, dass in der Behalterflüssigkeit feste Bestandteile enthalten sind, eine verbesserte Dichtigkeit zeigt.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelost Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wiedergegeben.

[0006] Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehalter. Eine erste Ausführungsform desselben umfasst eine bodenseitige Öffnung für das Zu- oder Abfuhren einer Flüssigkeit, wobei im Behälterinneren im Bereich der Öffnung eine Rille im Behälterboden ausgebildet ist.

[0007] Em derartig ausgestalteter Flüssigkeitsbehälter zeigt eine verbesserte Dichtigkeit, wenn in der in seinem Boden angeordneten Öffnung ein Pilzventil der im einleitenden Teil dieser Erfindungsbeschreibung erwähnten noch unveröffentlichten DE 102006026135.6 --. angeordnet ist.

[0008] Das Pilzventil der noch unveröffentlichten DE 102006026135.6 --. besitzt auf der Ventilschirmunterseite mindestens eine Dichtlippe, sodass im Einsatz sowohl der Ventilschirmrand als auch die besagte zusätzliche Dichtlippe einen Austritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter verhindern. Befinden sich im Flüssigkeitsbehälter feste Partikel wie beispielsweise Sandkörner oder dergleichen, und gelangen diese unter den Ventilschirmrand, so wird dieser angehoben, was zur Undichtigkeit des Pilzventils führt. Die zusätzliche Dichtlippe gewährleistet in diesem Fall die Dichtigkeit des Flüssigkeitsbehälters.

[0009] Die Rille oder längliche Vertiefung im Boden des Flüssigkeitsbehälters stellt einen Verweilraum für die oben genannten Partikel dar und ist zwischen dem Abdichtrand des Pilzventils und einer Dichtlippe und/oder zwischen zwei Dichtlippen des Pilzventils vorgesehen. Gelangen wegen eines angehobenen Abdichtrands Partikel zwischen den Abdichtrand und eiDner Dichtlippe oder sogar zwischen zwei Dichtlippen, so versinken die Partikel in der Rille und geraten im Vergleich zu einer glatten Behälterbodenausbildung mit erheblich geringerer Wahrscheinlichkeit unter die folgende bzw. noch abdichtende Dichtlippe. Insofern steigert die Rille die Zuverlässigkeit, mit der die mindestens eine Dichtlippe des Pilzventils den Flüssigkeitsbehälter abdichten kann.

[0010] In einer Ausführungsform bildet die Rille eine geschlossene Kurve um die Öffnung, sodass die Dichtigkeit des Flüssigkeitsbehälters in seiner Bodenebene isotrop gesteigert wird.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform sind zwischen ein und vier Rillen vorgesehen sind, die bezogen auf eine durch den Mittelpunkt der Öffnung verlaufende Linie voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise wird, wenn das Pilzventil mehrere Dichtlippen hat, zum Beispiel zwischen einer und vier Dichtlippen, jede Dichtlippe in seiner Zuverlässigkeit gesteigert.

[0012] Ferner können Ausführungsformen vorgesehen sein, bei denen die mindestens eine Rille einen konzentrischen Kreis bildet. Diese Form bietet sich bei einem Pilzventil mit einem zylindrischen Ventilschirm mit kreisrunder Dichtlippe an, um eine in der Behälterbodenebene isotrope Verbesserung der Dichtigkeit zu erzielen.

[0013] Eine weitere Variante des Flüssigkeitsbehälters sieht vor, dass das Pilzventil einen Ventilschirm mit damit verbundenem Schaft umfasst und auf der Unterseite des Ventilschirms zwischen seinem Abdichtrand und dem Schaft mindestens eine Dichtlippe ausgebildet ist.

[0014] Der Flüssigkeitsbehälter kann als Beruhigungstopf für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Das Pilzventil besteht dabei aus einem Material, das zunächst gegenüber Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel hinreichend inert ist. Weiterhin muss es zur Gewährleistung der Dichtigkeit hinreichend weich sein und sollte durch preiswertes Spritzgießen herstellbar sein. Als Material kann insofern Silikon gewählt werden.

[0015] Die Ausführungsform des letzten Absatzes führt bei Kraftfahrzeugen dazu, dass die Tankanzeige bei geringen Füllmengen im Kraftstofftank zuverlässiger angegeben wird und die vorhandene Restmenge an Kraftstoff sicherer genutzt werden kann. Befindet sich im Beruhigungstopf nur noch wenig Kraftstoff, z.B. 5 Liter oder weniger, und wird diese Restkraftstoffmenge gemessen, so beeinflusst die Dichtigkeit der im einleitenden Teil der Beschreibung genannten Einlas s-/Auslassöffnung mit ihrem Pilzventil die Genauigkeit des Messwerts. Dieser Messwert, der dem Fahrer von der Bordelektronik üblicherweise in Litern oder in (Rest-) Kilometern (die noch gefahren werden können) angegeben wird, um anzuzeigen, dass bald getankt werden muss, kann nämlich bedingt durch ein undichtes Pilzventil mit einem erheblichen Fehler behaftet sein. Ein Fahrer, der dem von der Bordelektronik angezeigten Messwert vertraut und weiterfährt, weil er die angezeigte Restmenge als sicher verfügbar ansieht, kann auf diese Weise mit seinem Fahrzeug liegen bleiben. Das mit einer Dichtlippe ausgestattete Pilzventil verbessert die Dichtigkeit des Beruhigungstopfs, führt zu einer zuverlässigeren RestmengenD angäbe durch die Bordelektronik und zu einer größeren Kundenzufriedenheit.

[0016] Ausführungsformen des Flüssigkeitsbehälters beherDbergen ferner ein Pilzventil mit zwischen einer und vier Dichtlippen. Hierbei soll angemerkt werden, dass mit einer Dichtlippe im Rahmen dieser Erfindungsdarstellung nicht der abdichtende äußere Rand des Ventilschirms bzw. der Abdichtrand des Pilzventils verstanden werden soll. Da die Dichtlippen von der Flüssigkeit hintereinander passiert werden müssen, steigern die mehreren Dichtlippen die Dichtigkeit mehrfach.

[0017] Weitere Ausführungsformen des Flüssigkeitsbehälters sehen ferner vor, dass die Dichtlippen des Pilzventils konzentrisch zum Schaft und insofern kreisrund ausgebildet sind, so dass in Zusammenwirken mit einer kreisrunden Rille eine isotrope Dichtigkeit in der Behälterbodenebene erzielt wird.

[0018] Varianten des im Flüssigkeitsbehälter angeordneten Pilzventils haben einen elastischen Ventilschirm, dessen Elastizität derart gewählt ist, dass die Dichtlippe vom benachbarten umlaufenden Abdichtrand des Ventilschirms und/oder von einer beDnachbarten Dichtlippe elastisch entkoppelt ist. Diese Ausbildung gewährleistet, dass das oben genannte Anheben einer Dichtlippe oder des Abdichtrandes durch feste Bestandteile nicht dazu führt, dass die benachbarte Dichtlippe ebenfalls angehoben und damit eine weitere Dichtungs stelle außer Kraft gesetzt wird. Insofern gewährleistet die elastische Entkopplung ein zuverlässiges Abdichten von Abdichtrand und der mindestens einen Dichtlippe.

[0019] Die elastische Entkopplung kann dadurch erreicht werden, dass ein hinreichend elastisches Material in Kombination mit einem ausreichenden Abstand zwischen Dichtlippe und Abdichtrand bzw. Dichtlippe und benachbarter Dichtlippe gewählt wird.

[0020] Weitere Varianten des im Behälterboden angeordneten Pilzventils sehen vor, dass der Ventilschirm wellenförmig ausgebildet ist. Diese Ausbildung unterstützt die oben diskutierte elastische Entkopplung einer Dichtlippe von einem benachbarten umlaufenden Abdichtrand des Ventilschirms und/oder von einer benachbarten Dichtlippe und steigern insofern die Zuverlässigkeit der Abdichtung nochmals.

[0021] Ein Beispiel für ein Pilzventil in der Öffnung des Bodens des Flüssigkeitsbehälters kann eine im Wesentlichen stegförmige Dichtlippe besitzen. Der Ventilschirm mit Dichtlippe(n) wird dadurch T-förmig ausgebildet, wodurch eine höhere Flächenpressung auf die Dichtlippen erreicht wird. Durch Annäherung der Dichtlippenform an die T-Form kann man die Schließkraft der Dichtlippe gezielt erhöhen, und zwar unabhängig von der Dichtigkeit der benachbarten Dichtlippen.

[0022] Ausführungsformen des Flüssigkeitsbehälters sehen ferner vor, dass das in der Öffnung befindliche Pilzventil über einen Ventilschirm mit einer zentralen Mulde verfügt. Der aus einem elastischen Material bestehende Muldenrand kann sich dann an den Rand der abzudichtenden Öffnung anlegen und darüber eine zusätzliche abdichtende Kontaktstelle ausbilden. Die Mulde kann symmetrisch zum Schaft verlaufen.

[0023] Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten ErfinDdung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt: [0024] Figur 1 einen Kraftstoffbehälter in der schemaDtischen Seitenansicht mit einem Beruhigungstopf,

[0025] Figur 2 einen Schnitt durch ein erstes Pilzventil,

[0026] Figur 3 einen Schnitt durch ein zweites Pilzventil,

[0027] Figur 4 einen Schnitt durch ein drittes Pilzventil,

[0028] Figur 5 einen Schnitt durch ein viertes Pilzventil,

[0029] Figur 6 eine Draufsicht auf den Boden des BeruhiD gungstopfs.

[0030] Figur 1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 in der schematischen Seitenansicht. Der

Kraftstoffbehälter 1 besitzt einen Beruhigungstopf 2 mit einer Kraftstoffpumpe 3 und einem sich konisch nach unten verjüngendem Steigrohr 4, an dessen unterem Ende sich eine Venturidüse 5 befindet. Über einen Stutzen 6 gelangt Kraftstoff vom Beruhigungstopf 2 zum Motor.

[0031] Figur 2 zeigt ein Pilzventil 6, das aus einem Schaft 7 und einem hierzu konzentrischen Ventilschirm 8 aus Polyethylen besteht, im Schnitt entlang der durch den Schaft 7 verlaufenden Symmetrieachse S. Das Pilzventil 6 dient dazu, eine im Boden 9 eines Behälters 10 befindliche Einlas s-/Auslassöffnung 11 abzudichten, durch die Flüssigkeit von unten in den Behälter 10 ein- bzw. ausströmen kann. Bei dem Behälter 10 kann es sich um den in Figur 1 gezeigten, im Inneren des Kraftstoffbehälters 1 angeordneten Beruhigungstopf 2 handeln.

[0032] Der Ventilschirm 8 besitzt zum Abdichten einen Abdichtrand 12 Dieser Abdichtrand 12 umgibt den Schaft 7 kreisförmig und sorgt dafür, dass bei einem geeigneten Druck auf den Abdichtrand 12 die Einlas s -/Auslassöffnung 11 abgedichtet wird.

[0033] Zusätzlich zum Abdichtrand 12 besitzt der Ventilschirm 8 auf seiner Unterseite, d.h. auf der dem Behälterboden 9 zugewandten Seite, zwei Dichtlippen 13 bzw. 14. Wird bedingt durch feste Bestandteile in der Flüssigkeit der Abdichtrand 12 lokal angehoben und ist dadurch undicht, so wird die Einlass-/ Auslassöffnung 11 weiterhin durch die zwei Dichtlippen 13 und 14 abgedichtet. Eine in Richtung des Pfeils P strömende Flüssigkeit müsste insofern trotz des angehobenen Abdichtrands 12 zwei weitere Dichtungen in Gestalt der Dichtlippen 13 und 14 passieren. Da die Dichtlippen 13, 14 konzentrisch zum Schaft 7 verlaufen, stellt die gezeigte Anordnung von Dichtung eine Art Hintereinanderschaltung von Dichtungen dar, durch die die Leckrate erheblich gemindert wird.

[0034] Die Oberseite des Ventilschirms 8 muss nicht konvex geformt sein, sondern kann wie in Figur 2 wellenförmig ausgebildet sein. Durch die wellenartige Form wird die elastische bzw. mechanische Entkopplung der einzelnen Dichtbereiche unterstützt. Hierbei befindet sich jeweils unterhalb eines Wellentals 15 bzw. 16 der Oberseite des Ventilschirms 8 eine Dichtlippe 13 bzw. 14. Die genannte Entkopplung sorgt dafür, dass bei einem durch feste Bestandteile wie zum Beispiel Sandkörner angehobenen Abdichtrand 12 die benachbarte Dichtlippe 13 oder die weitere Dichtlippe 14 nicht ebenfalls angehoben wird. Ebenso bedingt dies, dass bei zusätzlich festen Bestandteilen unter der äußeren Dichtlippe 13 die innere Dichtlippe 14 nicht ebenfalls angehoben wird.

[0035] Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Pilzventils 6, die im Vergleich zur Ausführungsform der Figur 2 über einen Ventilschirm 8 mit einer zentralen Mulde 17 verfügt. Der Mulde 17 steht damit in Kontakt mit dem Rand der Einlas s- /Auslassöffnung 11. Die Kontaktstelle K dichtet die Einlas s -/Auslassöffnung 11 zusätzlich ab.

[0036] Die Figur 4 zeigt ebenfalls eine Ausführungsform mit zentraler Mulde 17 und einer Kontaktstelle K zwischen dem MuldenDrand und dem Rand der Einlas s- /Auslassöffnung 11. Der Ventilschirm 8 ist noch ausgeprägter wellenförmig und verfügt über stegförmige Dichtlippen 8 bzw. 9. Die in diesem Bereich T-förmige Ausbildung des Ventilschirms 3 unterstützt die elastische Entkopplung von Abdichtrand 7 und Dichtlippen 8, 9.

[0037] Die Figur 5 zeigt ferner einen Flüssigkeitsbehälter 10 mit Boden 9, wobei innenseitig im Boden 9 Rillen 18 eingebracht sind. Die Rillen 18 befinden sich zwischen dem Abdichtrand 12 und der äußeren Dichtlippe 13, zwischen den Dichtlippen 13 und 14 sowie zwischen der inneren Dichtlippe 14 und der Kontaktstelle K. Wird eines der Dichtelemente 12, 13 oder 14 undicht, weil es von einem Partikel angehoben wird, so sinken die Partikel in die Rillen 18. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit gemindert, dass die Partikel das nächste Dichtelement außer Kraft setzt.

[0038] Die Wirkung der Rillen 18 hält umso länger an, je größer ihr Volumen ist. Dies ergibt sich daraus, dass sich mit der Zeit Partikel in den Rillen 18 ansammeln können. Insofern sollte das Rillenvolumen möglichst groß gewählt werden. Da keine beliebig tiefen Rillen 18 in den Behälterboden 9 eingebracht werden können, bietet es sich an, hierzu den Abstand der Rillen 18 voneinander besonders klein zu wählen. Andererseits muss dieser Bereich zwischen den Rillen hinreichend groß gewählt werden, daDmit die Dichtlippen unter Beachtung der relevanten Toleranzen funktionssicher aufliegen

[0039] Die gesteigerte Dichtigkeit der Öffnung 11 durch die Rillen 18 ist gegeben, solange nicht die Rillen 18 vollständig mit Partikeln gefüllt sind. Strömt jedoch Flüssigkeit von unten in den Behälter 10 hinein, so besteht in solch einem Fall auch die Möglichkeit, dass weiter oben in den Rillen 18 liegende Partikel vom einströmenden Kraftstoff mitgerissen und aus den Rillen herausgeschwemmt werden. Auf diese Weise sollten sich die Rillen 18 nicht mit der Zeit vollständig mit Partikeln füllen.

[0040] Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf den Behälterboden 9 im Bereich der Öffnung 11. Man erkennt drei Rillen 18a, 18b und 18c, die als konzentrische Kreise um den Mittelpunkt M der Öffnung 11 im Behälterboden 9 angeordnet sind. Bezogen auf die Linie L durch den Mittelpunkt M sind die Rillen 18a, 18b und 18c voneinanDder beabstandet. In den Dichtlippenanlagebereichen 20, 21 und 22 liegen beim Einsatz die zwei Dichtlippen 13 und 14 und eine weitere Dichtlippe an. Die Rillen 18a, 18b und 18c sind hierbei geschlossene Kurven 19, sodass die Dichtlippen längs ihres gesamten Umfangs geschützt werden. Außerhalb der äußersten Rille 18c kommt der Abdichtrand 12 des Pilzventils 6 zu liegen.

[0041] B e z u g s z e i c h e n l i s t e

[0042] 01 Kraftstoffbehälter

[0043] 02 Beruhigungstopf

[0044] 03 Kraftstoffpumpe

[0045] 04 Steigrohr

[0046] 05 Venturidüse

[0047] 06 Pilzventil

[0048] 07 Schaft

[0049] 08 Ventilschirm

[0050] 09 Behälterboden

[0051] 10 Behälters

[0052] H offnung

[0053] 12 Abdichtrand

[0054] 13 Dichtlippe

[0055] 14 Dichtlippe

[0056] 15 Wellental

[0057] 16 Wellental

[0058] 17 Mulde

[0059] 18a Rille

[0060] 18b Rille

[0061] 18c Rille

[0062] 20 Dichtlippenanlagebereich

[0063] 21 Dichtlippenanlagebereich [0064] 22 Dichtlippenanlagebereich

[0065] 23 Kurve

[0066] S Symmetrieachse

[0067] P Pfeil

[0068] K Kontaktstelle

[0069] M Mittelpunkt

[0070] L Linie

Claims

Ansprüche

[0001] Flüssigkeitsbehälter (1) mit einer bodenseitigen Öffnung (11) für das Zu- oder

Abführen einer Flüssigkeit, bei dem im Behälterinnaen (10) im Bereich der Öffnung eine Rille (18a, 18b, 18c) im Behälterboden (9) ausgebildet ist.

[0002] Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, bei dem die Rille eine geschlossene Kurve

(19) um die Öffnung bildet.

[0003] Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen ein und vier

Rillen vorgesehen sind, die bezogen auf eine durch cbn Mittelpunkt (M) der Öffnung verlaufende Linie (L) voneinander beabstandst sind.

[0004] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die mindestens eine Rille einen konzentrischen Kieis bildet.

[0005] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem in der

Öffnung angeαdneten Pilzventil (6), wobei das Pilzventil einen Ventilschitm (8) mit damit verbundenem Schaft (7) umfasst und auf da" Unterseite des Ventilschüms zwischen seinem Abdichtrand (12) und dem Schaft mindestens eine Dichtlippe (13,14) ausgebildet ist

[0006] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, ausgelegt als

Beruhigungstopf (2) für einen Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeugs.

[0007] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwischen einer und vier Dichtlippen vergesehen sind.

[0008] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die

Dichtlippen konzentrisch zum Schaft ausgebildet sind.

[0009] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die

Elastizität des Ventilschüms derart gewählt ist, dass die Dichtlippe a) vom benachbarten umlaufenden Abdichtrand des Ventilschüms, und/oder b) von einer benachbarten Dichtlippe elastisch entkoppelt ist.

[0010] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der

Ventilschüm wellenföimig ausgebildet ist. [0011] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die

Dichtlippe im Wesentlichen stegfönnig ist. [0012] Flüssigkeitsbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der

Ventilschüm über eine zentrale Mulde (17) verfügt.