DE102005043888A1 - Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter - Google Patents
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Abstract
Eine Entlüftungseinrichtung (1) für ein Kraftstoffbehälter (2) mit einer Flüssigkeitsfalle (3) und einer zur Leerung der Flüssigkeitsfalle (3) vorgesehenen Saugstrahlpumpe (8) hat einen Füllstandsgrenzschalter (11) zur Erfassung des Füllstandes an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle (3). Der Saugstrahlpumpe (8) ist ein Ventil (10) vorgeschaltet, welches mit dem Füllstandsgrenzschalter (11) in Verbindung steht. Über das Ventil (10) wird die Saugstrahlpumpe (8) erst aktiviert, wenn ein vorgesehener Füllstand an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle (3) überschritten wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter mit einer mit zumindest einer Entlüftungsleitung verbundenen Flüssigkeitsfalle und mit einer in der Flüssigkeitsfalle angeordneten Saugstrahlpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus der Flüssigkeitsfalle in den Kraftstoffbehälter.
- Solche Entlüftungseinrichtungen werden zur Entlüftung des Kraftstoffbehälters beim Betanken und während des Betriebs häufig eingesetzt und sind daher bekannt. Meist führen bei heutigen Entlüftungseinrichtungen Entlüftungsleitungen von einem als Flüssigkeitsfalle ausgebildeten Ausperlbehälter zu verschiedenen Seiten des Kraftstoffbehälters und gegebenenfalls zu einem Aktivkohlefilter. Die Saugstrahlpumpe ist mit einer im Kraftstoffbehälter angeordneten Kraftstoffpumpe verbunden und saugt in der Flüssigkeitsfalle angesammelten Kraftstoff ab und fördert ihn in den Kraftstoffbehälter zurück. Die ständige Verbindung der Saugstrahlpumpe mit der Kraftstoffpumpe führt jedoch dazu, dass auch bei leerer Flüssigkeitsfalle die Saugstrahlpumpe in Betrieb ist und Kraftstoff unnötig durch die Saugstrahlpumpe gefördert wird. Dies trägt zu einer störenden Schaumbildung im Kraftstoffbehälter und zu einem unnötigen Energieverbrauch der Kraftstoffpumpe bei.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Entlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie einen unnötigen Energieverbrauch für die Saugstrahlpumpe und unnötige Schaumbildung im Kraftstoffbehälter vermeidet.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Saugstrahlpumpe mit einem Ventil verbunden ist und dass das Ventil in Abhängigkeit von dem Füllstand an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle schaltbar ist.
- Durch diese Gestaltung lässt sich die Saugstrahlpumpe über das Ventil abschalten, wenn sich kein Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle angesammelt hat. Erst oberhalb eines vorgesehenen Füllstandes kann das Ventil geöffnet und die Saugstrahlpumpe mit Kraftstoff versorgt werden. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Weise vermeiden, dass die Saugstrahlpumpe bei leerer Flüssigkeitsfalle im Betrieb gehalten wird. Dank der Erfindung verhindert die Abschaltung der Saugstrahlpumpe bei leerer Flüssigkeitsfalle einen unnötigen Energieverbrauch und eine unnötige Schaumbildung im Kraftstoffbehälter.
- In der Regel genügt es, das Absaugen des Kraftstoffs aus der Flüssigkeitsfalle erst durchzuführen, wenn ein vorgesehener Füllstand erreicht ist. Hierbei gestaltet sich die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung konstruktiv besonders einfach, wenn in der Flüssigkeitsfalle ein Füllstandsgrenzschalter zur Schaltung des Ventils angeordnet ist.
- Der Füllstandsgrenzschalter gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn der Füllstandsgrenzschalter einen Schwimmer aufweist.
- Die Steuerung des Ventils könnte beispielsweise vollständig mechanisch erfolgen, indem ein gegen einen Ventilsitz beweglicher Ventilkörper mit dem Schwimmer verbunden ist. Die Saugstrahlpumpe lässt sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders zuverlässig ansteuern, wenn das Ventil elektrisch geschaltet ist.
- Das Ventil lässt sich besonders kostengünstig fertigen, wenn das Ventil einen elektrischen Aktor aufweist und ein gegen einen Ventilsitz bewegbarer Ventilkörper mit dem Aktor in Verbindung steht.
- Das elektrisch geschaltete Ventil gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn der elektrische Aktor einen Elektromagneten oder ein Piezoelement aufweist.
- Die Steuerung des elektrisch geschalteten Ventils gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn der Füllstandsgrenzschalter einen elektrischen Kontakt hat. Der elektrische Kontakt lässt sich in Abhängigkeit von dem Füllstand in der Flüssigkeitsfalle öffnen und schließen.
- Der Steuerungsaufwand für die Schaltung des Ventils lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn der elektrische Kontakt des Füllstandsgrenzschalters mit dem elektrischen Aktor des Ventils in einer Reihe angeordnet ist.
- Die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung ermöglicht eine besonders vielfältige Ansteuerung des Ventils, wenn der elektrische Kontakt des Füllstandsgrenzschalters und der elektrischen Aktor des Ventils mit einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit verbunden sind. Hierbei kann beispielsweise die Ansteuerung des Ventils bei besonders niedrigen Temperaturen oder beim Start der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges unterbleiben. In diesen Fällen wird meist der gesamte, von der Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff für die Brennkraftmaschine benötigt. Die durch die elektronische Steuereinheit mögliche Schließung des Ventils verhindert damit, dass Kraftstoff bei niedrigen Temperaturen oder beim Start der Brennkraftmaschine zu der Saugstrahlpumpe der Flüssigkeitsfalle abgezweigt wird.
- Die Montage der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung gestaltet sich besonders einfach, wenn ein zur Montage im Kraft stoffbehälter vorgesehener Schwalltopf eine elektromotorische Kraftstoffpumpe aufweist, wenn eine Förderleitung der Kraftstoffpumpe mit der Saugstrahlpumpe verbunden ist und wenn der Schwalltopf mit der Flüssigkeitsfalle eine bauliche Einheit bildet. Vorzugsweise ist der Schwalltopf an der Flüssigkeitsfalle befestigt.
- Das Ventil und die Saugstrahlpumpe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zu einer besonders kompakten Einheit zusammenstellen, wenn der Ventilkörper des Ventils auf eine Düse der Saugstrahlpumpe zu beweglich geführt ist. Hierdurch ermöglicht es das Ventil, die Saugstrahlpumpe unmittelbar zu verschließen oder freizugeben.
- Eine Störung der Förderung der Saugstrahlpumpe durch den nahe an der Düse angeordneten Ventilkörper lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Ventil in der Förderleitung angeordnet ist.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
-
1 schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung, -
2 schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit, -
3 ,4 zwei Ausführungsformen eines Ventils der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung aus1 oder2 mit einem Piezoelement, -
5 ,6 zwei Ausführungsformen des Ventils der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung aus1 oder2 mit einem Elektromagneten, -
7 ,8 zwei Ausführungsformen eines vollständig mechanischen Ventils der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung. -
1 zeigt eine Entlüftungseinrichtung1 für einen Kraftstoffbehälter2 eines Kraftfahrzeuges mit einer im oberen Bereich angeordneten Flüssigkeitsfalle3 . Von der Flüssigkeitsfalle3 führen Entlüftungsleitungen4 zu seitlichen Bereichen des Kraftstoffbehälters2 . Weiterhin ist an dem Boden des Kraftstoffbehälters2 ein Schwalltopf5 mit einer elektromotorischen Kraftstoffpumpe6 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe6 saugt Kraftstoff aus dem Schwalltopf5 an und fördert diesen über eine Vorlaufleitung7 zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges. In der Flüssigkeitsfalle3 ist eine Saugstrahlpumpe8 angeordnet, welche über eine Förderleitung9 mit der Vorlaufleitung7 der Kraftstoffpumpe6 verbunden ist. In der Förderleitung9 ist ein elektrisch schaltbares Ventil10 angeordnet, welches mit einem in der Flüssigkeitsfalle3 angeordneten Füllstandsgrenzschalter11 über eine elektrische Leitung12 in Verbindung steht. Der Füllstandsgrenzschalter11 , das elektrisch schaltbare Ventil10 und die Kraftstoffpumpe6 sind ebenfalls über elektrischen Leitungen13 ,14 mit einem Bordnetz15 des Kraftfahrzeuges verbunden. Der Füllstandsgrenzschalter11 hat einen von einem Schwimmer16 schaltbaren, elektrischen Kontakt17 . - Bei Überschreitung eines vorgesehenen Füllstandes an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle
3 wird der Schwimmer16 ausgelenkt und schließt den elektrischen Kontakt17 des Füllstandsgrenzschalters11 . Damit wird das elektrisch schaltbare Ventil10 mit dem Bordnetz15 verbunden, öffnet sich und gibt die Förderleitung9 frei. Damit fördert die Kraftstoffpumpe6 Kraftstoff als Treibmittel zu der Saugstrahlpumpe8 . Die Saugstrahlpumpe8 saugt anschließend angesammelten Kraftstoff aus der Flüssigkeitsfalle3 an und fördert diesen über eine Ablassleitung18 in den Kraftstoffbehälter2 . Umgekehrt wird unterhalb des vorgesehenen Füllstandes an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle3 das elektrisch schaltbare Ventil10 nicht mit dem Bordnetz15 verbunden, so dass die Saugstrahlpumpe8 keinen Kraftstoff als Treibmittel erhält und der gesamte, von der Kraftstoffpumpe6 geförderte Kraftstoff in die Vorlaufleitung7 gelangt. -
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Entlüftungseinrichtung1 , welche sich von der aus1 nur dadurch unterscheidet, dass der in der Flüssigkeitsfalle3 angeordnete Füllstandsgrenzschalter11 und das elektrisch schaltbare Ventil10 jeweils mit einer elektronischen Steuereinheit19 verbunden sind. Die elektronische Steuereinheit19 steuert das elektronisch schaltbare Ventil10 , wie zu1 beschrieben, an. Weiterhin vermag die elektronische Steuereinheit19 bei einem entsprechenden Steuerprogramm beispielsweise ein Öffnen des Ventils10 verhindern, wenn bei vorgesehenen Betriebszuständen der gesamte, von der Kraftstoffpumpe6 geförderte Kraftstoff in die Vorlaufleitung7 gefördert werden soll. Solche Betriebszustände liegen beispielsweise beim Start der Brennkraftmaschine und bei niedrigen Temperaturen vor. Ebenso ist ein zeitgesteuertes Öffnen des Ventils10 möglich, so dass sichergestellt wird, dass die Flüssigkeitsfalle3 bei jeder Schaltung des Ventils10 zuverlässig geleert wird. - In den
1 und2 ist das Ventil10 schematisch außerhalb der Flüssigkeitsfalle3 dargestellt. Selbstverständlich kann das Ventil10 auch innerhalb der Flüssigkeitsfalle3 angeordnet sein und mit der Saugstrahlpumpe8 und/oder dem Füllstandsgrenzschalter11 eine bauliche Einheit bilden. Bei einer rein mechanischen Ansteuerung des Ventils10 werden in einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform zudem keine elektrischen Leitungen12 ,14 zur Verbindung des Ventils10 und des Füllstandsgrenzschalters11 mit dem Bordnetz15 benötigt. -
3 zeigt eine bauliche Einheit aus einer Düse20 der Saugstrahlpumpe8 und dem elektrisch schaltbaren Ventil10 . Das elektrisch schaltbare Ventil10 weist einen Aktor21 mit einem Piezoelement22 auf. Bei einer Bestromung des Piezoelementes22 wird ein Ventilkörper23 von der Düse20 der Saugstrahlpumpe8 weg bewegt und gibt die Verbindung der Saugstrahlpumpe8 mit der Förderleitung9 frei. Elektrische Kontakte24 dienen zur Verbindung des Aktors21 mit den in den1 und2 dargestellten elektrischen Leitungen12 . -
4 zeigt eine weitere Ausführungsform der baulichen Einheit aus einer Düse20 der Saugstrahlpumpe8 mit dem elektrisch schaltbaren Ventil10 . Wie bei der Ausführungsform nach3 hat das Ventil10 einen Aktor25 mit einem Piezoelement26 . Das Piezoelement26 steuert über einen Hebel27 die Bewegung des Ventilkörpers23 . -
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der baulichen Einheit aus einer Düse20 der Saugstrahlpumpe8 mit dem elektrisch schaltbaren Ventil10 . Im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach den3 und4 hat das Ventil10 einen Aktor28 mit einem Elektromagneten29 . Der Elektromagnet29 bewegt einen mit dem Ventilkörper23 verbundenen Magneten30 . Bei einer entsprechenden Bestromung wird damit der Ventilkörper23 auf die Düse20 der Saugstrahlpumpe8 zu oder von dieser weg bewegt. -
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der baulichen Einheit aus einer Düse20 der Saugstrahlpumpe8 mit dem elektrisch schaltbaren Ventil10 , bei der das Ventil10 einen Aktor31 mit einem Elektromagneten32 hat. Ein Verschlusszylinder33 mit einem Magneten34 lässt sich bei einer entsprechenden Bestromung in die Förderleitung9 hinein bewegen und damit die Förderung von Kraftstoff zu der Düse20 der Saugstrahlpumpe8 unterbrechen. -
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Entlüftungseinrichtung1 , bei der das Ventil10 in der zu der Saugstrahlpumpe8 führenden Förderleitung9 angeordnet ist und eine bauliche Einheit mit einem Füllstandsgrenzschalter11 bildet. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsformen ist das Ventil10 mit dem Schwimmer16 verbunden und weist damit eine rein mechanische Funktion auf. Der Schwimmer16 trägt einen Magneten35 , welcher auf eine Wandung der Förderleitung9 zu bewegbar gelagert ist. Das Ventil10 weist einen längsbeweglich geführten Verschlusszylinder36 mit einem Magneten37 auf. Bei auf der Wandung liegendem Schwimmer16 wird der Verschlusszylinder36 angezogen und verschließt die Förderleitung9 . Die Stellung des auf der Wandung der Förderleitung9 liegenden Schwimmers16 ist in7 strichpunktiert dargestellt. Selbstverständlich ist der den Füllstandsgrenzschalter11 aufweisende Abschnitt der Förderleitung9 an der vorgesehenen Stelle in der in den1 und2 dargestellten Flüssigkeitsfalle3 anzuordnen. -
8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Entlüftungseinrichtung1 , bei der das Ventil10 eine bauliche Einheit mit der Düse20 der Saugstrahlpumpe8 und dem Füllstandsgrenzschalter11 bildet. Der Schwimmer16 des Füllstandsgrenzschalters11 ist über einen Hebel38 mit dem längsverschieblich auf die Düse20 zu bewegbaren Ventilkörper23 verbunden. Wie bei der Ausführungsform nach7 sind auch hier der Schwimmer16 und das Ventil10 innerhalb der Flüssigkeitsfalle3 anzuordnen. -
- 1
- Entlüftungseinrichtung
- 2
- Kraftstoffbehälter
- 3
- Flüssigkeitsfalle
- 4
- Entlüftungsleitung
- 5
- Schwalltopf
- 6
- Kraftstoffpumpe
- 7
- Vorlaufleitung
- 8
- Saugstrahlpumpe
- 9
- Förderleitung
- 10
- Ventil
- 11
- Füllstandsgrenzschalter
- 12-14
- Leitung
- 15
- Bordnetz
- 16
- Schwimmer
- 17
- Kontakt
- 18
- Abgasleitung
- 19
- Steuereinheit
- 20
- Düse
- 21
- Aktor
- 22
- Piezoelement
- 23
- Ventilkörper
- 24
- Kontakt
- 25
- Aktor
- 26
- Piezoelement
- 27
- Hebel
- 28
- Aktor
- 29
- Elektromagnet
- 30
- Magnet
- 31
- Aktor
- 32
- Elektromagnet
- 33
- Verschlusszylinder
- 34
- Magnet
- 35
- Magnet
- 36
- Verschlusszylinder
- 37
- Magnet
- 38
- Hebel
Claims (12)
- Entlüftungseinrichtung für einen Kraftstoffbehälter mit einer mit zumindest einer Entlüftungsleitung verbundenen Flüssigkeitsfalle und mit einer in der Flüssigkeitsfalle angeordneten Saugstrahlpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus der Flüssigkeitsfalle in den Kraftstoffbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (
8 ) mit einem Ventil (10 ) verbunden ist und dass das Ventil (10 ) in Abhängigkeit von dem Füllstand an Kraftstoff in der Flüssigkeitsfalle (3 ) schaltbar ist. - Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigkeitsfalle (
3 ) ein Füllstandsgrenzschalter (11 ) zur Schaltung des Ventils (10 ) angeordnet ist. - Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsgrenzschalter (
11 ) einen Schwimmer (16 ) aufweist. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
10 ) elektrisch geschaltet ist. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
10 ) einen elektrischen Aktor (21 ,25 ,28 ,31 ) aufweist und ein gegen einen Ventilsitz bewegbarer Ventilkörper (23 ) mit dem Aktor (21 ,25 ,28 ,31 ) in Verbindung steht. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktor (
21 ,25 ,28 ,31 ) einen Elektromagneten (29 ,32 ) oder ein Piezoelement (22 ,26 ) aufweist. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsgrenzschalter (
11 ) einen elektrischen Kontakt (17 ) hat. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt (
17 ) des Füllstandsgrenzschalters (11 ) mit dem elektrischen Aktor (21 ,25 ,28 ,31 ) des Ventils (10 ) in einer Reihe angeordnet ist. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt (
17 ) des Füllstandsgrenzschalters (11 ) und der elektrischen Aktor (21 ,25 ,28 ,31 ) des Ventils (10 ) mit einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit (19 ) verbunden sind. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Montage im Kraftstoffbehälter (
2 ) vorgesehener Schwalltopf (5 ) eine elektromotorische Kraftstoffpumpe (6 ) aufweist, dass eine Förderleitung (9 ) der Kraftstoffpumpe (6 ) mit der Saugstrahlpumpe (8 ) verbunden ist und dass der Schwalltopf (5 ) mit der Flüssigkeitsfalle (3 ) eine bauliche Einheit bildet. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (
23 ) des Ventils (10 ) auf eine Düse (20 ) der Saugstrahlpumpe (8 ) zu beweglich geführt ist. - Entlüftungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (
10 ) in der Förderleitung (9 ) angeordnet ist.
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