DE19625061C2 - Kraftstofftank mit Fördereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank mit im Inneren angeordneter Fördereinheit zum Fördern von Kraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Fördereinheit einen Behälter und eine in diesem angeordnete Kraftstoffpumpe auf­ weist, und der Behälter im Bereich des Tankbodens mit einem Klappenventil versehen ist, das über eine Öffnung im Behälter ein Einströmen von Kraftstoff in den Behälter gestattet.

In aller Regel sind bei Kraftfahrzeugen Verwendung findende Kraftstofftanks der Form der dem Tank benachbarten Bauteile angepaßt und es ist die Fördereinheit im Bereich des tiefsten Punktes des Tanks angeordnet. Der im Tank befindliche Kraftstoff strömt durch die Öffnung im Behälter in diesen ein, wobei das Klappenventil dem Zweck dient, ein Rückströmen des Kraftstoffes in den Tank zu verhindern. Bei bekannten Klappenventilen hat es sich aber gezeigt, daß diese nicht geeignet sind, die Förder­ einheit über einen gewissen Zeitraum abzudichten und gleichzei­ tig ein Erstbefüllen der Fördereinheit zu ermöglichen.

Ein Kraftstofftank mit einer Fördereinheit der eingangs genann­ ten Art ist aus der US 2 953 156 bekannt. Das dort verwendete Klappenventil verhindert das Ausströmen des Kraftstoffs aus dem Behälter bei Schräglage eines Hubschraubers und stellt damit sicher, daß von der im Behälter angeordneten Fördereinheit Kraftstoff sicher angesaugt werden kann, wenn sich der Hub­ schrauber in Schräglage befindet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftstofftank mit Fördereinheit der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß der in der Fördereinheit befindliche Kraftstoff über einen längeren Zeitraum in der Fördereinheit verbleibt und sich das Klappenventil bei Befüllung des Tanks, insbesondere bei dessen Erstbefüllung, leicht öffnet. Darüber hinaus soll das Klappenventil selbst bei großen Toleranzen noch prozessicher arbeiten, sowie bei Schwingungsbelastung sicher in seiner Lagerung fixiert bleiben. Die Schwerkrafteinflüsse sollen möglichst kompensiert werden. Das Ventil soll möglichst univer­ sell einsetzbar sein.

Die Erfindung schlägt einen Kraftstofftank mit Fördereinheit der genannten Art vor, bei dem das Klappenventil durch einen schwenkbar im Behälter gelagerten Ventilträger und ein im Ventilträger gehaltenes elastisches Schirmventil gebildet ist.

Erfindungsgemäß ist damit vorgesehen, daß das Klappenventil zweiteilig ausgebildet ist, nämlich das die eigentliche Ventil­ funktion besitzende elastische Schirmventil und den Ventilträger aufweist, wobei letztgenannter schwenkbar im Behälter gelagert ist und das Schirmventil trägt. Eventuelle fertigungsbedingte Toleranzen können damit im Bereich der Lagerstelle des Ventil­ trägers und/oder der Lagerstelle des Schirmventils im Ventil­ träger ausgeglichen werden. In aller Regel reicht es aus, Toleranzen nur im Bereich der Lagerstelle des Ventilträgers zu kompensieren.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit dem Schirmventil zusammenwirkende, die Behälteröffnung umschließende Dichtfläche des Behälters schräg zum Tankboden angeordnet ist, wobei unter letzterem derjenige Bodenbereich des Tanks verstanden wird, in dessen Bereich sich die Fördereinheit befindet. Infolge der schrägen Anordnung der Dichtfläche werden die Schwerkrafteinflüsse auf den Ventilträger und das von diesem gehaltene Schirmventil kompensiert. Vor­ teilhaft ist die die Behälteröffnung umschließende Dichtfläche des Behälters unter einem Winkel von 30 bis 60°, bevorzugt 40 bis 50°, insbesondere 45° zum Tankboden angeordnet.

Gemäß einer baulich besonders einfachen Gestaltung ist der Ventilträger plattenförmig ausgebildet und, auf die Dicht­ stellung des Schirmventils bezogen, parallel zur Dichtfläche angeordnet. Durch diese parallele Anordnung des Schirmventiles im Ventilträger relativ zur Dichtfläche werden alle Winkeltole­ ranzen eliminiert.

Das Schirmventil ist zweckmäßig als Elastomermembrane ausgebil­ det und damit geeignet, Toleranzen der Dichtfläche auszuglei­ chen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilträger in zwei Lagerwangen des Behälters gelagert ist, wobei jede Wange als noch oben offenes U ausgebildet ist, in die eine Lagerachse des Ventilträgers eingelegt ist. Die zum Funktionieren des Klappenventils notwen­ digen Freihaltsgrade werden damit erreicht, daß es in einer Richtung auf der Dichtfläche des Behälters in vorgegebenem Rahmen rutschen kann. Dies wird beispielsweise erreicht durch Ansätze der Lagerachse, die deren Längsspiel begrenzen. Die Ansätze erfüllen auch den Zweck, ein seitliches Kippen des Ventilträgers zu verhindern, indem sie sich an die Lagerwangen anlegen. Die Ansätze zentrieren damit den Ventilträger bezüglich der Öffnung im Behälter. Das relativ große Spiel, bei gleichzei­ tig genauer Abdichtung der Dichtfläche, ermöglicht ein einwand­ freies Funktionieren, selbst bei starker Quellung der Kunst­ stoffteile im Kraftstoff. Bevorzugt hintergreift die jeweilige Lagerwange im Bereich ihres freien Endes die Lagerachse, so daß der Hinterschnitt der Lagerwangen ein Herausspringen des Ventilträgers unter Schwingungsbelastung verhindert.

Die vorgenannte Gestaltung ermöglicht es, das Klappenventil aus Kunststoff herzustellen, wobei aufgrund der günstigen Entform­ barkeit das Klappenventil universell einsetzbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der Figuren und den Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinatio­ nen von Einzelmerkmalen weitere erfinderische Ausgestaltungen darstellen.

In den Figuren ist die Erfindung anhand einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine in einem Kraftstofftank angeordnete Fördereinheit,

Fig. 2 ein Detail des Behälters der Fördereinheit mit dem in diesem gelangerten Klappenventil,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Bestandteil des Klappenventils bildenden Ventilträgers,

Fig. 4 eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Ventilträgers und

Fig. 5 eine Seitenansicht des Bestandteil des Klappenventils bildenden Schirmventils.

Fig. 1 zeigt die Einbaulage einer Fördereinheit 1, die dem Fördern von Kraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine dient. Bezogen auf die horizontale Position eines Kraftfahrzeuges liegt die Fördereinheit 1 mit ihrer unteren, horizontalen Bodenfläche 2 an einem ebenen Abschnitt des Tankbodens 3 an, wobei dieser Bereich des Tankbodens die Tanksohle darstellt.

Die Fördereinheit 1 weist einen Behälter 4 mit den darin befindlichen Aggregaten zum Fördern des Kraftstoffes, ein­ schließlich Rücklaufleitung, auf. In einem unteren Eckbereich des Behälters 4 ist dieser mit einer schrägen Wandung 5 ver­ sehen, die unter einem Winkel von 45° zur unteren Bodenfläche 2 des Behälters 4 angeordnet ist. Die Wandung 5 ist mit einer Öffnung 6 kreisförmigen Querschnitts versehen, die mittels eines innerhalb des Behälters 4 angeordneten Klappenventiles 7 verschließbar ist. Dieses gestattet damit ausschließlich das Einströmen von Kraftstoff vom Tank in den Behälter 4.

In Fig. 2 ist die Ecke des Behälters 4 mit dem Klappenventil 7 im Detail veranschaulicht, wobei das Klappenventil sowohl in seiner, die Öffnung 6 verschließenden Postion, als auch in der Öffnungsposition dargestellt ist. Oberhalb der Öffnung 6 sind benachbart der vertikalen äußeren Behälterwandung 4a, zwei parallel zueinander angeordnete Lagerwangen 8 vorgesehen, die mit einem bezüglich der Horizontalen geneigten Abschnitt 4b der Behälterwandung verbunden sind. Jede Lagerwange ist als nach oben offenes U ausgebildet und dient der Aufnahme der Lagerachse 9 eines plattenförmigen Ventilträgers 10. Die Lagerachse 9 ist mit zwei Ansätzen 11 versehen, die beidseitig der Verbindungs­ stelle des eigentlichen Ventilträgers und der Lagerachse 9 angeordnet sind, und zwar in einem solchen Abstand voneinander, daß die Lagerachse 9 mit geringem Längsspiel zwischen den beiden Lagerwangen 8 geführt ist. Da der Durchmesser der Lagerachse 9 geringfügig geringer ist als der Abstand der beiden Schenkel 12 und 13 der jeweiligen Lagerwange 8 voneinander, ist ein gewisses Kippspiel der Lagerachse 9 in den beiden Lagerwangen 8 gegeben. Wie insbesondere der Darstellung der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Schenkel 13 der jeweiligen Lagerwange 8 mit einem auf den anderen Schenkel 12 dieser Lagerwange 8 gerichteten Vor­ sprung 14 versehen, der sicherstellt, daß die Lagerachse 9 nicht unbeabsichtigt, insbesondere infolge Schwingungen, sich aus der jeweiligen Lagerwange 8 nach oben heraus bewegen kann.

Das freie Ende des Ventilträgers 10 ist kreisförmig ausgebildet und dient der Aufnahme eines Bestandteil des Klappenventils 7 bildenden Schirmventiles 15, das als Elastomermembran ausgebil­ det ist. Hierzu weist der kreisförmige Abschnitt 16 des Ventil­ trägers 10 ein zentrales Loch 17 auf, durch das ein Zapfenansatz 18 des Schirmventils 15 hindurchgesteckt ist, wobei ein im Bereich des Zapfenansatzes 18 angeordneter Wulst 19 den kreis­ förmigen Abschnitt 16 des Ventilträgers 10 hintergreift. Insgesamt betrachtet ist das Klappenventil 7 symmetrisch zur Achse 22 ausgebildet.

Die Darstellung der Fig. 2 veranschaulicht, daß bei horizontal orientiertem Tankboden 3 der Ventilträger 10 des Klappenventils 7, in der Dichtstellung des Schirmventils 15, parallel zur Wandung 5 des Behälters 4 und damit parallel zur kreisringförmi­ gen Dichtfläche 20 der Wandung 5 angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist der Schwerkrafteinfluß des Klappenventiles 7 gering und es können wegen der besonderen Lagerung des Ventil­ trägers 10 in den beiden Lagerwangen 8 Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, so daß ein sicheres Abdichten des Behälters über einen längeren Zeitraum sichergestellt ist, und sich im übrigen das Klappenventil 7 auch bei Erstbefüllung leicht öffnen läßt.

Claims (8)

1. Kraftstofftank mit im Inneren angeordneter Fördereinheit (1) zum Fördern von Kraftstoff zu einer Verbrennungs­ kraftmaschine, wobei die Fördereinheit (1) einen Behälter (4) und eine in diesem angeordnete Kraftstoffpumpe auf­ weist, und der Behälter (4) im Bereich des Tankbodens (3) mit einem Klappenventil (7) versehen ist, das über eine Öffnung (6) ein Einströmen von Kraftstoff in den Behälter (4) gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenven­ til (7) durch einen schwenkbar im Behälter (4) gelagerten Ventilträger (10) und ein im Ventilträger (10) gehaltenes elastisches Schirmventil (15) gebildet ist.

2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schirmventil (15) zusammenwirkende, die Behälteröffnung (6) umschließende Dichtfläche (20) des Behälters (4) schräg zum Tankboden (3) angeordnet ist.

3. Tank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Behälteröffnung (6) umschließende Dichtfläche (20) des Behälters (4) unter einem Winkel von 30 bis 60°, bevorzugt 40 bis 50°, insbesondere 45° zum Tankboden (3) angeordnet ist.

4. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilträger (10) plattenförmig ausgebil­ det ist und, auf die Dichtstellung des Schirmventils (15) bezogen, parallel zur Dichtfläche (20) angeordnet ist.

5. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schirmventil (15) als Elastomermembrane ausgebildet ist.

6. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilträger (10) in zwei Lagerwangen (8) des Behälters (4) gelagert ist, wobei jede Wange (8) als nach oben offenes U ausgebildet ist, in die eine Lagerachse (9) des Ventilträgers (10) eingelegt ist.

7. Tank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (9) mit Längsspiel in den Lagerwangen (8) gehalten ist und Ansätze (11) der Lagerachse (9) deren Längsspiel begrenzen.

8. Tank nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Lagerwange (8) im Bereich ihres freien Endes die Lagerachse (9) hintergreift (Vorsprung 14).