DE19719920C2 - Kraftstofftank mit Be- und Entlüftungsleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Es ist ganz allgemein bekannt, an einem Kraftstoffbehälter eines Kraftstofftanks wenigstens eine nach oben laufende Be- und Entlüftungsleitung sowie mindestens eine Einfülleitung mit zugeordnetem Verschlußdeckel zu verbinden. Die Be- und Entlüftungsleitung wird dabei als durchgehend offene Leitung aus dem oberen Bereich des Kraftstoffbehälters zu einer oberhalb des obersten Niveaus des Kraftstoffbehälters und auch oberhalb des Verschlußdeckels liegenden Ebene geführt. Durch die Be- und Entlüftungsleitung kann somit beim Befüllen des Kraftstoffbehälters mit Flüssigkeit, insbe­ sondere mit Dieselöl, die aus dem Kraftstoffbehälter verdrängte Luft frei entweichen. Andererseits kann bei Temperaturschwankungen und verschlossenem Verschlußdeckel über die Be- und Entlüftungsleitung ein freier Druckausgleich erfolgen. Von Nachteil ist bei dieser Anordnung, daß bei einem Umkippen des mit dem Kraftstofftank ausgestatteten Fahrzeugs bei verschlossener Einfülleitung Kraftstoff durch die Be- und Entlüftungsleitung aus dem Kraftstoffbehälter auslaufen kann.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, wird in der DE 25 03 731 A1 ein Ventil mit einem zweiteiligen Schließkörper aus einem Massekörper und einem Schwimmkörper vorgeschlagen. Der ober­ halb des Massekörpers angeordnete Schwimmkörper verschließt die Entlüftungsleitung, wenn Kraftstoff in ihr hoch steigt. Der darunter liegende Massekörper ist in einem kegelförmigen Sitz angeordnet, in dem er quer zur Schließrichtung verscho­ ben werden kann. Bei einer solchen Verschiebung quer zur Schließrichtung wird der Massekörper durch den kegelförmigen Sitz automatisch auch in Schließrichtung verschoben. Hierbei bewegt er dann den Schwimmkörper gegen seinen Sitz, so daß die Entlüftungsleitung auch verschlossen wird, wenn das Fahrzeug, beispielsweise beim Umkippen, entsprechend weit aus seiner Normallage ausgelenkt wird. Zwischen dem Masse­ körper und seinem Sitz sind Entlüftungskanäle vorgesehen, welche im Normalbetrieb die Entlüftung sicherstellen.

Diese Gestaltung weist den Nachteil auf, dass sowohl der Schwimmkörper als auch der Massekörper in einem Havariefall, bei dem Gas oder Flüssigkeit die Entlüftungsleitung mit ho­ her Geschwindigkeit durchströmen, zwar zunächst in Schließ­ richtung verschoben werden. Hierbei werden sie aber gegebe­ nenfalls auch quer zur Schließrichtung verschoben, so daß der ordnungsgemäße Verschluss der Entlüftungsleitung durch den Schwimmkörper infolge der zwischenzeitlich etablierten, den Schwimmkörper umgehenden Strömung verhindert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraft­ stofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Maßnahmen zu treffen, durch welche der Austritt von Flüssigkeit aus dem Kraftstoffbehälter über die Be- und Entlüftungsleitung auch im Havariefall vermieden, im normalen Betrieb die freie Be- und Entlüftung des Kraftstoffbehälters jedoch unbeeinflußt bleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Bei einer Ausgestaltung eines Kraftstofftanks gemäß der Erfindung wird durch das Einfügen eines unter normalen Betriebsbedingungen offenen Ventils in die Be- und Entlüftungsleitung die betriebsgerechte Funktion der Be- und Entlüftungsleitung unbeeinflußt aufrechterhalten. Das Ventil wird durch die beim Befüllen oder bei der Kraftstoffentnahme oder durch Tempera­ turschwankungen auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten der in der Be-und Entlüftungsleitung auftretenden, auf den Schließkörper des Ventils einwirkenden Luftströmungskräfte nicht in die Schließstellung bewegt. Wenn dagegen außer­ gewöhnliche Ereignisse eintreten, wie ein Umkippen des Kraftstofftanks oder auch ein plötzliches Zusammenpressen des Kraftstoffbehälters im Havariefall, dann bewirkt die durch die Be- und Entlüftungsleitung nach außen drängende Flüssig­ keit oder bereits eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von aus dem Kraftstoffbehälter ausgepreßter Luft eine Verstellung des Ventilschließkörpers, so daß ein Austritt von Flüssigkeit sicher vermieden wird. Das unter normalen Betriebsbedingungen offene Ventil ist demnach auf einen Schließdruck eingestellt, der größer ist als die im Normalbetrieb am Schließkörper auftretende Luftströmungskraft. Sie ist dagegen kleiner als die statische oder dynamische Druckkraft, welche die im Fehlerfalle auf den Schließkörper einwirkende, aus dem Kraftstoffbehälter ausströmende Flüssigkeit ausübt. Um dabei zu vermeiden, daß im Kraftstoffbehälter im Fehlerfalle ein Überdruck entsteht, der ein Bersten des Kraftstoffbehälters oder anderer Bauelemente nach sich ziehen kann, ist zweckmäßig der Verschlußdeckel zusätzlich mit einem üblichen Überdruckventil versehen. Über dieses Überdruckventil fließt dann nur soviel Kraftstoff ab, bis der Ansprechdruck des Überdruckventils unterschritten ist. Im übrigen ist das Ventil in der Ent- oder Belüftungsleitung vorzugsweise so ausgebildet, daß der Schließkörper im Normalfall durch die auf ihn einwirkende Schwerkraft in Öffnungsstellung gehalten wird. Dabei ist es zweckmäßig, den Schließkörper unter normalen Betriebsbedingungen des Ventils unterhalb des zugehörigen Dichtungssitzes im Gehäuse des Ventils anzu­ ordnen. Der Schließkörper kann dabei im Gehäuse des Ventils in Strömungsrichtung des Ventils mit Spiel zwischen der Dichtfläche und einem gegenüberliegenden Anschlag frei verstellbar, insbesondere verschiebbar gelagert sein, sofern der Schließkörper nicht als Kugel ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Kraftstofftank mit daran angesetzten Einfüll- sowie Be- und Entlüftungsleitungen,

Fig. 2 ein in die Be- und Entlüftungsleitung einfügbares Ventil im teilweisen Längsschnitt und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Verschlußdeckel für die Einfülleitung.

Ein Kraftstofftank weist einen im wesentlichen waagerecht liegenden Kraftstoffbehälter 1 auf, der an seiner Oberseite zumindest eine Einfülleitung 2 mit einem die Einfüllöffnung verschließenden Verschlußdeckel sowie eine nach oben weglau­ fende Be- und Entlüftungsleitung 4 aufweist, die über das Niveau der Einfüllöffnung hochgezogen ist. In einen anstei­ genden, z. B. vorzugsweise senkrecht nach oben verlaufenden Abschnitt der Be- und Entlüftungsleitung 4 ist ein Ventil 5 gelegt, das unter üblichen Betriebsbedingungen offen ist, beim Auftreten außergewöhnlicher Betriebsbedingungen dagegen selbsttätig schließt. Ein Ventil 5 dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Im axial durchbohrten Gehäuse des Ventils 5 befindet sich eine erweiterte Ventilkörperkammer 6, in welcher ein Schließkörper 7 angeordnet ist, an dem vorbei in axialer Richtung Luft strömen kann. Der Schließkörper 7 ist dabei als Scheibe ausgebildet, welche in axialer Richtung verschiebbar auf einem gehäusefesten Führungsbolzen 8 in Strömungsrichtung von Luft oder Flüssigkeit gelagert ist. Der Schließkörper 7 verjüngt sich in Strömungsrichtung kegel­ stumpfförmig und steht unter einer entsprechend geneigten gehäusefesten Dichtungsfläche 9. Zwischen den zusammen­ wirkenden kegelstumpfförmigen, parallel zueinander verlaufen­ den Dichtungsflächen befindet sich in der dargestellten normalen Betriebslage ein Ringspalt, der den freien Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Kraftstoffbehälters 1 und der Außenatmosphäre zuläßt. Der Schließkörper 7 steht in der dargestellten normalen Betriebslage des Rückschlag­ ventils durch Schwerkraft in Offenstellung, ist also mit seiner der Dichtungsfläche 9 gegenüberstehenden Dichtfläche durch sein eigenes Gewicht auf dem Führungsbolzen 8 vom Dichtungssitz 9 weg verschoben.

Wenn das mit dem Kraftstofftank ausgestattete Fahrzeug in eine betriebsunübliche Lage gelangt, insbesondere umstürzt, kann bereits durch die Verlagerung des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter 1 in der Entlüftungsleitung 4 eine Luft- oder Gasströmung mit so hoher Strömungsgeschwindigkeit auftreten, daß der Schließkörper 7 aufgrund seines Strömungs­ widerstandes gegen den Dichtungssitz 9 gepreßt wird, so daß das Ventil 5 geschlossen und das Ausströmen von Kraftstoff sicher vermieden ist. Selbst bei langsamem Einfließen von Flüssigkeit in die Entlüftungsleitung 4 stellt der Schließ­ körper 7 unabhängig von der Lage des Ventils 5 einen solchen Strömungswiderstand dar, daß er ebenfalls an den Dichtungs­ sitz 9 angelegt wird. Die Verstellkraft des Schließkörpers 7 ist dabei so klein bemessen, daß die durch den statischen oder dynamischen Druck der Flüssigkeit auf ihn einwirkenden Kräfte die Schließbewegung hervorrufen. Es wird somit insbe­ sondere bei unüblichen Betriebsbedingungen und vorzugsweise bei der Gefahr des Auslaufens von Kraftstoff der Kraftstoff­ behälter dicht abgeschlossen, ohne hierfür Fremdenergie oder sonstige Steuerelemente zu benötigen.

Um darüber hinaus zu verhindern, daß der dicht verschlossene Kraftstoffbehälter oder sonstige Kraftstofftankbauteile bei Auftreten von innerem Überdruck bersten und der gesamte Kraftstoffvorrat ausläuft, ist der Verschlußdeckel 3 der Einfülleitung 2 mit einer auf dem freien Rand 10 der Ein­ fülleitung dicht aufsitzenden Ventilteller 11 versehen, der gegen die Kraft einer sich im Verschlußdeckel 3 abstützenden Druckfeder 12 bei unzulässigem Überdruck vom Rand 10 abhebt. Hierdurch kann zwar Kraftstoff abfließen, jedoch schließt der Ventilteller 11 automatisch, wenn der Überdruck auf einen bauartbedingten Wert abgesunken ist. Ein entsprechender Teil des Kraftstoffs bleibt somit im Kraftstoffbehälter 1 zurück.

Insgesamt wird somit eine auslaufsichere Anordnung mit einem einfachen Ventil erreicht, das geringe Wartung und niedrige Kosten erfordert und im übrigen auch an bestehenden Kraftstofftankanlagen problemlos nachgerüstet werden kann. Zugleich wird ein Berstschutz erreicht, wenn der ohnehin erforderliche Tankverschluß als Überdruckschutz ausgebildet wird.

Claims (2)

1. Kraftstofftank mit einem Kraftstoffbehälter, der wenigstens eine nach oben laufende Be- und Entlüftungsleitung sowie mindestens eine Einfülleitung mit Verschlußdeckel aufweist, wobei in der Be- und Entlüftungsleitung ein in Belüftungsrichtung offenes Ventil mit einem Schließkörper angeordnet ist, der bei Eintreten von Flüssigkeit den Strömungsweg selbsttätig schließt, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) in Strömungsrichtung der Luft oder Flüssigkeit verschiebbar auf einem gehäusefesten Führungsbolzen (8) gelagert ist und daß der Schließdruck des Ventils (4) in Entlüftungsrichtung größer ist als die im Normalbetrieb in Entlüftungsrichtung am Schließkörper (7) auftretenden Luftströmungskräfte und kleiner ist als der dynamische Druck von aus dem Kraftstoffbehälter (1) in das Ventil (5) einströmender Flüssigkeit oder Luft beim Auftreten außergewöhnlicher Ereignisse, wie Umkippen oder Zusammenpressen des Kraftstoffbehälters (1).

2. Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Verschlußdeckel (3) mit einem Überdruckventil (10, 11, 12) versehen ist.