DE3030288A1

DE3030288A1 - Vorrichtung zum entlueften von kraftstoffbehaeltern

Info

Publication number: DE3030288A1
Application number: DE19803030288
Authority: DE
Inventors: Dieter 7302 Ostfildern Scheurenbrand; Manfred Dipl.-Ing. 7307 Aichwald Stotz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-08-09
Filing date: 1980-08-09
Publication date: 1982-02-18
Also published as: IT8123310A0; GB2082527A; US4423746A; FR2488193A1; FR2488193B1; GB2082527B; JPS5755226A; IT1138127B; DE3030288C2

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm 12 8Ol/4

Stuttgart 8. August I98O

"Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit im oberen Bereich des Behälterinnenraumes angeordnetem Volumenausgleichsgefäß, das über eine Ausgleichsleitung mit der Atmosphäre verbunden und mit Verbindungen zum Behälterinnenraum versehen ist, die durch massekraftabhängig verstellbare Sperrglieder verschließbar sind und je eine im Bereich der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Behält er stirnvrände liegende Mündungsöffnung aufweisen.

Kraftstoffbehälter müssen entlüftet -werden, um Druckunterschiede zwischen dem Behälterinnenraum und der Atmosphäre ausgleichen zu können. Für die Entlüftung werden dabei in die Atmosphäre ausmündende Leitungen verwendet, über die die anfallenden Gasmengen unabhängig von ihrer Größe abgeführt werden können, ohne daß dabei Kraftstoff aus dem Behälter austritt.

Es ist eine Vorrichtung eingangs genannter Art bekannt (DE-OS 23 63 900), bei der symmetrisch zur Längsmittelebene des Kraftstoffbehälters ein domartig ausgebildetes Volumenausgleichsgefäß angeordnet ist, von dessen seitlich liegenden Öffnungen aus jeweils eine Leitung bis nahezu an die BehälterStirnwände des Kraftstoffbehälters weggeführt ist und über eine Mündungsöffnung in diesen einmündet, wobei die Gefäßöffnungen massekraftabhängig über ein Schließelement mit zwei diesem zugeordneten Sperrgliedern verschließbar sind.

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Diese Leitungen tauchen bei wechselseitiger Kurvenfahrt von Kraftfahrzeugen abwechselrd in den Kraftstoff ein, wodurch sie allmählich mit Kraftstoff gefüllt werden, der in das relativ klein ausgebildete und schnell gefüllte Volumenausgleichsgefäß weiterbefördert wird und somit über die Ausgleichsleitung ins Freie fließen kann.

Dies erfolgt besonders dann sehr schnell, wenn sich im Kraftstoffbehälter infolge sehr hoher Außentemperaturen oder durch den Rücklauf stark erwärmten Kraftstoffes bei gemischverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschinen eine große Entlüftungsgasmenge bildet, wodurch im Behälterinnenraum gegenüber der Atmosphäre ein Überdruck entsteht, der auf die mit Kraftstoff gefüllten Leitungen drückt und somit ein Zurückfließen des Kraftstoffes in den Behälterinnenraum verhindert, wodurch eine Entlüftung des Behälters nicht mehr erfolgen kann.

Sin weiterer Nachteil der Vorrichtung ist darin zu sehen, daß das Schließelement dabei zwischen Federelem ent en gelagert ist, die es in seiner Ruhestellung zu halten suchen, lias eine Verzögerung des Schließvorganges bewirkt, so daß bereits Kraftstoff über die kraftstoffseitige Leitung in das Voluinenausgleichsgefäß eindringen kann, noch bevor das Sperrglied die entsprechende Gefäßöffnung verschließen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs genannter Art so auszubilden, daß bei Schräglagen des Kraftstoffspiegeis, insbesondere bei wechselseitiger Kurvenfahrt von Fahrzeugen und bei allen anfallenden Gasraengen im Kraftstoffbehälter ein Druckausgleich zwischen Behäiterinnenraum und der Atmosphäre sichergestellt und ein Auslaufen von Kraftstoff verhindert wird.

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Gemäß der Erfindung wird das bei einer Vorrichtung eingangs genannter Art dadurch erreicht, daß die Sperrglieder jeweils der Mündungsöffnung zugeordnet und dieser vom Behälterinnenraum ausgehend vorgelagert sind.

Dadurch, daß die Mündungsöffnung sanit gleichzeitig die Gefäßöffnung bildet, kann sich, gegenüber der bekannten Vorrichtung, bei wechselseitigen Kurvenfahrten oder bei großen anfallenden Gasmengen kein Kraftstoffstau vor der Öffnung zum Volumenausgleichsgefäß bilden und somit auch kein Kraftstoff in das Gefäß eindringen und über die Ausgleichsleitung zur Atmosphäre ins Freie gelangen.

Ferner sind die Sperrglieder durch ihre den Mündungsöffnungen vorgelagerte Anordnung bei Schräglagen des Kraftstoffspiegels und wechselseitiger Kurvenfahrt gegenüber ihrer bekannten Anordnung im Volumenausgleichsgefäß zusätzlich zu den Massekräften noch von Kraftstoff beaufschlagbar, wodurch der Schließvorgang beschleunigt wird, indem jeweils ein Sperrglied die kraftstoffseitige Öffnung des Volumenausgleichsgefäßes bereits verschließt, bevor der Kraftstoff durch diese Öffnung in das Gefäß eindringen kann, während das Sperrglied der gegenseitigen Öffnung diese freigibt, über die ein Druckausgleich zwischen dem Behälterinnenraum und dem mit der Atmosphäre verbundenen Volumenausgleichsgefäß erfolgt. Eine sich nach mehreren wechselseitigen Kurvenfahrten im Gefäß angesammelte geringe Kraftstof fleckmenge fließt durch eine oder beide Öffnungen in den Kraftstoffbehälter zurück, so daß ein überbefüllen des Volumenausgleichsgefäßes und somit ein Austreten des Kraftstoffes durch die Ausgleichsleitung ins Freie in jedem Falle ausgeschlossen ist.

Darüber hinaus wird gegenüber der bekannten Vorrichtung noch zusätzlich ein Auslaufen von Kraftstoff bei Dachlage des Fahrzeugs, beispielsweise als Unfall^folge verhindert, indem die beiden getrennt und unabhängig voneinander ange-

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ordneten Sperrglieder die Mündungsöffnungen verschließen, womit eine zusätzliche Sicherheit gewährleistet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung reicht das Volumenausgleichsgefäß mit seinen Stirnseiten bis nahezu an die BehälterStirnwände heran, wodurch große im Behälter anfallende Gasmengen schnell in die Atmosphäre abführbar sind und angesammelte Kraft st off le clan eng en diesen Druckausgleich nicht beeinträchtigen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann aus Gründen der Sicherheit das Volumenausgleichsgefäß mit Entlüftungsleitungen versehen sein, die an entgegengesetzten BehälterStirnwänden in den Behälterinnenraum einmünden und von ihren Einmündungen aus an eine entgegengesetzte Gefäßstirnseite weggeführt sind, an der sie in das Volumenausgleichsgefäß einmünden, so daß auch bei einem unerwünschten Verschluß einer oder beider Gefäßöffnungen noch eine Behälterentlüftung erfolgen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Entlüftungsleitungen an ihren Einmündungen in den Behälterinnenraum gegenüber ihren Einmündungen in das Volumenausgleichsgefäß geneigt angeordnet, wodurch der bei Schräglagen des Kraftstoffspiegels in die Entlüftungsleitungen eingedrungene Kraftstoff schnell in den Behälterinnenraum zurückfließen kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Volumenausgleichsgefäß mit einem unterhalb seines Gefäßbodens mittig angeformten Zusatzraum versehen, der ein größeres Volumen als das des Volumenausgleichsgefäßes aufweist. Dadurch kann der bei Dachlage über die Entlüftungsleitungen in den Gefäßinnenraum eingedrungene und das Gefäß füllende Kraftstoff bei anschließender Seitenlage des Fahrzeuges im Inneren des Volumenausgleichsgefäßes bis unterhalb des Niveaus der atmosphärischen Ausgleichs-

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leitung zurückfließen. Der Zusatzraum ist dabei so bemessen, daß er bei optimaler Gefäßfüllung ein Auslaufen des Kraftstoffes aus der Ausgleichsleitung ins Freie verhindert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Entlüftungsleitungen mit dem Volumenausgleichsgefäß einstückig ausgeführt. Dabei sind die Entlüftungsleitungen durch Abquetschen aus dem Volumenausgleichsgefäß ausgeformt. Durch diese Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise und ohne zusätzlichen Montageaufwand herzustellen.

Eine weitere vereinfachte Ausfuhrungsform ist durch Fortfall der Entlüftungsleitungen möglich, wodurch die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet bleibt.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den oberen Bereich eines Kraftstoffbehälters mit einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt,

Fig. 2 die Draufsicht einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt den oberen Bereich eines in Einbaulage quer zur Fahrzeuglängsachse liegenden Kraftstoffbehälters 1, in dessen Behälterinnenraum 2 ein langgestrecktes, insbesondere rohrförmiges Volumenausgleichsgefäß 3 befestigt ist, das sich dicht unter dem oberen Wandungsteil 4 des Kraftstoffbehälters 1 entlang erstreckt und mit seinen Stirnseiten 5 und 6 nahezu bis an die BehälterStirnwände 7 und 8 heranreicht. Die Stirnseiten 5 und 6 des Gefäßes sind jeweils mit einer Einstecköffnung 9 und 10 für eine Entlüftungsleitung 11 und 12 versehen. Jede der Entlüftungsleitungen 11 und 12 endet dabei einerseits außerhalb des Volumenausgleichsgefäßes 3 nahe einer Behälterstirnwand

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bzw. 8 und andererseits innerhalb des VoIumenausgleichegefäßes 3 nahe einer Gefäßstirnseite 5 bzw. 6. Ein innerhalb des Volumenausgleichsgefäßes liegendes Leitungsende 13 bzw. lk liegt dabei, bezogen auf die Einbaulage des Kraftstoffbehälters 1, jeweils höher als ihr in den Behält er innenraum 2 ausmündendes Leitungsende 15 bzw. l6. Unterhalb der Einstecköffnungen 9 und 10 sind die Gefäßstirnseiten 5 und 6 mit einer weiteren Öffnung 17 und l8 versehen, in die jeweils ein Rohrstutzen 19 und 20 eingebracht ist, deren Öffnungen 2l und 22 jeweils ein Sperrglied 23 und 24 zugeordnet ist. Das Sperrglied 23 bzw. 24 besteht dabei aus einem kegelförmig ausgebildeten Schließelement 25 bzw. 26, das mit einem lose in den Behälterinnenraum 2 herabhängenden in Richtung der Behälterstirnwände 7 bzw. 8 abgewinkelten Pendel 27 bzw. 28 verbunden und über eine Halterung 29 bzw. 30 am Volumenausgleichsgefäß 3 schwenkbar befestigt ist. Der Schwenkbereich der Sperrglieder 23 und lh. ist dabei durch Anschläge 31 und 32 begrenzt. Anstelle der abgewinkelten Pendel können sie auch gekröpft ausgebildet oder vorgespannt angeordnet sein.

Die Schließelemente 25 und 26 der Sperrglieder können auch direkt den Gefäßöffnungen 17 und l8, die auch oberhalb der Einstecköffnungen 9 und 10 angeordnet sein können, zugeordnet sein. Ebenso können die Sperrglieder auch über die Halterungen an den Behälterstirnwänden 7 und 8 befestigt sein.

Ferner weist das Volumenausgleichsgefäß eine mittig angeordnete Leitung 33 auf, die durch das obere Wandungsteil 4 des Kraftstoffbehälters 1 hindurch mit der Atmosphäre verbunden ist. Diese Leitung 23 kann zusätzlich mit einem im Dereich ihrer Einmündung in das Gefäß angeordneten Ventil versehon sein.

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BAD ORiGINAL

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Unterhalb des Gefäßbodens ^k ist das Volumenausgleichsgefäß 3 mit einem mittig angeformten etwa quaderförmigen Zusatzraum 35 versehen.

Bei 36 ist der Kraftstoffspiegel im Ruhezustand des Kraftstoffbehälters, bei 37 in einer Schräglage und bei 38 in einer Seitenlage dargestellt.

^T.iTird zum Beispiel eine Linkskurve durchfahren, so nimmt der Kraftstoffspiegel unter Einfluß von Flieh- bzw. Massekräften die Schräglage 37 ein. Gleichzeitig verschließt dabei das Sperrglied 2k unter dem Flüssigkeitsdruck die kraftstoffseitige Öffnung 22 des Volumenausgleichsgefäßes 3· Das Pendel 28 ist dabei so ausgebildet, daß es bereits bei Wirksamwerden geringer Fließ- bzw. Massekräfte diese Öffnung verschließt, so daß kein Kraftstoff über diese Öffnung 22 in das Innere des Gefäßes 3 eindringen kann. Das wird noch dadurch begünstigt, daß das Sperrglied 2k durch den Anschlag 32 in seinem Bewegungsweg begrenzt ist, wodurch die Schließzeit des Sperrgliedes 2k verkürzt wird. Mit gleichzeitigem Schließen der Öffnung 22 gibt das Sperrglied 23 an der gegenseitigen Gefäßstirnseite die Öffnung 21 frei, über die, wie auch über das in den Behälterinnenraum 2 mündende Leitungsende 15 der Entlüftungsleitung 11, ein Überdruck im 3ehälterinnenraum über die mit der Atmosphäre verbundene Ausgleichsleitung entweicht.

Beim anschließenden Durchfahren einer Rechtskurve verschließt das Sperrglied 23 die Öffnung 21, während das Sperrglied 2k die bei Linkskurven verschlossene Öffnung wieder freigibt.

Der bei Schräglagen des Kraftstoffbehälters über das kraftstoffseitige Leitungsende 15 bzw. l6 in die Entlüftungsleitung 11 bzw. 12 eingedrungene Kraftstoff läuft bei wechselseitiger Kurvenfahrt oder Geradeausfahrt des Kraftfahrzeuges wieder in den Behälterinnenraum 2 zurück, was

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ciurch clie geneigte Anordnung der Entlüftungsleitungen 11 und 12 noch begünstigt wird.

Befindet sich der Kraftstoffbehälter 1 in Dachlage, verschließen beide Sperrglieder 23 und 2k die Öffnungen 21 und 22 des Gefäßes 3t so daß nur Kraftstoff über die Leitungsenden 15 und l6 der Entlüftungsieitungen 11 und 12 in das Volumenausgleichsgefäß 3 eindringen kann. Die atmosphärenseitige Mündung der Ausgleiciisleitung 33 befindet sich dabei über dem Kraftstoff spiegel des Behälters 1, so daß ein Auslaufen von Kraftstoff dabei ausgeschlossen ist. Ferner kann die Leitung 33 auch durch ein Ventil verschlossen werden, noch bevor Kraftstoff in diese eindringen kann. Nimmt der Kraftstoffbehälter anschließend eine Seitenlage bei einem Kraftstoff spiegel "}& ein, gibt das Sperrglied 23 die Öffnung 21 frei, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Behälterinnenraum 2 und der Atmosphäre erfolgt, so daß der bei Dachiage in das Gefäß 3 eingelaufene Kraftstoff in dem Gefäß und dem Zusatzraum 35 bis unter das Niveau der Ausgleichsleitung 33 absinkt, wodurch ein Auslaufen von Kraftstoff vermieden wird.

Der Zusatzraum 35 ist dabei so bemessen, daß bei maximaler Gefäßfüllung ein Auslaufen von Kraftstoff in die Atmosphäre verhindert wird.

Bei anschließender Normallage des Kraftstoffbehälters erfolgt das Zurückfließen des Kraftstoffes wie vorstehend bei Kurvenfahrt beschrieben.

Diese Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern ist auch bei Auftreten größtmöglicher Entlüftungsgasmengen zuverlässig und wirksam.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern in Draufsicht dargestellt, bei der die Entlüftungsleitungen 11 und 12 durch je eine Abquetschung aus einem im wesentlichen rohrförmigen Volumeriausgleichsgefäß 3 ausgeformt sind, die an jeweils

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entgegengesetzten Leitungsenden 13 bzw. lk eine offene Verbindung zum Inneren des Volumenausgleichsgefäßes 3 aufweisen, während ihre gegenseitigen Leitungsenden 15 bzw. l6 in Nähe der Behälterstirnwände des nicht dargestellten Kraftstoffbehälters in den Behälterinnenraum 2 einmünden. An die Stirnseiten 5 und 6 des Gefäßes 3 sind Rohrstutzen 19 und 20 angeformt, deren Öffnungen 21 und 22 jeweils ein Sperrglied 23 und 2^ιί zugeordnet ist.

Die Wirkungsweise ist hierbei die gleiche wie für Fig. 1 beschrieben.

In den vorstehend aufgezeigten und beschriebenen Beispielen kann die Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern auch ohne Anordnung der Entlüftungsleitungen ausgeführt sein. Dabei erfolgt der Druckausgleich zwischen dem Behälterinnenraum und dem mit der Atmosphäre verbundenen Volumenausgleichsgefäß nur über die Öffnungen des VoIumenausgleichsgef äßes. Ein Auslaufen von Kraftstoff ist auch hierbei in allen Lagezuständen des Kraftstoffbehälters und bei allen anfallenden Gasmengen wirksam vermieden.

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Claims

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Ansprüche

Vorrichtung zum Entlüften von Kraftstoffbehältern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit im oberen Bereich des Behälterinnenraumes angeordnetem Volumenausgleichsgefäß, das über eine Ausgleichsleitung mit der Atmosphäre verbunden und mit Verbindungen zum Behälterinnenraum versehen ist, die durch massekx-aftabhängig verstellbare Sperrglieder verschließbar sind und je eine im Bereich der in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden BehälterStirnwände liegende Mündungsöffnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (23 bzw. 2k) jeweils der Mündungsöffnung ( 17 bzw. l8) zugeordnet und dieser vom Behälterinnenraum (2) ausgehend vorgelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenausgleichsgefäß (3) mit seinen Stirnseiten (5 bzw. 6) bis nahezu an die BehälterStirnwände (7 bzw. 8) heranreicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenausgleichsgefäß (3) mit Entlüftungsleitungen (11 bzw. 12) versehen ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitungen (ll bzw. 12) an entgegengesetzten BehälterStirnwänden (7 bzw. 8) in den Behälterinnenraum (2) einmünden und von ihren Einmündungen aus an eine entgegengesetzte Gefäßstirnseite (5 bzw. 6) weggeführt sind, an der sie in das Volumenausgleichsgef.^äß (3) einmünden.

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5« Vorrichtung nach Anspruch ^t, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitungen (ll bzw. 12) an ihren Einmündungen in den Behälterinnenraum (2) gegenüber ihren Einmündungen in das Volumenausgleichsgefäß (3) geneigt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenausgleichsgefäß

(3) mit einem unterhalb seines Gefäßbodens (3^) mittig angerformten Zusatzraum (35) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzraum (35) ein größeres Volumen als das des Volumenausgleichsgefäßes (3) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7f dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitungen (ll bzw. 12) mit dem Volumenausgleichsgefäß (3) einstückig ausgeführt sind.

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