DE3605893C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in der Hauptsache für Kraftfahrzeuge verwendeten Kraftstoffbehälter und insbeson­ dere auf eine Ausbildung eines solchen Kraftstoffbehäl­ ters um zu verhindern, daß Kraftstoff bzw. Kraftstoffdampf während des Einfüllens von Kraftstoff zur Außenluft hin entweicht.

Wenn ein von einer Brennkraftmaschine, z.B. einem Ottomotor, angetriebenes Kraftfahrzeug aufgetankt wird, dann wird der das Kraftstoffzuleitungsrohr zum Kraftstofftank verschlie­ ßende Deckel abgenommen und eine Kraftstoffzapfpistole in das Zuleitungsrohr eingeführt. Wenn der Kraftstoffspiegel im Tank niedrig ist, so ist jedoch in dem Raum oberhalb des Kraftstoffspiegels im Tank ein großes Volumen an unter geringerem Druck stehendem Kraftstoffdampf vorhanden. Bei Abnehmen des Deckels entweicht der im Tank enthaltende Kraftstoffdampf, womit die Außenluft (Atmosphäre) verunreinigt wird. Auch trifft bei Einfüllen des Kraftstoffs in den Tank der Kraftstoff auf im Tank befindlichen Kraftstoff schlagartig auf, so daß Blasen erzeugt werden, die ebenfalls zur Außen­ luft entweichen und eine Luftverschmutzung hervorrufen.

Um ein Entweichen von Kraftstoff bzw. Kraftstoffdampf aus dem Tank nach außen und eine Luftverschmutzung zu verhin­ dern, wurde eine Kraftstoffdampf-Auffangvorrichtung vorge­ schlagen, wobei der eigentliche Kraftstofftank mit einem ersten sowie zweiten Kanister, die Kraftstoffdampf absor­ bieren, in Verbindung steht. Nahe dem Kraftstoffeinlauf des Tanks ist ein Umschaltventil vorgesehen, das bei Ein­ führen einer Zapfpistole einen der Einlässe des ersten und zweiten Kanisters mit dem Kraftstoffeinlauf verbindet, und zwar üblicherweise mit dem ersten Kanister. Bei Betäti­ gung des Umschaltventils durch Einführen der Zapfpistole in den Kraftstofftank verbindet es den Kraftstoffeinlauf mit dem zweiten Kanister (JP-GM-Veröffentlichung Nr. 59 10 377)

Wenn bei dieser Auffangvorrichtung für Kraftstoffdampf, die den ersten und zweiten Kanister aufweist, das Kraft­ stoffvolumen im Tank auf Grund eines Temperaturanstiegs eine Ausdehnung erfährt, dann fließt, weil beide Kraft­ stoffdampfabfuhröffnungen, die mit dem ersten sowie zweiten Kanister verbunden sind, auf gleicher Höhe angeordnet sind, der flüssige Kraftstoff in den ersten Kanister, womit des­ sen Absorptionsleistung oder -fähigkeit drastisch vermin­ dert wird.

Das Ziel der Erfindung ist es, einen Kraftstoffbehälter zu schaffen, bei dem ein Fließen von flüssigem Kraftstoff in einen ein Absorptionsmittel enthaltenden Kanister auch bei einer Volumenvergrößerung des Kraftstoffs im Kraftstoff­ tank verhindert und damit eine Verminderung der Absorptions­ leistung des Kanisters unterbunden wird.

Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffbehälter vorgesehen, der umfaßt: einen Kraftstofftank, ein am Tank befestigtes Kraftstoffzuleitungsrohr, einen ersten, mit einem ersten Kraftstoffdampfauslaß des Tanks durch einen ersten Kraft­ stoffdampfkanal verbundenen Kanister, wobei der erste Kraft­ stoffdampfkanal mit einem in ihn eingegliederten Umschalt­ ventil versehen ist, das bei einer Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoffzuleitungsrohr geöffnet wird, und einen zwei­ ten Kanister, der mit einem zweiten Kraftstoffdampfauslaß des Kraftstofftanks über einen zweiten Kraftstoffdampfkanal mit einem darin befindlichen Rückschlagventil, das geöffnet wird, wenn der Druck innerhalb des Kraftstofftanks einen vorbestimmten Wert überschreitet, verbunden ist. Hierbei ist eine erste Dampfabfuhröffnung des ersten Kraftstoff­ dampfauslasses tieferliegend angeordnet als eine zweite Dampfabfuhröffnung des zweiten Kraftstoffdampfauslasses und ist der zweite Kraftstoffdampfauslaß mit einem Rückschlag­ ventil versehen, das bei Überschreiten eines vorbestimm­ ten Druckwerts im Kraftstofftank öffnet.

In bevorzugter Weise wird der vorbestimmte Öffnungsdruck­ wert des Rückschlagventils auf den Druck eingestellt, bei dem der Kraftstoff im Tank bis zur Höhe des Kraftstoffein­ laufs des Kraftstoffzuleitungsrohres ansteigt. Ferner ist ein das Kraftstoffzuleitungsrohr mit dem Kraftstofftank verbindendes Druckregelrohr vorhanden, dessen Kraftstoff­ dampfabfuhröffnung auf der gleichen Höhe wie oder gering­ fügig tiefer als die erste Kraftstoffdampfabfuhröffnung des ersten Kraftstoffdampfauslasses angeordnet ist. Das Kraftstoffzuleitungsrohr ist mit einer inneren Pistolenfüh­ rung für das Einführen einer Zapfpistole ausgestattet, und diese Führung ist an ihrem innenliegenden Ende mit einer Absperrklappe versehen, die nur dann geöffnet wird, wenn die Zapfpistole in das Zuleitungsrohr eingeführt ist. Die Absperrklappe ist mit dem Umsteuerventil gekoppelt, so daß das Umsteuerventil zusammen mit einem Öffnen der Absperrklappe geöffnet wird, um den Kraftstofftank mit dem ersten Kanister strömungsmittelseitig, d.h. in bezug auf eine Kraftstoffdampfableitung, zu verbinden.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt des Hauptteils bei der ersten Ausführungsform in deren Ruhestellung;

Fig. 3 einen zu Fig. 2 gleichartigen Längsschnitt mit in das Kraftstoffzuleitungsrohr eingesetzer Kraft­ stoffzapfpistole;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung;

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei sich von einem Kraftstofftank 1 ein an diesem befestigtes Kraftstoffzuleitungsrohr 2 schräg aufwärts erstreckt und an dessen oberem Ende ein Kraftstoffeinlauf 4 ausgebildet ist, der von einem Deckel 3 verschlossen ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird der dem Kraftstoff­ einlauf 4 benachbarte Teil beschrieben.

Am Kraftstoffeinlauf 4 ist eine obere Pistolenführung 5 angebracht, die mit einem seitlich versetzten zylindrischen Pistoleneinführkanal 6 von verringertem Durchmesser ausge­ stattet ist, dessen zum Deckel 3 hin gerichteter oberer Teil 7 trichterförmig ausgestaltet ist und die obere Pisto­ lenführung 5 am Zuleitungsrohr 2 festhält. Mit Abstand zum Pistoleneinführkanal 6 ist unter diesem eine untere Pistolen­ führung 8 angeordnet, die einen zylindrischen Pistolenein­ führkanal 9 von gleichem Durchmesser wie der obere Einführ­ kanal 6 umfaßt und mittels eines Haltesteges 10 an der In­ nenwand des Kraftstoffzuleitungsrohres 2 befestigt ist.

Zwischen dem oberen sowie unteren Pistoleneinführkanal 6 und 9 ist eine zylindrische Dichtungsröhre 11 aus nachgie­ bigem Material, z.B. Gummi, angeordnet, die eng an die Einführkanäle 6 sowie 9 an deren unterem bzw. oberem Ende angepaßt und daran durch Klemmen oder Schellen befestigt ist. Die Dichtungsröhre 11 ist in ihrem mittigen, zu den Einführkanälen 6 und 9 beabstandeten Teil mit einer ein­ wärts vorspringenden Wandverdickung 13 versehen, deren In­ nendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmes­ ser einer Zapfpistole ist.

Am unteren Ende der unteren Pistolenführung 8 ist eine Ab­ sperrklappe 14 angebracht, die von der in diese Pistolen­ führung 8 eingeführten Stirnfläche der Zapfpistole nach unten gedrückt und geöffnet wird. Die Absperrklappe 14 ver­ schließt normalerweise den Einführkanal 9 unter dem Druck einer Feder 15, wenn der Kraftstoffeinlauf 4 vom Deckel 3 abgeschlossen ist.

Benachbart zur Absperrklappe 14 ist ein Umschaltventil 16 angeordnet, das in Abhängigkeit vom Öffnen und Schließen der Absperrklappe 14 in bezug auf sein Öffnen und Schließen gesteuert wird. Das Umschaltventil 16 drückt normalerweise durch eine Feder 17 einen Ventilschaft 18 abwärts, so daß durch eine Ventildichtung 19 eine Verbindung zwischen einem Durchtritt 20 zum Kraftstofftank 1 und einem Durchtritt 21 zu einem Kanister 25 unterbunden wird. Die Absperrklappe 14 ist mit einem Schwenkarm 22 versehen, der am Ventilschaft 18 angreift, wenn die Klappe 14 um ihren Schwenkzapfen 23 gedreht wird.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Kraftstofftank 1 mit einem ersten Kraftstoffdampfauslaß 24 an seiner oberen Wandfläche verse­ hen, der mit einem ersten Kanister 25 über einen die Durch­ tritte 20 und 21 umfassenden ersten Kraftstoffdampfkanal in Verbindung ist. Dieser erste Kanister 25 enthält ein Kraftsoffabsorbens, z.B. Aktivkohle, und dient ausschließ­ lich dazu, den Kraftstoffdampf zu absorbieren, wenn Kraft­ stoff in den Tank eingefüllt wird.

Der Tank 1 weist des weiteren an seiner oberen Wandfläche einen zweiten Kraftstoffdampfauslaß 26 auf, der über einen zweiten Kraftstoffdampfkanal, in dem ein Rückschlagventil 27 liegt, mit einem dem ersten Kanister 25 gleichartigen zweiten Kanister 28 verbunden ist, der normalerweise dazu dient, den Kraftstoffdampf im Tank 1 zu absorbieren.

Der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 27 wird auf einen Druck von etwa 24,5-34,3 mbar festgesetzt. Dadurch wird bei Füllen des Tanks 1 verhindert, daß der Kraftstoff durch das Rückschlagventil 27 drückt, bis er zur Höhe des Kraft­ stoffeinlaufs 4 des Zuleitungsrohres 2 vom Flüssigkeits­ pegel im Tank 1 aufsteigt. Damit wird eine Dampfströmung durch das Rückschlagventil 27 während des Einfüllens von Kraftstoff unterbunden.

Am unteren Ende des ersten Kraftstoffdampfauslasses 24 ist eine erste Dampfabfuhröffnung 24 a angeordnet, die eine nie­ drigere Höhenlage hat als eine zweite Dampfabfuhröffnung 26 a am zweiten Kraftstoffdampfauslaß 26.

Das Kraftstoffzuleitungsrohr 2 ist mit einem von ihm bei­ spielsweise unterhalb des Umschaltventils 16 abzweigenden Druckregelrohr 29 versehen, das sich parallel zum Zulei­ tungsrohr 2 erstreckt und in den Tank 1 mündet. Eine Dampf­ abfuhröffnung 29 a am unteren Ende des Druckregelrohres 29 liegt auf der gleichen Höhe wie oder geringfügig tiefer als die erste Dampfabfuhröffnung 24 a.

Die Fig. 1 zeigt den Kraftstofftank im Normalzustand, d.h., wenn das Fahrzeug fährt oder stillsteht. Der vom Tank 1 aufsteigende Kraftstoffdampf wird über den zweiten Kraft­ stoffdampfauslaß 26 und das Rückschlagventil 27 zum zweiten Kanister 28 geführt und dort absorbiert. Im ersten Kanister 25 findet in dieser Zeit keine Absorption statt, weil das Umschaltventil 16 geschlossen ist.

Die Fig. 3 zeigt den Zustand, wobei eine Kraftstoffzapf­ pistole 30 in das Kraftstoffzuleitungsrohr 2 eingeführt ist. Nach Abnehmen des Deckels 3 vom Kraftstoffeinlauf 4 wird die Zapfpistole 30 in die Pistoleneinführkanäle 6 und 9 eingesetzt. Hierbei legt sich die Dichtungsröhre 11 mit ihrer Wandverdickung 13 eng an die Außenfläche der Zapf­ pistole 30 an. Da die Dichtungsröhre 11 leicht nach außen hin gedehnt wird, kommt sie mit der Zapfpistole 30 nachgie­ big in dichte Anlage, so daß das Innere des Tanks 1 gegen die Außenluft völlig abgeschlossen wird. Wenn die Zapfpi­ stole 30 gänzlich in das Zuleitungsrohr 2 eingeführt wird, dann wird von der Stirnseite der Zapfpistole die Absperr­ klappe 14 niedergedrückt und um ihren Schwenkzapfen 23 geschwenkt, wie Fig. 3 zeigt. Durch die Schwenkbewegung der Absperrklappe 14 wird der Pistoleneinführkanal 9 der unteren Pistolenführung 8 geöffnet, womit der Kraftstoff­ einlauf 4 mit dem Inneren des Tanks 1 verbunden wird und folglich Kraftstoff in den Tank 1 eingeführt werden kann. Mit der Schwenkbewegung der Absperrklappe 14 wird auch deren Schwenkarm 22 verschwenkt, der mit dem Ventilschaft 18 des Umsteuerventils 16 in Eingriff ist, so daß dieser Schaft 16 gegen die Kraft der Feder 17 gezogen und somit der Durch­ tritt 20 mit dem Durchtritt 21 verbunden wird, wie Fig. 3 zeigt. Demzufolge werden sowohl der im Tank 1 erzeugte Kraftstoffdampf wie der durch das Auftreffen des einlaufen­ den Kraftstoffs auf den im Tank 1 enthaltenen Kraftstoff erzeugte Kraftstoffdampf von der Aktivkohle im ersten Ka­ nister 25 absorbiert. Auf diese Weise wird ein Austreten von Kraftstoffdampf zur Außenluft hin während des Füllvor­ gangs verhindert.

Der Kraftstoff wird in den Tank 1 bis zu der in Fig. 1 strich-punktiert angegebenen Linie eingefüllt. Der oberhalb dieser Linie liegende Raum dient der Aufnahme des auf Grund eines Temperaturanstiegs im Tank 1 sich erweiternden Volu­ mens des Kraftstoffs.

Wenn sich der Kraftstoff im Tank 1 auf Grund der Sonnenein­ strahlung auf das Fahrzeug oder der Wärme der Motorabgase ausdehnt, dann steigt der Kraftstoffspiegel an. Da jedoch zwischen der zweiten Dampfabfuhröffnung 26 a und dem Kraft­ stoffspiegel ein Raum vorhanden ist, strömt nur der in die­ sem Raum enthaltene Kraftstoffdampf in den zweiten Kanister 28, während der flüssige Kraftstoff nicht dorthin gelangt. Wenn nun hierbei flüssiger Kraftstoff in den ersten, tiefer als der zweite Kraftstoffdampfauslaß 26 liegenden Kraft­ stoffdampfauslaß 24 eintritt, so wird dieser Kraftstoff, weil der erste Kraftstoffdampfkanal durch das Umschalt­ ventil 16 geschlossen ist, an einem Fließen in den ersten Kanister 25 gehindert.

Weil ferner das Kraftstoffzuleitungsrohr 2 mit dem Kraft­ stofftank 1 durch das Druckregelrohr 29 verbunden ist, wird der obere Teil des Zuleitungsrohres 2 auf dem gleichen Druck wie der Tank 1 gehalten, d.h. nahezu auf Atmosphärendruck. Auf diese Weise wird im Kraftstoffzuleitungsrohr 2 ein Unterdruck nicht erzeugt, so daß der Kraftstoff an einer Blasenbildung gehindert ist, womit der Füllvorgang nicht gestört und beeinträchtigt wird.

Bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung weist die Oberfläche des Kraftstofftanks 1 eine Abstufung, d.h. einen Höhenunterschied, auf. Der erste Kraftstoffdampfauslaß 24 hat seine Öffnung 24 a in der Deck­ fläche 31 des tieferen Wandteils, während die Öffnung 26 a des zweiten Kraftstoffdampfauslasses 26 in der Deckfläche 32 des höheren Wandteils liegt. Das untere Ende des Druckre­ gelrohres 29 durchsetzt ebenfalls die Deckfläche 31 des tieferen Wandteils.

Da bei dieser Anordnung die erste Dampfabfuhröffnung 24 a tiefer als die zweite Dampfabfuhröffnung 26 a angeordnet ist, wird ein Fließen des flüssigen Kraftstoffs in den zwei­ ten Kanister 28 verhindert.

Weil gemäß der Erfindung die mit dem ersten Kanister, der den Kraftstoffdampf nur während des Einfüllvorgangs von Kraftstoff absorbiert, verbundene Dampfabfuhröffnung tiefer als die mit dem zweiten Kanister, der normalerweise den Kraftstoffdampf absorbiert, verbundene Dampfabfuhröffnung angeordnet ist und weil das Rückschlagventil zwischen dem zweiten Kanister sowie dem Kraftstofftank liegt, wird, wenn sich der in den Tank eingefüllte Kraftstoff ausdehnt, der flüssige Kraftstoff an einem Fließen in den zweiten Kanister gehindert, womit die Verringerung in der Absorp­ tionsfähigkeit oder -leistung dieses Kanisters ausge­ schaltet werden kann.

Claims (4)

1. Kraftstoffbehälter mit einem Kraftstofftank, mit einem am Tank befestigten Kraftstoffzuleitungsrohr, mit einem mit einem ersten Kraftstoffdampfauslaß des Kraftstoff­ tanks über einen ersten Kraftstoffdampfkanal verbunde­ nen ersten Kanister, wobei der erste Krafststoffdampf­ kanal mit einem den ersten Kanister mit dem ersten Kraftstoffdampfauslaß bei Einführen einer Kraftstoff­ zapfpistole in das Kraftstoffzuleitungsrohr verbinden­ den Umschaltventil ausgestattet ist, so daß der erste Kanister den im Tank befindlichen Kraftstoffdampf nur während des Einfüllvorgangs von Kraftstoff absorbiert, und mit einem mit einem zweiten Kraftstoffdampfauslaß des Kraftstofftanks über einen zweiten Kraftstoffdampf­ kanal verbundenen zweiten Kanister, der normalerweise im Krafstofftank befindlichen Kraftstoffdampf absor­ biert, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Dampf­ abfuhröffnung (24 a) des ersten Kraftstoffdampfauslasses (24) tiefer als eine zweite Dampfauslaßöffnung (26 a) des zweiten Kraftstoffdampfauslasses (26) angeordnet ist und daß der zweite Kraftstoffdampfauslaß mit einem Rückschlagventil (27) versehen ist, das bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckwerts im Kraftstofftank (1) öffnet.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der vorbestimmte Öffnungsdruckwert des Rück­ schlagventils (27) auf einen Druck eingestellt ist, bei dem der Kraftstoff im Kraftstofftank (1) bis zur Höhe des Kraftstoffeinlaufs (4) des Kraftstoffzulei­ tungsrohres (2) steigt.

3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Kraftstoffzuleitungsrohr (2) mit dem Kraftstofftank (1) verbindendes Druckregel­ rohr (29) vorhanden ist, dessen Dampfabfuhröffnung (29 a) auf gleicher Höhe wie oder geringfügig tiefer als die erste Kraftstoffdampfabfuhröffnung (24 a) des ersten Kraftstoffdampfauslasses (24) angeordnet ist.

4. Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffzuleitungsrohr (2) mit einer inneren Pistolenführung (5, 8) für das Einführen einer Kraftstoffzapfpistole (30) versehen ist und daß die Pistolenführung an ihrem innenliegenden Ende mit einer Absperrklappe (14) ausgestattet ist, die nur bei eingeführter Zapfpistole (30) in ihre Offen­ stellung gelangt und mit dem Umschaltventil (16) gekop­ pelt ist, so daß das Umschaltventil zusammen mit der Öffnung der Absperrklappe in seine Offenstellung gelangt und zwischen dem Kraftstofftank (1) sowie dem ersten Kanister (25) eine Strömungsverbindung herstellt.