-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Tankdrucksteuersystem und insbesondere
ein Gerät
zum Regulieren der Abgabe von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus einem Kraftstofftank. Um genau zu
sein, die vorliegende Erfindung betrifft ein Tankentlüftungsgerät, das sich
schnell und automatisch im richtigen Augenblick schließt, um die
Abgabe von aufgewühltem
flüssigem
Kraftstoff aus dem Tank und Überfüllung des
Tanks zu verhindern.
-
Während Kurvenfahrt
und Fahrzeugdynamik wird der flüssige
Kraftstoff innerhalb eines Kraftstofftanks eines Fahrzeugs häufig aufgewühlt, so
dass der flüssige
Kraftstoff dazu veranlasst wird, sich mit einer Spritzbewegung innerhalb
des Kraftstofftanks des Fahrzeugs zu bewegen. Flüssiger Kraftstoff kann zudem
in Erwiderung auf andere Typen von Fahrzeugbewegungen zusätzlich zur
Kurvenfahrt in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs herumspritzen.
-
Fahrzeugkraftstofftanks
beinhalten Entlüftungsgeräte zum Regulieren
der Abgabe von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus dem Innenbereich des Kraftstofftanks.
Solch ein Entlüftungsgerät ist häufig in
einer Öffnung
montiert, die in der oberen Wand des Fahrzeugkraftstofftanks ausgebildet
ist, und könnte
dem aufgewühlten
flüssigen
Kraftstoff ausgesetzt sein, der während der Kurvenfahrt oder während einer
anderen Bewegung des Fahrzeugs innerhalb des Kraftstofftanks des
Fahrzeugs herumgespritzt wird.
-
Ein
solches Entlüftungsgerät wird im
Französischen
Patent Nr.
FR2750656 offenbart.
Die in diesem Patent offenbarte Vorrichtung ist ein durch die Schwerkraft
betätigtes
Ventil, das so gestaltet ist, dass es sich schließt, wenn
der Kraftstofftank ungedreht wird. Das Ventil würde jedoch wie oben beschrieben
dem aufgewühlten
flüssigen
Kraftstoff ausgesetzt sein.
-
Erfindungsgemäß wird ein
Tankentlüftungssteuersystem
bereitgestellt, umfassend einen Ventilbehälter, der so ausgebildet ist,
dass er eine innere Kammer aufweist, die einen Kammereinlass und
einen Kammerauslass aufweist, und so zurechtgemacht ist, dass er
in einem Fahrzeugkraftstofftank befestigt werden kann, um Kraftstoffdampf
aus dem Fahrzeugkraftstofftank durch die innere Kammer und ein Ventil
zu entlüften,
das so positioniert ist, dass es sich in der inneren Kammer befindet
und zwischen einer geöffneten
Position, die Kraftstoffdampf aus dem Fahrzeugkraftstofftank durch
den Kamerauslass über
die innere Kammer entlüftet,
eine geschlossene Position, die den Kamerauslass verschließt, und
eine dazwischen befindliche Schnappverschlussposition bewegt, die
sich dazwischen befindet, wobei das Ventil eine äußere Wand beinhaltet, der Ventilbehälter eine
obere innere Wand beinhaltet, die so positioniert ist, dass sie
eine Begrenzung der inneren Kammer definiert und mit der äußeren Wand
des Ventils bei Bewegung des Ventils in der inneren Kammer von einer
geöffneten
Position zur Schnappverschlussposition in Eingriff kommt, so dass
die innere Kammer in einen unteren Bereich, der mit dem Kammereinlass
in Verbindung steht und unter Druck stehenden Kraftstoffdampf aus
dem Fahrzeugkraftstofftank enthält,
und einen oberen Bereich aufgeteilt wird, der mit der Atmosphäre über den
Kammerauslass in Verbindung steht, so dass die Bildung eines Druckunterschieds
zwischen dem unteren und oberen Bereich der inneren Kammer ermöglicht wird,
so dass das Ventil bei der schnellen Bewegung aus der Schnappverschlussposition
zur geschlossenen Position unterstützt wird, während im unteren Bereich bestehender Druck
größer ist
als im oberen Bereich bestehender Druck.
-
Sowie
das Ventil infolge des Anstiegs des Pegels des flüssigen Kraftstoffs
und/oder Neigung des Ventilbehälters
in der inneren Kammer nach oben bewegt wird, erreicht das Ventil
eine „Schnappverschlussposition", die sich zwischen
der geöffneten und
der geschlossenen Position befindet. An diesem Punkt kommt die äußere Wand
des Ventils mit einer oberen inneren Wand in Eingriff, die eine
Begrenzung der inneren Kammer definiert, so dass die innere Kammer
in einen unteren Bereich, der mit dem Kammereinlass in Verbindung
steht und unter Druck stehenden Kraftstoffdampf aus dem Fahrzeugkraftstofftank
enthält,
und einen oberen Bereich, der über
den Kammerauslass mit der Atmosphäre in Verbindung steht, untergliedert
wird. Wenn die innere Kammer einmal untergliedert ist, wird infolge
des Eintritts von unter Druck stehendem Kraftstoffdampf (aus dem Kraftstofftank)
in den unteren Bereich und Entwicklung von atmosphärischen
Bedingungen mit vergleichsweise niedrigem Druck (von der Atmosphäre) im entlüfteten oberen
Bereich ein „Druckdifferential" zwischen dem unteren
und oberen Bereich aufgebaut. Auf das Ventil wird als Ergebnis dieses
Druckdifferentials eine „Hebekraft" ausgeübt, so dass
die Bewegung des Ventils schnell aus der Schnappverschlussposition
zur geschlossenen Position unterstützt wird, während der im unteren Bereich
der inneren Kammer bestehende Druck größer ist als der Druck, der
im oberen Bereich der inneren Kammer vorhanden ist.
-
Zusätzliche
Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann bei Berücksichtigung
der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
ersichtlich werden, die den besten Modus zur Ausführung der
Erfindung beispielhaft darstellen, wie er derzeit erachtet wird.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnung
-
Die
detaillierte Beschreibung betrifft insbesondere die beigefügten Figuren,
wobei:
-
1 eine
schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungssteuerungsgeräts ist,
das in einem Kraftstofftank montiert ist, der flüssigen Kraftstoff enthält und einen
Einfüllstutzen
aufweist;
-
2 eine
Seitenansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 1 ist,
die das Gerät
zeigt, das einen Behälterdeckel
und einen Ventilbehälter beinhaltet;
-
3 eine
Draufsicht des Tankentlüftungssteuergeräts von 2 ist,
die den Behälterdeckel zeigt,
der eine Verschlussschale und ein Auslassrohr beinhaltet;
-
4 ist
eine Schnittansicht des Tankentlüftungssteuergeräts von den 1 bis 3,
genommen entlang der Linie 4-4 von 3, die ein
Schwimmerelement in einer abgesenkten Position innerhalb einer inneren
Kammer des Ventilbehälters
zeigt, so dass es Kraftstoffdampf im Kraftstofftank ermöglicht wird,
durch den Ventilbehälter
und um das Schwimmerelement herum zu strömen, so dass er durch einen
Tankentlüftungsauslass
austritt, der mit dem Auslassrohr verbunden ist;
-
5 eine
Ansicht ähnlich
zu 4 ist, die eine geringfügige Bewegung des Schwimmerelements
nach oben während
Spritzens von Kraftstoff im Kraftstofftank zeigt, so dass eine obere
Ecke oder Kante des Schwimmerelements in Eingriff mit einer inneren
Wand zu bewegen, die einen oberen Bereich in der inneren Kammer
des Ventilbehälters
mit vermindertem Durchmesser abgrenzt, ohne das Schwimmerelement
so zu bewegen, dass der Tankentlüftungsauslass über dem
Schwimmerelement verschlossen wird, so dass die verminderte ringförmige Flussfläche zu einem
verminderten Fluss hinter dem Schwimmerelement führt;
-
6 eine
Ansicht ähnlich
zu 5 ist, die eine weitere Bewegung des Schwimmerelements nach
oben zeigt, um den Tankentlüftungsauslass
in Erwiderung auf das Einwirken eines Drucks auf das Schwimmerelement
zu schließen,
der größer ist
als der Druck im oberen Bereich in der inneren Kammer des Ventilbehälters mit
geringerem Durchmesser;
-
7 eine
zu 4 ähnliche
Schnittansicht eines Tankentlüftungssteuerungsgeräts gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist, die ein kugelunterstütztes Verschlusselement in
einer abgesenkten Position innerhalb der inneren Kammer eines Ventilbehälters zeigt,
so dass es Kraftstoffdampf im Kraftstofftank ermöglicht wird, durch den Ventilbehälter und
um das kugelunterstützte
Verschlusselement herum zu strömen,
so dass er durch einen Tankentlüftungsauslass
austritt, der mit einem Auslassrohr des Tankentlüftungssteuerungsgeräts verbunden
ist;
-
8 eine
Ansicht ähnlich
zu 7 ist, die eine geringfügige Bewegung einer Trägheitskugel nach
oben, die innerhalb des kugelunterstützten Verschlusselements positioniert
ist, während
seitlicher Beschleunigung des Fahrzeugs zeigt, das den Kraftstofftank
enthält,
so dass eine Schulter des kugelunterstützten Verschlusselements in
Eingriff mit einer inneren Wand bewegt wird, die einen oberen Bereich in
der inneren Kammer des Ventilbehälters
mit verringertem Durchmesser abgrenzt, ohne das kugelunterstützte Verschlusselement
so zu bewegen, dass es den Tankentlüftungsauslass über dem
kugelunterstützten
Verschlusselement verschließt,
so dass verminderte ringförmige
Flussfläche
zu einem verminderten Fluss hinter dem Schwimmerelement führt;
-
9 eine
Ansicht ähnlich
zu 8 ist, die eine weitere Bewegung des kugelunterstützten Verschlusselements
nach oben zeigt, um den Tankentlüftungsauslass
in Erwiderung auf das Einwirken eines Drucks auf das kugelunterstützte Verschlusselement
zu schließen,
der größer ist
als der Druck im oberen Bereich in der inneren Kammer des Ventilbehälters mit
geringerem Durchmesser;
-
10 eine
Skizze eines anderen erfindungsgemäßen Tankentlüftungsgeräts ist;
und
-
11 eine
Ansicht einer alternativen Federposition zur Verwendung im Gerät von 10 ist.
-
Detaillierte
Beschreibung der Zeichnung
-
Eine
Ventilanordnung 10 ist in einer Öffnung 12 montiert,
die in einem Kraftstofftank 14 ausgebildet ist, der einen
Einfüllstutzen 16 aufweist,
wie es in 1 gezeigt ist, um den Fluss
von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 zu einem Dampfbehandlungsbehälter 18 oder
einem anderen Bestimmungsort außerhalb
des Tanks 14 zu regulieren. Innerhalb des Umfangs dieser
Offenbarung befindet sich, die Ventilanordnung 10 innerhalb
des Kraftstofftanks 12 zu montieren und die Ventilanordnung 10 mit
dem Behälter 18 oder
dem anderen Bestimmungsort außerhalb
unter Verwendung eines Schlauchs zu verbinden, der so positioniert
ist, dass er sich in den Kraftstofftank 12 durch eine Öffnung erstreckt,
die in einer Wand des Kraftstofftanks ausgebildet ist, und mit der
Ventilanordnung 14 verbunden ist.
-
Der
Tank 14 beinhaltet flüssigen
Kraftstoff 20, der über
den Einfüllstutzen 16 unter
Verwendung eines herkömmlichen
(nicht gezeigten) Zapfhahns in den Tank 14 eingeführt wird.
Der Zwischenraum 22 im Tank 14 über der
oberen Oberfläche 24 des
flüssigen
Kraftstoffs 20 und unterhalb der oberen Wand 26 des
Tanks 14 ist als der „Dampfraum" bekannt und enthält im Tank 14 vorhandenen
Kraftstoffdampf. Die Ventilanordnung 10 arbeitet so, dass
unter Druck stehender Kraftstoffdampf aus dem Dampfraum 22 zur richtigen
Zeit entlüftet
wird, und arbeitet zudem so, dass die unerwünschte Abgabe von flüssigem Kraftstoff 20 und
von Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 durch die Öffnung 12,
die in der oberen Wand 26 des Tanks 14 ausgebildet
ist, blockiert wird.
-
Wie
es in den 1 bis 4 gezeigt
ist, beinhaltet die Ventilanordnung 10 einen Ventilbehälter 28 und
einen Behälterdeckel 30,
der so konfiguriert ist, dass er am Oberteil des Ventilbehälters 28 montiert
wird. Der Ventilbehälter 28 beinhaltet
eine zylindrische Hülse 32,
die eine ringförmige
untere Randkante 34, eine ringförmige obere Randkante 38 und eine
ringförmige
Seitenwand 37 aufweist. Der Behälterdeckel 30 beinhaltet
eine Verschlussschale 40, einen ringförmigen Montageflansch 42,
der von der Verschlussschale 40 herabhängt, und ein Auslassrohr 44,
das mit der Verschlussschale 40 verbunden ist und so geformt
ist, dass es einen Auslassdurchgang 45 beinhaltet. Der
ringförmige
Montageflansch 42 des Behälterdeckels 30 ist
so konfiguriert, dass er mit der ringförmigen oberen Randkante 38 de
Ventilbehälters 28 und
mit einem Teil der oberen Wand 16 des Tanks 14 um
die Öffnung 12 verbunden
werden kann. Die Ventilanordnung 10 kann an Ort und Stelle an
den Tank 14 geschweißt
oder unter Verwendung einer (nicht gezeigten) O-Ringdichtung oder
einer anderen geeigneten Dichtung mit dem Tank 14 verbunden
werden.
-
Die
Ventilanordnung 10 beinhaltet ein Schwimmerelement oder
Ventil 46, das eine Basis 48 aufweist, ferner
einen Auslassverschlussnippel 49 und eine Kuppel 50,
die den Nippel 49 trägt, über der Basis 48.
Das Schwimmerelement 46 ist so bemessen, dass es in eine
innere Kammer 52 passt und sich in ihr auf und ab bewegt,
welche im Ventilbehälter 28 ausgebildet
ist, wie es beispielsweise in den 4 bis 6 gezeigt
ist, um den Fluss von flüssigem
Kraftstoff und Kraftstoffdampf aus der Kammer 52, die im
Ventilbehälter 28 ausgebildet
ist, durch den Kammerauslass 58 in den Auslassdurchgang 45,
der im Behälterdeckel 30 ausgebildet
ist, zu steuern.
-
Der
Ventilbehälter 28 beinhaltet
eine Decke 54, die so angeordnet ist, dass sie sich über der
Kammer 52 befindet, und so ausgebildet ist, dass sie eine konischen
Ventilsitz 56 enthält,
der einen Kammerauslass 58 zur Tankentlüftung definiert, der mit der
inneren Kammer 52 und dem Auslassdurchgang 45 in
Verbindung steht. Der Ventilbehälter 28 beinhaltet
ebenfalls eine Basis 60, die mit einer ringförmigen unteren
Randkante 34 der zylindrischen Hülse 32 verbunden ist
und so angeordnet ist, dass sie sich in einer das Schwimmerelement
stützenden
Position unterhalb des beweglichen Schwimmerelements 46 befindet,
wie es in 4 gezeigt ist. Die Kammer 52 weist
einen unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser auf, in dem
die Schwimmerelementbasis 48 untergebracht ist und der
mit dem Dampfraum 22 im Tank 14 beispielsweise über Kammerauslasslöcher 61,
die in der Basis 60 ausgebildet sind, in Verbindung steht.
Die Kammer 52 weist zudem einen oberen Bereich 55 mit
kleinerem Durchmesser auf, der den Auslassverschlussnippel 49 aufnimmt
und mit dem Auslassdurchgang 45 im Behälterdeckel 30 über den
Kammerauslass 58 in Verbindung steht. Wie es in 4 gezeigt
ist, ist im Tank 14 vorhandener Kraftstoffdampf 62 in
der Lage, über
die Ventilanordnung 10 entlang eines Durchgangs, der durch
die Kammerauslasslöcher 61 in
der Basis 60, den unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser,
den oberen Bereich 55 mit kleinerem Durchmesser, den Kammerauslass 58 und
den Auslassdurchgang 45 definiert wird, zum Dampfbehandlungsbehälter 18 zu fließen.
-
Das
Schwimmerelement (Ventil) 46 „schnappt" (beschleunigt) schnell und automatisch
in eine geschlossene Position, wenn es (1) durch flüssigen Kraftstoff 20,
der im Kraftstofftank 14 herumspritzt, und durch eine Feder 51 teilweise
nach oben angehoben wird, wie es in 5 gezeigt
ist, und dann (2) die Basis 48 des Schwimmerelements einem
im unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser vorhandenen
Druck ausgesetzt wird, der größer ist als
der im oberen Bereich 55 mit kleinerem Durchmesser und
um die Kuppel 50 und den Auslassverschlussnippel 49 vorhandene
Druck ist, wie es in 6 gezeigt ist. In der geschlossenen
Position, die in 6 gezeigt ist, kommt der Auslassverschlussnippel 49 des
Schwimmerelements 46 mit dem konischen Ventilsitz 56 in
Eingriff, so dass der Fluss von flüssigem Kraftstoff 20 und
von Kraftstoffdampf 62 durch den Kammerauslass 58 blockiert
wird. Das Schwimmerelement 46 wird infolge der Einwirkung eines
Druckdifferentials auf das Schwimmerelement 46 in der geschlossenen
Position verbleiben, so lange ein ausreichendes Druckdifferential
im unteren und oberen Bereich 53 und 55 in der
inneren Kammer 52 besteht.
-
Unter
Bezugnahme auf 5 wird ersichtlich, dass flüssiger Kraftstoff 20,
der im Tank 14 beispielsweise während einer Kurvenfahrt herumspritzt, in
der Lage ist, beispielsweise durch die Kammerauslasslöcher 61 in
der Basis 60 in den unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser
im Ventilbehälter 28 zu gelangen.
Dieser spritzende Kraftstoff 20 ist in der Lage, das Schwimmerelement 46 (mit
Hilfe der Feder 51) während
einer ersten Stufe des Tankentlüftungsauslassverschlusses
nach oben anzuheben, zu einer Position, in der eine Schulter 64,
die am Schwimmerelement 46 ausgebildet ist, mit einer oberen
inneren Wand 66 in Eingriff kommt (hineingleitet), die
wenigstens einen Teil der oberen Kammer 55 mit kleinerem Durchmesser
begrenzt, so dass eine „Schnappverschluss"-Position des Schwimmerelements
(Ventil) 46 in der inneren Kammer 52 geschaffen
wird, die im Ventilbehälter 28 ausgebildet
ist. Die Schulter 64 bewegt sich eine in 4 gezeigte Distanz 67 nach oben,
so dass sie die in 5 gezeigte Schnappverschlussposition
erreicht. Die Schulter 64 beinhaltet eine ringförmige äußere Wand 68,
die während
der Bewegung des Schwimmerelements 46 relativ zur Hülse 32 des
Ventilbehälters 28 zwischen
den in 5 und 6 gezeigten Positionen innerhalb
gegen eine ringförmige
innere Wand 66 gleitet. Der verminderte Fließbereich
zwischen den Wänden 66, 68 reicht
aus, um während
des Spritzens von flüssigem Kraftstoff 20 im
Tank 14 die Bildung eines Druckdifferentials zwischen dem
unteren Bereich 53 und dem oberen Bereich 55 in
der inneren Kammer 52 zu ermöglichen.
-
Wenn
sich das Schwimmerelement (Ventil) 46 einmal durch spritzenden
flüssigen
Kraftstoff 20 und die Feder 51 in die in 5 gezeigte
Schnappverschlussposition bewegt hat, kommt das Schwimmerelement 46 mit
dem Ventilbehälter 28 in
Eingriff (beispielsweise kommt die Schulter 64 und die
obere innere Wand 66 in Eingriff), so dass die Ventilbehälterkammer 52 in
den unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser und den oberen
Bereich 55 mit kleinerem Durchmesser unterteilt wird. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
wirken die Basis 60, die ringförmige untere innere Wand 70 der
Hülse 32 und
die konische innere Wand 72 der Hülse 32 zusammen, so dass
sie den unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser „unterhalb" des Schwimmerelements 46 abgrenzen.
Außerdem
wirken die Decke 54 und die ringförmige obere innere Wand 66 der
Hülse 32 mit einem
Teil (beispielsweise der Kuppel 50 und dem Auslassverschlussnippel 49)
des Schwimmerelements 46 zusammen, so dass der obere Bereich 55 mit
kleinerem Durchmesser „Über" dem Schwimmerelement 46 abgegrenzt
wird.
-
Wenn
sich das Schwimmerelement (Ventil) 46 einmal in die in 5 gezeigte
Schnappverschlussposition bewegt hat, wird es sich während einer
zweiten Stufe des Tankentlüftungsauslassverschlusses
infolge der Tatsache, dass der hohe Druck im unteren Bereich 53 mit
großem
Durchmesser (verglichen mit dem vergleichsweise niedrigeren Druck im
oberen Bereich 55 mit kleinerem Durchmesser) und die durch
die Feder 51 erzeugte Hebekraft an der Unterseite der Basis
des Schwimmerelements wirken, schneller in geschlossene Position,
die in 6 gezeigt ist, bewegen, so dass das Schwimmerelement 46 nach
oben hin zum konischen Ventilsitz 56 um den Kammerauslass 58 bewegt
wird. Der im oberen Bereich 55 mit kleinerem Durchmesser
vorhandene Druck ist im Wesentlichen atmosphärischer Druck, weil der obere
Bereich 55 zur Atmosphäre über das
Auslassrohr 44 und den Behälter 18 hin „offen" ist, während der
im unteren Bereich 53 mit großem Durchmesser vorhandene
Druck durch den Druck des Kraftstoffdampfs im Bereich während des Aufwühlens und
Spritzens von flüssigem
Kraftstoff 20 im Tank 14 bestimmt wird. Dieses
Druckdifferential und die Kraft, die durch die Feder 51 erzeugt
wird, wirken zusammen, so dass das Schwimmerelement 46 schnell
in die geschlossene Position schnappt, die in 6 gezeigt
ist, so dass die Abgabe des flüssigen
Kraftstoffs 20 und Kraftstoffdampf in den Behälter 18 durch
das Auslassrohr 44 blockiert wird, wann immer beispielsweise
eine überschüssige Menge
an im Tank 14 spritzendem flüssigem Kraftstoff vom Schwimmerelement 46 erfasst
wird.
-
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel,
das in den 7 bis 9 gezeigt
ist, ist eine Trägheitskugel 112 innerhalb
eines Schwimmerelements (Ventils) 146 positioniert, das
in einer Ventilanordnung 110 enthalten ist, und so konfiguriert,
dass sie das Schwimmerelement 146 in eine Schnappverschlussposition
bewegt, wie es in 8 gezeigt ist, in Erwiderung
auf eine festgelegte seitliche Beschleunigung der Trägheitskugel
von dem Typ, der häufig
während der
Kurvenfahrt auftritt und häufig
das Spritzen von flüssigem
Kraftstoff 20 im Tank 14 verursacht. Wenn solch
eine erste Stufe des Tankentlüftungsauslassverschlusses
geschehen ist, wird ein Druckdifferential in der inneren Kammer 52,
die sich aus einem niedrigen Druck im oberen Bereich 55 über dem Schwimmerelement 146 und
vergleichsweise höheren
Druck im unteren Bereich 53 unter dem Schwimmerelement 146 ergibt,
das Schwimmerelement 146 schnell in eine geschlossene Position
mit Eingriff in den konischen Ventilsitz 56 schnappen,
so dass der Kammerauslass 58 während einer zweiten Stufe des Tankentlüftungsauslassverschlusses
verschlossen wird, wie es in 9 gezeigt
ist.
-
Wie
es in 7 gezeigt ist, beinhaltet die Ventilanordnung 110 einen
Ventilbehälter 128,
der so ausgebildet ist, dass er die innere Kammer 52 enthält, und
das Schwimmerelement 146 ist so montiert, dass es sich
in der Kammer 52 auf und ab bewegt, so dass der Kammerauslass 58 geschlossen
und geöffnet
wird, der in der Decke 54 ausgebildet ist und an den konischen
Ventilsitz 56 in der Decke 54 angrenzt. Der Ventilbehälter 128 beinhaltet
außerdem
eine Hülse 132,
die der Hülse 32 in
den 4 bis 6 ähnlich ist, mit der Ausnahme,
dass die Hülse 132 so ausgebildet
ist, dass sie mehrere, beispielsweise vier, vertikale Kammereinlassschlitze 133 enthält, die so
angeordnet sind, dass sie sich in einer Beziehung am Umfang auf
Abstand angeordnet um die zylindrische Hülse 132 herum und
nahe der ringförmigen
unteren Randkante 34 der Hülse 132 befinden.
-
Das
Schwimmerelement (Ventil) 146 beinhaltet eine Auslassverschlussbasis 1148,
einen Nippel 149 und eine Kuppel 150, die den
Nippel 149 trägt, über der
Basis 148. Eine Kugelhalterung 114 ist mit der
Basis 148 verbunden und so konfiguriert, dass sie die Trägheitskugel 112 innerhalb
einer Kugelkammer 116 festhält, die innerhalb des Schwimmerelements 146 ausgebildet
ist. Die Kugelhalterung 114 beinhaltet einen Kreuzrahmen 118,
der ein Mittelteil 119 und vier wechselseitig senkrechte
Arme 120 aufweisen, die sich vom Mittelteil 119 weg
erstrecken. Jeder Arm 120 beinhaltet ein äußeres Ende 121 und
einen nach außen
gewendeten L-förmigen Haltedorn 122,
der sich davon nach oben erstreckt, zum Schnappen in Eingriff mit
vier am Umfang auf Abstand angeordnete Haltelöcher, die in der Basis 148 des
Schwimmerelements 146 ausgebildet sind. Ein Dornhalteflansch 123 ist
außen
an der Basis 148 unterhalb eines jeden Haltelochs vorgesehen,
so dass ein Haltedorn 122 getragen wird, der sich dort hindurch
erstreckt. Eine erhabene Kontaktfläche 124 erstreckt
sich vom Mittelteil 119 des Kreuzrahmens 118 nach
oben zu einem Punkt unterhalb der obersten Ausdehnung der Haltedorne 122.
-
Die
Ventilanordnung 110 beinhaltet darüber hinaus eine Ventilelementhalterung 134,
die mit der Basis 148 des Schwimmerelements 146 verbunden und
so angeordnet ist, dass sie sich nach oben in die Kugelkammer 116 erstreckt,
die im Schwimmerelement 146 ausgebildet ist, wie es in
den 7 bis 9 gezeigt ist. Die Ventilelementhalterung 134 beinhaltet
eine Basis 160 und vier integrale aufrechte Keilelemente 136 zum
halten des Schwimmerelements 146 und der Kugelhalterung 114 in
der Kammer 52, die im Ventilbehälter 128 ausgebildet
ist. Die Basis 160 beinhaltet Halteflansche 138,
die mit der Basis 148 des Schwimmerelements 146 verbunden sind.
-
Eine
innere Wand der Kuppel 150 ist so konfiguriert, dass sie
eine erste geneigte Rampe 140 abgrenzt und obere Enden
der aufrechten Keilelemente 136 wirken so zusammen, dass
sie eine zweite geneigte Rampe 142 abgrenzen, wie es in 7 gezeigt
ist. Die erste und zweite geneigte Rampe 140, 142 wirken
so zusammen, dass sie in Erwiderung auf die seitliche Beschleunigung
der Trägheitskugel 112 die
Bewegung der Trägheitskugel 112 radial
nach außen
in eine Bewegung des Schwimmerelements 146 axial nach oben
aus einer in 7 gezeigten Anfangsposition
zur in 8 gezeigten Schnappverschlussposition umgewandelt
wird.
-
Eine
Schulter 164, die am Schwimmerelement 146 ausgebildet
ist, kommt mit einer oberen inneren Wand 66 in Eingriff,
die wenigstens einen Teil der oberen Kammer 55 mit kleinerem
Durchmesser abgrenzt, so dass die Schnappverschlussposition etabliert
wird. Die Schulter 164 beinhaltet eine ringförmige äußere Wand 168,
die während
der Bewegung des Schwimmerelements 146 relativ zur Hülse 132 des
Ventilbehälters 128 zwischen
den in den 8 und 9 gezeigten
Position mit der ringförmigen
oberen inneren Wand 66 zusammenpasst und mit ihr in Eingriff
kommt. Die Dichtung zwischen den Wänden 66, 168 reicht
aus, um während
des Spritzens von flüssigem
Kraftstoff 20 im Tank 14 die Bildung eines Druckdifferentials
zwischen dem unteren Bereich 53 und dem oberen Bereich 55 zu
ermöglichen.
Wenn sich das Schwimmerelement 146 einmal in die in 8 gezeigte
Schnappverschlussposition bewegt hat, wird es sich während einer
zweiten Stufe des Tankentlüftungsauslassverschlusses
infolge des hohen Drucks in der unteren Kammer 53 „unterhalb" des Schwimmerelements 146 im
Vergleich zum vergleichsweise niedrigerem (beispielsweise im Wesentlichen
atmosphärischen)
Druck in der oberen Kammer 55 „oberhalb" des Schwimmerelements 146 schnell
in geschlossene Position bewegen, die in 9 gezeigt
ist.
-
Die
in 10 gezeigte Trägheitskugel spricht
auf die seitlichen Beschleunigungen an und bewegt das Schwimmerelement
nach oben (beispielsweise etwa ein Zehntel eines Zolls), wo der Dampfweg
an der Schulter „abgeklemmt" wird, was den „schnellenden" Verschluss des Schwimmerelements 146 verursacht.
Nachdem der Fluss abgeklemmt worden ist, ist der Anteil des in die
Kammer über
dem Schwimmerelement eintretenden Dampfflusses geringer als der
Dampfflussanteil, der in die Kammer durch Öffnung eintritt, was zu einem
Druckabfall in der Kammer führt.
Wenn die Trägheitskugel von
ihrem Sitz rollt, wird außerdem
ein Dampfflussweg 218 zum Unterteil des Schwimmerelements 146 geöffnet, was
ermöglicht,
dass ein Druckdifferential am Schwimmerelement wirkt, um das Schwimmerelement
nach oben zur Entlüftungsverschlussposition anzuheben.
Der abgeklemmte Flussweg beschleunigt die Dampfflussgeschwindigkeit
an der Oberseite des Schwimmers, was den statischen Druck auf eine ähnliche
Weise wie bei einer Tragfläche
vermindert. Unterhalb des Schwimmerelements besteht Staudruck und über dem
Schwimmerelement besteht statischer Druck. Druck (Gesamt) = Druck
(Stau) = Druck (dynamisch) + Druck (statisch), wobei der Staudruck
wegen der Dampfgeschwindigkeit (dynamischer Druck) größer ist
als der statische Druck (siehe die Offenbarung der vorläufigen US-Anmeldung
mit der laufenden Nr. 60/122,284, eingereicht am 1. März 1999).
-
Die
Bildung des Ventilbehälters
derart, dass er ein Dampfflussfenster 210 enthält, um die
Kraftstoffabschaltung während
des Auftankens des Fahrzeugs zu unterstützen, ist beispielsweise in 10 gezeigt.
Hier wird für
eine Beschreibung der Verwendung eines Dampfflussfensters während des
Auftankens eines Fahrzeugs auf das US-Patent Nr. 5,449,029 mit dem
Titel „Fill
Limit Valve Assembly" hingewiesen.
Das Dampfflussfenster 210 ist beispielsweise ein vertikaler
Schlitz, der in einem unterem Abschnitt der ringförmigen Seitenwand 212 eines
Ventilbehälters ausgebildet
ist, wie es in 10 gezeigt ist. Die obere Begrenzung
des Dampfflussfensters 210 wird durch eine Decke 214 definiert,
die in der ringförmigen
Seitenwand 212 vorgesehen ist. Eine erste automatische
Düsenabschaltung
wird stattfinden, wenn die Oberfläche des Pegels des Kraftstoffs
im Tank auf einen Pegel steigt, der den Boden der ringförmigen Seitenwand 212 erreicht. Das
Dampfflussfenster 210 ermöglicht es, dass eine geringfügige Entlüftung von
Kraftstoffdampf aus dem Dampfraum stattfindet, nachdem der Kraftstoffpegel den
Boden der Seitenwand 212 erreicht hat, und wird einem Zapfhahnbediener
eine „ungestrafte" Rieselfüllung ermöglichen,
bis der Flüssigkeitspegel
des Kraftstoffs im Tank schließlich
auf den Pegel ansteigt, der durch die Fensterdecke 214 definiert
wird. Der Abstand 216 zur Decke 214 legt diesen „Rieselfüllungspegel" fest.
-
Bei
einem alternativen Entwurf würde
die Feder über
der Trägheitskugel
eingesetzt sein, wie es in 11 gezeigt
ist. Das bietet für
die Feder einen Vorteil, da sie sich mit dem Schwimmerelement bewegen
wird, bis die Trägheitskugel
ausläuft.
-
Obwohl
die Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte
Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, bestehen innerhalb des Umfangs der Erfindung,
wie er in den folgenden Ansprüchen
beschrieben und definiert wird, Variationen und Modifikationen.