DE69613205T2

DE69613205T2 - Tankentlüftungsventil für den Kraftstoffbehälter eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE69613205T2
Application number: DE69613205T
Authority: DE
Inventors: Yeoun Kwan Sung
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: KR970046753A; JP2765825B2; EP0781677B1; JPH09296764A; EP0781677A1; DE69613205D1; CN1071647C; CN1157783A; KR100265136B1; AU705218B2; AU7646596A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Belüftungsventil eines Kraftstofftanks für Fahrzeuge und insbesondere auf ein verbessertes Belüftungsventil eines Kraftstofftanks für Fahrzeuge, das während des Einfüllens von Kraftstoff in den Kraftstofftank den verdampften Kraftstoff in einen Filterbehälter entleeren kann, so daß das Kraftstoffgas nicht durch ein Kraftstoffeinleitungsrohr nach außen abgegeben wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen wird die Verdampfung von flüssigem Kraftstoff in einem Fahrzeug-Kraftstofftank beispielsweise durch das Ansteigen der Temperatur, wodurch der Innendruck des Tanks ansteigt, ausgelöst. Wenn sich im obenbeschriebenen Zustand ein Unfall des Kraftfahrzeugs ereignet, kann der unter hohem Druck stehende Kraftstoffdampf eine Explosion oder ein Feuer auslösen.
Wenn der Druck in dem Kraftstofftank dermaßen hoch ist, ist es außerdem schwierig, infolge des Rückflusses von Kraftstoff den Kraftstoff in den Kraftstofftank einzufüllen, wobei ferner Kraftstoffdampf durch das Kraftstoffeinleitungsrohr nach außen abgegeben werden kann, was gefährlich und riskant ist.
Um die obenbeschriebenen Probleme zu beseitigen, wurde im US-Patent 5.313.978 mit dem Titel "Ventilation line opening/closing means of fuel tank" eine Technik offenbart, die ein Schwimmerventil, das in einer Belüftungsleitung angeordnet ist, um zur Steuerung der Belüftung Gas des Kraftstofftanks in einen Filterbehälter einzuleiten, eine Feder, die zum Schließen eines Belüftungs-Startventils während eines Motorstopps vorgesehen ist, und einen Kraftstoffaufnahmeabschnitt umfaßt, der Ausströmlöcher im Bodenabschnitt enthält, um so das Belüftungs-Startventil zu öffnen und der Federkraft entgegenzuwirken.
Jedoch besitzt die obenbeschriebene Technik Nachteile insofern, als die Konstruktion der Mittel zum Öffnen/Schließen der Belüftungsleitung des Kraftstofftanks zu kompliziert ist, somit die Herstellungskosten erhöht und die Zuverlässigkeit des Systems herabsetzt.
EP 0 648 637 A1 offenbart ein Dampfrückgewinnungssystem für einen Fahrzeug-Kraftstofftank, bei dem ein Kraftstoffeinleitungsrohr mit einem Abschnitt des Kraftstofftanks verbunden ist und ein Filterbehälter mit dem Kraftstofftank über ein Belüftungsventil verbunden ist.
Dieses herkömmliche Belüftungsventil enthält ein in einem oberen Abschnitt des Kraftstofftanks angeordnetes Führungsrohr mit einer Kappe, die auf das untere Ende des Führungsrohrs geschraubt ist und mit mehreren Einleitungslöchern versehen ist, die längs ihrer Umfangsfläche ausgebildet sind. Ein Ventilgehäuse ist am obersten Abschnitt des Führungsrohrs angeordnet und mit diesem über einen Dampfabzugskanal verbunden. Der Innenraum des Ventilgehäuses steht über einen Entleerungsweg mit dem Filterbehälter in Verbindung. An der Oberseite des Ventilgehäuses ist eine Kappe angeordnet. Ein in dem Ventilgehäuse angeordneter Ventilkörper ist über eine Membran, die die Kammer zwischen der Kappe und dem Ventilkörper schließt, und über ein elastisches Element zwischen der Kappe und dem Ventilkörper mit der Kappe verbunden. Der Innenraum der Kammer zwischen der Kappe und dem Ventilkörper steht über einen Unterdruckweg mit dem Kraftstoffeinleitungsrohr in Verbindung. Wenigstens eine Einrichtung zum Verhindern einer Entleerung flüssigen Kraftstoffs in den Filterbehälter ist unterhalb eines unteren Durchlasses des Führungsrohrs angeordnet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Belüftungsventil für einen Fahrzeug-Kraftstofftank zu schaffen, das die Probleme, die im Stand der Technik angetroffen werden, beseitigt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Belüftungsventil für einen Fahrzeug-Kraftstofftank zu schaffen, das geeignet ist, während des Einfüllens von Kraftstoff das Belüftungsventil zu öffnen und zu sperren, wenn sich das Fahrzeug überschlägt, wodurch verhindert werden kann, daß Kraftstoff nach außen abgegeben wird.
Die obigen Aufgaben werden durch das verbesserte Belüftungsventil nach Anspruch 1 erfüllt.
Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und weitere Merkmale der Erfindung gehen zum einen aus der folgenden Beschreibung hervor und werden zum anderen Fachleuten nach Prüfung des folgenden offenbar oder können aus der Praxis der Erfindung gelernt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung, können in einer Weise verwirklicht bzw. erfüllt werden, wie sie insbesondere in den beigefügten Ansprüche hervorgehoben ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der genauen Beschreibung und der begleitenden Zeichnung, die im folgenden ausschließlich zur Veranschaulichung angegeben sind und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken, wobei in den Figuren:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die die Konstruktion eines Kraftstofftanks veranschaulicht, der ein erfindungsgemäßes Belüftungsventil aufweist;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, die die Konstruktion eines Belüftungsventils eines Kraftstofftanks gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht ist, die einen Betriebszustand der vorliegenden Erfindung zeigt, in dem das Belüftungsventil den Kraftstoffdampf entleert;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, die einen Betriebszustand der vorliegenden Erfindung zeigt, in dem sich das Fahrzeug überschlagen hat; und
Fig. 5 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion eines Kraftstofftanks zeigt, der ein erfindungsgemäßes Belüftungsventil aufweist, während Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, die die Konstruktion eines Belüftungsventils eines Kraftstofftanks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie darin gezeigt ist, ist in einem oberen Abschnitt eines Kraftstofftanks 10 ein Führungsrohr 20 angeordnet, wobei ein Basiselement 21, das mehrere darin ausgebildete Durchgangslöcher 21a aufweist, in der untersten Position des Führungsrohrs 20 angeordnet ist.
An dem Basiselement 21 im Führungsrohr 20 ist ein Führungsflansch 40 angeordnet, derart, daß der Führungsflansch 40 im Führungsrohr 20 auf- und abgleiten kann. Der Führungsflansch 40 umfaßt einen zylindrischen Körper 42 mit einer vorgegebenen Höhe und einem vorgegebenen Außenmesser, um eine stabile Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Führungsflansches zu erleichtern, und eine darauf ausgebildete Nabe 44 mit einem Durchmesser, der kleiner als der einer Stahlkugel 30 ist, die zwischen dem Basiselement 21 und dem Führungsflansch 40 aufgenommen ist. Auf dem Führungsflansch 40 ist ein Schwimmer 50 mit einem elastischen Element 60 verbunden, derart, daß der Schwimmer 50 von dem elastischen Element 60 eine Aufwärtskraft erfährt.
Längs der Umfangsfläche des Führungsrohrs 20 sind mehrere Einleitungslöcher 22 ausgebildet, um den Kraftstoffdampf in das Führungsrohr 20 einzuleiten. Im mittleren Abschnitt des Führungsrohrs 20 ist ein unterer Durchlaß 24 ausgebildet, der von dem Schwimmer 50 geöffnet und verschlossen wird.
Auf dem obersten Abschnitt des Führungsrohrs 20 ist ein Ventilgehäuse 80 definiert, wobei auf der Oberseite des Ventilgehäuses 80 eine Kappe 70 befestigt ist. Im Ventilgehäuse 80 ist ein Ventilkörper 82 über eine Membran 84 mit der Innenfläche der Kappe 70 verbunden. Zwischen die Kappe 70 und den Ventilkörper 82 ist ein elastisches Element 86 für den Ventilkörper 82 eingesetzt, so daß der Ventilkörper 82 von dem elastischen Element 86 eine Abwärtskraft erfährt. Der Ventilkörper 82 öffnet und schließt einen oberen Durchlaß 88 des Führungsrohrs 20, wobei der Durchlaß genau unter dem Ventilgehäuse 80 ausgebildet ist.
Der Innenraum des Ventilgehäuses 80 steht über einen Entleerungsweg 100 mit einem Filterbehälter 130 in Verbindung, während der Innenraum des Ventilkörpers 82 und die Membran 84 über einen Unterdruckweg 90 mit einem Kraftstoffeinleitungsrohr 120 in Verbindung stehen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Belüftungsventils erläutert.
Im Normalbetrieb schließt der Ventilkörper 82 den oberen Durchlaß 88 des Führungsrohrs 20, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wodurch die Entleerung des Kraftstoffdampfs blockiert ist.
Wenn der Druck des Kraftstoffdampfs hoch genug ist, um die elastische Kraft des elastischen Elements 86 im Ventilkörper 82 zu überwinden, wird der obere Durchlaß 88 des Führungsrohrs 20 geöffnet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch der in das Führungsrohr 20 durch die Einleitungslöcher 22 eingeführte Kraftstoffdampf über das Ventilgehäuse 80 und den Entleerungsweg 100 in den Filterbehälter 130 entleert wird.
Insbesondere während des Einfüllens von Kraftstoff nimmt der Druck im Kraftstoffeinleitungsrohr 120 aufgrund des schnellen Einströmens des Kraftstoffs ab, wobei der Druck im Ventilkörper 82 und der Membran 84 ebenfalls abnimmt. Da der Druck im Kraftstofftank 10 höher ist, wird der Ventilkörper 82 in diesem Moment durch den Druckunterschied angehoben, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch der Kraftstoffdampf in den Filterbehälter 30 entleert wird. Dadurch wird das Entleeren des Kraftstoffdampfs durch das Kraftstoffeinleitungsrohr 120 verhindert, weshalb das Einfüllen von Kraftstoff sicherer und leichter wird.
Während das Entweichen des Kraftstoffdampfs somit ermöglicht wird, wird das Entweichen von flüssigem Kraftstoff durch die Tätigkeit des Schwimmers 50 verhindert. Wenn der Pegel des Kraftstoffs nämlich aufgrund einer seitlichen Neigung des Fahrzeugs ansteigt, wird der Schwimmer 50 sowohl durch den Auftrieb als auch die elastische Kraft von dem elastischen Element 60 für den Schwimmer 50 angehoben, wodurch der untere Durchlaß des Führungsrohrs 20 versperrt wird. Der in das Führungsrohr 20 eingeleitete flüssige Kraftstoff dringt durch die Durchgangslöcher 21a nach.
Auch dann, wenn sich ein Fahrzeug überschlägt, bewegen sich die Stahlkugel 30 und der Führungsflansch 40 abwärts, weshalb der Schwimmer 50 den unteren Durchlaß 24, wie dies in Fig. 4 gezeigt, blockiert. Dadurch wird das Entweichen von Kraftstoff, das möglicherweise eine Explosion oder ein Feuer hervorrufen könnte, verhindert.
Wie oben beschrieben wurde, ist das Belüftungsventil eines Kraftstofftanks gemäß der vorliegenden Erfindung grundsätzlich so gerichtet, daß es das Belüftungsventil während des Einfüllens von Kraftstoff öffnet und dasselbe schließt, wenn sich ein Unfall des Fahrzeugs ereignet, um ein Entweichen von Kraftstoff zu verhindern.
In der obenbeschriebenen Ausführung ist die Stahlkugel 30 zwischen dem Basiselement 21 und dem Führungsflansch 40 aufgenommen, so daß ihr Gewicht gegen den Führungsflansch 40 drückt, wenn sich das Fahrzeug überschlägt, wodurch der Schwimmer 50 dazu gebracht wird, den unteren Durchlaß 24 zu sperren. Jedoch muß in einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, keine Stahlkugel verwendet werden. Statt dessen muß der Führungsflansch 40 ein Gewicht besitzen, das groß genug ist, um den Schwimmer 50 dazu zu zwingen, den unteren Durchlaß 24 zu sperren, wenn sich das Fahrzeug überschlägt.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegende Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken offenbart wurden, ist Fachleuten klar, daß verschiedene Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den begleitenden Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

1. Belüftungsventil für einen Fahrzeug-Kraftstofftank, wobei ein Kraftstoffeinleitungsrohr (120) mit einem Abschnitt des Kraftstofftanks (10) verbunden ist und mit dem Belüftungsventil ein Filterbehälter (130) verbunden ist, mit:

- einem Führungsrohr (20), das in einem oberen Abschnitt des Kraftstofftanks (10) angeordnet ist und mehrere Einleitungslöcher besitzt, die längs seiner unteren Umfangsfläche ausgebildet sind;

- einem Ventilgehäuse (80), das auf dem obersten Abschnitt des Führungsrohrs (20) definiert ist und dessen Innenraum über einen Entleerungsweg (100) mit dem Filterbehälter (130) in Verbindung steht;

- einer Kappe (70), die an der Oberseite des Ventilgehäuses (80) angeordnet ist;

- einem Ventilkörper (82), der in jenem Ventilgehäuse angeordnet ist und mit der Kappe (70) durch eine Membran (84), die eine Kammer zwischen der Kappe und dem Ventilkörper verschließt, und ein elastisches Element (86), das zwischen der Kappe und dem Ventilkörper (82) angeordnet ist, verbunden ist, wobei der Innenraum der Kammer des Ventilkörpers über den Unterdruckweg (90) mit dem Kraftstoffeinleitungsrohr (120) in Verbindung steht; und

- einer Einrichtung, die unter einem unteren Durchlaß (24) des Führungsrohrs angeordnet ist, um eine Entleerung flüssigen Kraftstoffs in den Filterbehälter (130) zu verhindern; wobei

- ein oberer Durchlaß (88) des Führungsrohrs (20), der mit einer unteren Öffnung des Ventilgehäuses (80) verbunden ist, als ein Ventilsitz für den Ventilkörper (82) wirkt und

- der obere Durchlaß (88) durch den Ventilkörper (82) geöffnet und geschlossen wird.

2. Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern einer Entleerung flüssigen Kraftstoffs in den Filterbehälter (130) umfaßt:

ein Basiselement (21), das an der untersten Position des Führungsrohrs (20) befestigt ist und in dem mehrere Durchgangslöcher (21a) ausgebildet sind;

einen Führungsflansch (40), der am Basiselement (21) in der Weise angeordnet ist, daß er in dem Führungsflansch (20) aufwärts und abwärts gleiten kann;

eine Stahlkugel (30), die zwischen dem Basiselement (21) und dem Führungsflansch (40) aufgenommen ist, um auf den Führungsflansch (40) ein Gewicht auszuüben, wenn sich das Fahrzeug überschlägt;

einen Schwimmer (50), der auf dem Führungsflansch (40) angeordnet ist und durch ein elastisches Element (60) für den Schwimmer (50) gehalten wird, um sich in dem Führungsrohr (20) durch den Auftrieb und durch die elastische Kraft des elastischen Elements (60) für den Schwimmer (50) aufwärts und abwärts zu bewegen;

einen unteren Durchlaß (24), der in einem Zwischenabschnitt des Führungsrohrs (20) definiert ist und durch den Schwimmer (50) geöffnet und geschlossen wird.

3. Belüftungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsflansch (40) umfaßt:

einen zylindrischen Körper (42), der eine vorgegebene Höhe und einen vorgegebenen Außendurchmesser besitzt, um eine stabile Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Führungsflansches (40) zu erleichtern, und

eine Nabe (44), die am zylindrischen Körper (42) ausgebildet ist und einen Durchmesser besitzt, der kleiner als die Stahlkugel (30) ist.

4. Belüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern einer Entleerung flüssigen Kraftstoffs in den Filterbehälter (130) umfaßt:

einen Schwimmer (50), der in einen unteren Abschnitt des Führungsrohrs (20) eingesetzt ist und durch ein elastisches Element (60) für den Schwimmer (50) gehalten wird, so daß er sich durch den Auftrieb und die elastische Kraft des elastischen Elements (60) für den Schwimmer (50) aufwärts und abwärts bewegt;

einen Führungsflansch (40), der zwischen dem Basiselement (21) und dem Schwimmer (50) gleitend angeordnet ist, so daß der Schwimmer (50) nach unten bewegt wird, wenn sich das Fahrzeug überschlägt; und

5. Belüftungsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsflansch (40) umfaßt:

eine Nabe (44), die am zylindrischen Körper (42) ausgebildet ist und einen Durchmesser besitzt, der kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Körpers (42) ist.

6. Belüftungsventil nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Durchlaß (24) so ausgebildet ist, daß sein Innendurchmesser in seinem oberen Abschnitt kleiner und in seinem unteren Abschnitt größer ist.