DE9313840U1

DE9313840U1 - Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE9313840U1
Application number: DE9313840U
Authority: DE
Original assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Current assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2003-09-14
Also published as: EP0719384A1; DE59404367D1; HU9600400D0; ES2109727T3; ATE159323T1; CZ284270B6; PL173945B1; EP0719384B1; HUT76940A; CZ75096A3; HU218772B; PL313169A1; WO1995008059A1

Description

ZENZ · HELBER · HOSBACH & LAUFER

Patentanwälte · European Patent Attorneys · D 64673 Zwingenberg, Scheuergasse 24

Tel: 06251/73008 Fax.:06251/73156

EXPERT Maschinenbau GmbH, Seehofstraße 56-58, 6143 Lorsch

Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdampfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einem Aufnahmeraum mit einer Schüttung aus Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank bzw. der Vergaser-Schwimmerkammer führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß, einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungsleitung anschließbaren, den Kraftstoffdampf rückführenden Motor-Auslaß und einem mit der Umgebungsatmosphäre verbundenen Frischluft-Einlaß , wobei der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß vorzugsweise an der gleichen Stirnseite des Gehäuses vorgesehen sind, und der Frischluft-Einlaß in einen Bereich des Gehäuses geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung vom Motor-Auslaß getrennt ist.

Zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoffdämpfen ins Freie werden zumindest in der Entlüftungsleitung des Tanks von Personenkraftwagen Aktivkohlefilter angeordnet, welche die bei der Betankung des Kraftfahrzeugs oder auch bei Ausdehnung des Kraftstoffs im Tank infolge Erwärmung über die Tankentlüftung verdrängten Kraftstoffdämpfe in der Aktivkohleschüttung adsorbieren und so deren Austritt in die Umgebungsatmosphäre zumindest solange verhindern, wie die Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohleschüttung nicht erschöpft ist. Durch hinreichende Bemessung der Menge der Aktivkohleschüttung und regelmäßige Desorption der Kraftstoffdämpfe und deren Rückführung in den Verbrennungskreislauf des Motors kann sichergestellt werden, daß unter normalen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs keine Kraftstoffdämpfe in die Umgebungsatmosphäre austreten. Die Desorption erfolgt dabei so, daß Umgebungs- oder Frischluft durch die Aktivkohleschüttung gesaugt und dabei die Kraftstoffdämpfe von der Oberfläche der Aktivkohle gelöst, d.h. desorbiert werden. Zur Erzeugung des erforderlichen Unterdrucks wird der beim Laufen des Motors im Motor-Saugrohr erzeugte Unterdruck verwendet. Dementsprechend weisen Aktivkohlefilter für den hier in Frage stehenden Anwendungsfall also drei Anschlüsse auf, nämlich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftfahrzeug-Tank angeschlossenen Einlaß, über den die Kraftstoffdämpfe in das Gehäuse eintreten, einen zur Umgebungsatmosphäre geöffneten Ein- und Auslaß, über welche einerseits die von den Kraftstoffdämpfen befreite Luft zur Umgebungsatmosphäre austreten und andererseits beim Desorptionsvorgang Außenluft durch die Aktivkohleschüttung eingesaugt werden kann, und schließlich einen an eine zum Saugrohr bzw. dem Luftfilter des Verbrennungsmotors führende Leitung angeschlossenen Auslaß, über den die desorbierten Kraftstoffdämpfe in den Ansaugtrakt des Motors geführt und dann im Motor verbrannt werden. In den Verbindungsleitungen zwischen dem Tank und dem Gehäuse des Aktivkohlefilters und der Verbindungsleitung zwischen dem Aktivkohle-Gehäuse und dem Motor-Saugrohr ist ein Ent-/Belüftungsventil bzw. ein

Spülventil angeordnet, die entsprechend den Betriebsbedingungen angesteuert werden. Das normalerweise geschlossene Spülventil wird lediglich bei laufendem Motor geöffnet, so daß durch den dann im Gehäuse des Aktivkohlefilters entstehenden Unterdruck über den Frischluft-Einlaß Umgebungsluft nachgesaugt und die in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraftstoffdampfe desorbiert werden können. Wenn andererseits durch Entstehung eines erhöhten Dampfdrucks im Tank das Ent-/Belüftungsventil in der Verbindungsleitung zum Aktivkohle-Gehäuse geöffnet wird, werden die in den Aktivkohle-Gehäuse übertretenden Kraftstoffdämpfe zusammen mit der angesaugten Frischluft sogleich in den laufenden Motor weitergeführt und verbrannt. Lediglich beim Motorstillstand und geschlossenem Spülventil treten die Kraftstoffdämpfe in die Aktivkohleschüttung ein und werden in der angestrebten Weise am Austreten in die Umgebungsatmosphäre gehindert. Insoweit ist das System der Adsorption von Kraftstoffdämpfen mittels Aktivkohlefiltern bekannt. Besonders zweckmäßig ausgebildete Aktivkohlefilter der eingangs erwähnten Art sind aus dem DE-GM 92 10 525 bekannt.

Bei allen Aktivkohlefiltern hat sich herausgestellt, daß die Wirksamkeit der Aktivkohleschüttung, d.h. ihre Adsorptionsfähigkeit für Kraftstoffdämpfe bis zur Wirkungslosigkeit verschlechtert wird, wenn sie mit Wasser durchfeuchtet wird. Eine solche Durchfeuchtung kann auf zweierlei Art und Weise Zustandekommen. Zum einen kann Spritzwasser von außen, beispielsweise beim Durchfahren von Pfützen o.dgl. in den Aktivkohlefilter gelangen, und zwar insbesondere dann, wenn der Frischlufteinlaß am Gehäuse des Filters bodenseitig vorgesehen ist. Kohlefilter sind nämlich in der Regel relativ tief angeordnet, so daß es unter ungünstigen Umständen tatsächlich zum Eintritt von Wasser in die Unterseite des Gehäuses der Aktivkohlefilter kommen kann, so daß also zumindest der untere Bereich der Aktivkohleschüttung durchfeuchtet wird, und so seine Wirksamkeit verliert.

Eine andere Möglichkeit des Einbringens von Wasser in die Aktivkohleschüttung besteht darin, daß zusammen mit dem aus dem Tank verdrängten vergasten Kraftstoff auch in der Luft enthaltener Wasserdampf kondensiert, wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur abfällt, so daß dann Wasser aus diesem Kraftstoff-Luft-Gemisch kondensiert und in die Aktivkohleschüttung gelangt. Da der Tankanschluß in der Regel an der Oberseite des Gehäuses des Aktivkohle-Filters vorgesehen ist, wird dieses kondensierte Wasser also von oben in den Aktivkohlefilter eingebracht und tropft also auf die Oberseite der Aktivkohleschüttung und durchfeuchtet diese in einem von der Menge des kondensierenden Wasserdampfs abhängigen Maße.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Verschlechterung der Wirksamkeit der Aktivkohlefilter in bezug auf die Ad- und Desorptionsfähigkeit von Kraftstoffdämpfen infolge von Durchfeuchtung der Aktivkohleschüttung zu verhindern.

Ausgehend von einem Aktivkohlefilter der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit Wasser, Wassertröpfchen oder Wasserdampf beladene Entlüftungs- oder Frischluftstrom in eine in Strömungsrichtung vor dem Aktivkohle-Aufnahmeraum im Gehäuse angeordnete Wasser-Sammelwanne geführt ist, die an ihrer Oberseite eine Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum aufweist, und daß in der Sammelwanne ein aufschwimmbarer Ventilkörper angeordnet ist, welcher auf sich in der Sammelwanne sammelndem Wasser aufschwimmt und dabei die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum verschließt oder einen den Aktivkohle-Aufnahmeraum umgehenden Abfluß zur Umgebungsatmosphäre öffnet. Das in das Aktivkohlefilter-Gehäuse eindringende Wasser, sei es über den Frischluft-Einlaß eintretendes Spritzwasser oder über den Tank-Einlaß eintretender und im Gehäuse kondensierender Wasserdampf wird also in der Sammelwanne aufgefangen. Durch den aufschwimmenden Ventilkörper wird ein Über-

tritt in die Aktivkohleschüttung verhindert, indem entweder der aufschwimmende Ventilkörper selbst die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum verschließt oder die Sammelwanne rechtzeitig vor ihrem Oberlaufen durch den steigenden Spiegel des gesammelten kondensierenden Wassers nach außen entleert wird.

Der Frischluft-Einlaß ist in der Regel an der Unter- oder Bodenseite des Gehäuses des Aktivkohlefilters vorgesehen und mündet nicht direkt in den Aktivkohle-Aufnahmeraum, sondern einen darunterliegenden Kondensatraum, welcher durch einen unter elastischer Vorspannung an die Kohleschüttung angepreßten Gitter- oder Siebboden abgeschlossen ist. Bei solchen Aktivkohlefiltern empfiehlt es sich, die Sammelwanne in einem - gegenüber dem erwähnten Kondensatraum weiter vertieften Bereich des Bodens des Gehäuses auszubilden und den Frischluft-Einlaß im Boden des die Sammelwanne bildenden vertieften Bereichs vorzusehen, wobei die Oberseite des die Sammelwanne bildenden Bodenbereichs des Gehäuses durch eine Trennwand gegen das darüberliegende Gehäuseinnere, d.h. den erwähnten Kodensatraum, abgeschottet ist und oberhalb des aufschwimmbaren Ventilkörpes in der Trennwand ein die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum bildender, vom aufschwimmbaren Ventilkörper dicht verschließbarer Durchlaß vorgesehen ist. Sobald Spritzwasser in solcher Menge in die Sammelwanne gelangt, daß ein Übertritt in das Gehäuseinnere und somit ein Durchfeuchten der Aktivkohleschüttung zu befürchten ist, wird der Durchlaß durch den aufschwimmenden Vetilkörper verschlossen und ein Wasserübertritt ist ausgeschlossen. Bei geschlossenem Ventilkörper wird natürlich auch der Frischluft-Zutritt ins Innere des Gehäuses unterbrochen und eine Desorption von eventuell in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraftstoffdämpfen findet nicht statt. Da das eingedrungene Spritzwasser jedoch Regel sehr schnell wieder über den Frischluft-Einlaß abfließt, wird der Durchlaß bereits nach kurzer Zeit wieder geöffnet und Frischluft kann durch die

Aktivkohleschüttung gesaugt und zur Desorption der Kraftstoff dämpfe verwendet werden.

Für eine sichere Funktion ist es zweckmäßig, wenn der aufschwimmbare Ventilkörper im Sammelraum derart in senkrechter Richtung geführt ist, daß er zum Durchlaß fluchtet. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß die Sammelwanne mit zylindrischer Umfangswandung ausgebildet wird und von der der Umfangswandung der Sammelwanne zugewandten Umfangswandung des Ventilkörpers Führungsrippen vorstehen, welche den Ventilkörper in der Sammelwanne zentrieren und so fluchtend zum Durchlaß in der Trennwand ausrichten.

An seiner Oberseite weist der Ventilkörper zweckmäßig eine kegelige Begrenzungsfläche auf, welche mit dem kreisquerschnittsförmig begrenzten Durchlaß als Ventilfläche zusammenwirkt .

Das Eindringen von aus der vom Tank (oder der Vergaser-Schwimmerkammer) zutretenden, mit Kraftstoffdampf gesättigten Luft kondensierendem Wasser in die Aktivkohleschüttung wird dadurch verhindert, daß die Sammelwanne im Gehäuseinnern unterhalb des - in der Regel an der Oberseite des Gehäuses vorgesehenen - Tankeinlasses angeordnet wird, so daß die mit den Kraftstoffdämpfen beladene Luft aus dem Brennstoffbehälter zunächst in die Sammelwanne einströmt und dann umgelenkt wird, um über die oben offene Sammelwanne zum Motor-Auslaß geführt zu werden.

Im Boden der Sammelwanne ist dann zweckmäßig eine Abflußöffnung vorgesehen, an welcher eine durch den Aktivkohle-Aufnahmeraum hindurch bis in einen unter der Aktivkohleschüttung vorgesehenen und über den Frischluft-Einlaß mit der Auslaßatmosphäre verbundenen Kondensatraum geführte Leitung angeschlossen ist, wobei der aufschwimmbare Ventilkörper dann an seiner Unterseite in Flucht zur Abflußöffnung einen die Abflußöffnung in nicht aufgeschwommenem

Zustand dicht verschließenden VentiIvorsprung aufweißt. Das sich in der Sammelwanne sammelnde Kondensat-Wasser öffnet also selbsttätig einen Abfluß zur Außenatmosphäre, wenn der Wasserspiegel so weit steigt, daß der Ventilkörper aufschwimmt .

Der Ventilvorsprung wird zweckmäßig durch vom Boden der Sammelwanne vorstehende Führungsrippen fluchtend zur Abflußöffnung geführt, wobei eine weitere zusätzliche Führung des Ventilkörpers durch von der Innenseite des Gehäuses vorstehende Rippen ebenfalls möglich ist.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine bodenseitig und an der Oberseite teilweise aufgebrochene und im aufgebrochenen Bereich geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aktivkohlefilters, wobei der im unteren aufgebrochenen Bereich in einer Sammelwanne angeordnete Ventilkörper in der den Durchtritt von Luft ermöglichenden abgesenkten Stellung dargestellt ist;

Fig. 2 den unteren aufgebrochenen Bereich des in Fig. 1 gezeigten Aktivkohlefilters in dem Zustand, in welchem der aufgeschowmmene Ventilkörper die Verbindung des Frischluft-Einlasses zum Aktivkohle-Aufnahmeraum des Gehäuses verschließt;

Fig. 3 eine der Darstellung nach Fig. 1 entsprechende Darstellung eines gegenüber dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Aktivkohlefilters leicht abgewandelten Aktivkohlefilters ;

Fig. 4 eine in der Darstellungsweise wiederum den Figuren 1 und 3 entsprechende Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aktivkohlefilters, bei welchem jedoch Vorsorge gegen eine Durchfeuchtung der Aktivkohleschüttung durch über den Tank-Einlaß zugeführtes Kondensat-Wasser getroffen ist.

Der in Figur 1 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Aktivkohlefilter weist ein allseitig geschlossenes Gehäuse 12 aus Kunststoff auf, welches aus dem eigentlichen, im dargestellten Fall zylindrischen und an der Unterseite durch eine Stirnwand 14 geschlossenen Grundgehäuse 16 besteht, dessen andere, offene Stirnseite durch einen gesonderten Stirndeckel 18 verschlossen ist, der nach der Montage des Aktivkohlefilters - beispielsweise durch Heißspiegelschweißung - unlösbar mit dem Grundgehäuse verbunden ist. Mittig an der unteren Stirnwand 14 des Gehäuses 12 ist ein Einlaßstutzen 20 angeordnet, der so mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht. Der Einlaßstutzen 20 hat also die Funktion eines Frischluft-Einlasses. Der das Grundgehäuse 16 an der oberen Stirnseite verschließende Stirndeckel 18 weist zwei Anschlüsse auf, nämlich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftstofftank anschließbaren Tank-Einlaß 22 und einen an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors des zugehörigen

Kraftfahrzeugs führende Verbindungsleitung anschließbaren Motor-Auslaß 24.

Im mittleren zylindrischen Bereich des Grundgehäuses 16 ist eine Schüttung 2 6 aus Aktivkohleteilchen geeigneter Porengröße vorgesehen, und zwischen zwei dampf- bzw. gasdurchlässigen Abdeckplatten 28 bzw. 30 zweckmäßig unter Vorspannung gehalten, so daß die Aktivkohleteilchen auch bei Erschütterung oder unter dem Einfluß von Beschleunigungskräften sich nicht relativ zueinander verschieben und auf diese Weise zerreiben können. Der zwischen den Abdeckplatten 28 und 3 0 gebildete Raum des Gehäuses kann somit auch als Aktivkohle-Aufnahmeraum bezeichnet werden.

Die untere Abdeckplatte 28 wird mit Abstand oberhalb der Mündung des Frischluft-Einlasses 20 auf einer umlaufenden Schulter 34 des Grundgehäuses 16 gehalten und ist mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Durchlaßöffnungen versehen, deren Größe kleiner als die Partikelgröße der Aktivkohleschüttung gewählt ist. Die obere Abdeckplatte 30 kann beispielsweise eine Siebplatte mit größeren Durchlaßöffnungen sein, unter der zusätzlich noch ein - nicht gezeigtes Vliesfilter vorgesehen sein kann, welches den Durchtritt auch feinster Aktivkohle-Staubteilchen zum Tank-Einlaß 22 bzw. dem Motor-Auslaß 24 verhindert. Um die Aktivkohleschüttung 2 6 unter Vorspannung zu halten, wobei aber unterschiedliche Wärmedehnung der Schüttung und des Gehäuses ausgeglichen werden, kann die obere Abdeckplatte 30 durch eine (nicht gezeigte) Spannfeder in Abwärtsrichtung vorgespannt sein.

Im dargestellten Fall ist an dem im Gehäuseinnern mündenden Ende des Tankeinlasses 22 ein durch die Deckplatte 30, die Aktivkohleschüttung 2 6 und die Abdeckplatte 28 hindurchgeführte Leitung 36 angeschlossen, welche als in einem unter der Deckplatte 28 gebildeten Überström- oder Kondensatraum 38 mündet. Das bei laufendem Motor des Fahrzeugs über den

Motor-Auslaß 24 vom Kraftstofftank aus angesaugte Gemisch aus Luft und Kraftstoffdämpfen wird also durch die Aktivkohleschüttung 2 6 hindurchgesaugt, wobei die Kraftstoffdämpfe adsorbiert werden. Eventuell im Gemisch aus Luft und Kraftstoffdämpfen enthaltener auskondensierender Wasserdampf wird dagegen bei der Umlenkung im Überström- oder Kondensatraum ausgeschieden und kann über den Frischluft-Einlaß 20 austreten.

Um zu verhindern, daß bei regnerischem Wetter durch das Kraftfahrzeug aufgewirbelte Wassertröpfchen zusammen mit der Frischluft über den Frischlufteinlaß 20 in den Aktivkohle-Filter eintreten und dann bei laufendem Motor in die Aktivkohleschüttung 26 mitgerissen werden, ist in der unteren Stirnwand 40 eine zusätzlich vertiefte Sammelwanne 40 mit im wesentlichen zylindrischer Umfangswandung und ebenem Boden ausgebildet, in welcher mittig der Frischluft-Einlaß 20 mündet. Gegen den Übertröm- oder Kondensatraum 38 ist die Sammelwanne 40 durch eine Trennwand 42 abgeschottet, wobei jedoch über einen mittigen Durchlaß 44 in der Trennwand 42 über den Frischluft-Einlaß angesaugte Frischluft in das Innere des Gehäuses 12 des Aktivkohle-Filters 10 durchtreten kann. Auch im Oberström- oder Kondensatraum 38 kondensierter Wasserdampf kann über den Durchlaß 44 in die Sammelwanne 40 und dann über den Frischluft-Einlaß 2 0 abströmen .

In der Sammelwanne 40 ist ein Ventilkörper 46 durch Rippen 48 an der Umfangswandung der Sammelwanne 40 geführt senkrecht aufschwimmbar angeordnet, der in der in Figur 1 dargestellten abgesenkten Stellung auf Vorsprüngen 50 auf dem Boden der Sammelwanne aufruht, so daß der Ventilkörper 46 weder den Frischluft-Einlaß 2 0 noch den Durchlaß 44 verschließt. Wenn andererseits durch Spritzwasser oder dergleichen in der Sammelwanne 40 sich soviel Wasser gesammelt hat, daß der Ventilkörper in die in Figur 2 dargestellte angehobene Stellung aufgeschwommen ist, verschließt die dem

Durchlaß 44 zugewandte kegelige Begrenzungsfläche des Ventilkörpers 46 den Durchlaß 44, so daß dann kein Wasser aus der Sammelwanne 40 in den Überstrom- oder Kondensatraum 38 übertreten kann. Da das in der Sammelwanne 40 gesammelte Wasser über den Frischluft-Einlaß 20 mit relativ großem Querschnitt schnell abfließt, weil auch die Saugströmung der Frischluft durch den Einlaß 2 0 bei aufgeschwommenem Ventilkörper unterbrochen wird, sinkt der Ventilkörper 46 schnell wieder ab und gibt den Durchlaß 44 frei. Das Spiel der Abscheidung von Wasser in der Sammelwanne 40 kann sich dann solange wiederholen, bis in der zuströmenden Frischluft keine Wassertröpfchen mehr enthalten sind.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Aktivkohlefilters 10 unterscheidet sich von dem Aktivkohlefilter 10 gemessenen Fig. 1 und 2 nur geringfügig dadurch, daß die im Innern des Gehäuses 12 an den Tank-Einlaß 22 angeschlossene Leitung 36 im Falle des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 seitlich zur Längsmittelachse des Gehäuses versetzt und im Fall des Aktivkohlefilters 10 gemäß Fig. 3 das Gehäuse mittig durchsetzt, d.h. daß die Längsmittelachse des Gehäuses 12 und der Leitung 3 6 zusammenfällt. Im übrigen entsprechen sie die Ausgestaltung beider Aktivkohlefilter weitgehend identisch, so daß auf eine nähere Beschreibung zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet wird, zumal in gleichen Teilen der beiden Aktivkohlefilter 10 gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

Der in Fig. 4 gezeigte Aktivkohlefilter 110 hat einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau wie die zuvor beschriebene Aktivkohlefilter 10 und funktionell übereinstimmende Bauteile sind bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen auch mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei im Falle des Aktivkohlefilters 110 lediglich jeweils eine "1" vorangestellt ist. Nachstehend genügt es daher, die gegenüber den Aktivkohlefiltern 10 getroffene Unterschiede herauszustellen, während für den grundsätzlichen Aufbau auf die

vorausgehende Beschreibung der Aktivkohlefilter 10 verwiesen werden kann.

Ein Unterschied besteht darin, daß der Motor-Einlaß 22 in den oberhalb der Aktivkohleschüttung 122 im Gehäuse gebildeten Raum mündet und nicht - wie man bei einem ersten Blick auf die Zeichnung meinen könnte - bis in den Überström- oder Kondensatraum 138 geführt ist, sondern direkt in dem im Stirndeckel 118 gebildeten Raum mündet. Die Mündung des Motor-Einlasses 124 öffnet sich dagegen nicht in den im Stirndeckel 118 gebildeten Raum, sondern ist an eine Leitung 136 angeschlossen, welche - in nicht gezeigter Weise - durch die Abdeckplatte 13 0, die Aktivkohleschüttung 126 und die Abdeckplatte 128 in den Kondensat- oder Überströmraum 138 geführt ist. Auch in diesem Fall wird also das bei laufendem Motor über den Motor-Auslaß 124 aus dem Tank angesaugte Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen durch die Aktivkohleschüttung 12 6 gesaugt, in diesem Falle jedoch in entgegengesetzter Richtung wie bei den Aktivkohlefiltern 10, nämlich von dem im Stirndeckel 118 gebildeten Raum durch die Aktivkohleschüttung 12 6 zum Überström- oder Kondensatraum 13 8.

Während der Fahrt über den Frischluft-Einlaß 120 angesaugte Frischluft wird also im Überström- bzw. Kondensatraum 138 direkt in die dort endende Mündung der Leitung 13 6 gesaugt, so daß die Gefahr, daß in der Frischluft mitgerissene Wassertröpfchen von unten in die Aktivkohleschüttung 12 6 eindringen relativ gering ist, zumal dann, wenn außerdem noch eine Strömung des Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen in entgegengesetzter Richtung durch die Aktivkohleschüttung 126 erfolgt. Die Ausbildung einer der Sammelwanne 40 entsprechende Sammelwanne in der Stirnwand 14 ist deshalb weitgehend entbehrlich und beim gezeigten Ausführungsbeispiel nicht verwirklicht, obwohl sie grundsätzlich in gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein könnte.

Dagegen könnte aus in dem vom Kraftstofftank angesaugten Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen enthaltenes Wasser in dem oberhalb der Aktivkohleschüttung 12 6 befindlichen Raum kondensieren und dann von oben in die Aktivkohleschüttung 12 6 eindringen und diese in ihrer Wirksamkeit verschlechtern. Erfindungsgemäß ist deshalb beim Aktivkohle-Filter 110 eine Sammelwanne 140 unterhalb des Tank-Einlasses 122 im Stirndeckel 118 ausgebildet, welche in ihrem Boden eine Abflußöffnung 144 aufweist, an welcher eine durch die Abdeckplatte 13 0, die Aktivkohleschüttung 12 6 und die Abdeckplatte 128 hindurchgeführte Leitung 142 angeschlossen ist, welche also im Oberström- oder Kondensatraum 138 mündet.

In der Sammelwanne 140 ist wiederum ein aufschwimmbarer Ventilkörper 146 in senkrechter Richtung aufschwimmbar geführt, der an seiner Unterseite mit einem zur Abflußöffnung 144 fluchtenden und diesen in nicht aufgeschwommenem Zustand dicht verschließenden Ventilvorsprung 150 versehen ist. Der aufschwimmbare Ventilkörper 146 wird durch vom Boden der Sammelwanne 140 hochstehende und den Ventilvorsprung 150 zwischen sich aufnehmende Rippen 148 geführt. Zusätzlich von der Innenseite des Stirndeckels 118 nach unten vorspringende und den eigentlichen Ventilkörper 146 führende Rippen 152 können außerdem vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß der Ventilkörper auch bei vom Fahrzeug auf den Aktivkohle-Filter übertragene Schwingungen in exakter Ausrichtung zur Abflußöffnung 144 geführt ist.

Es ist nunmehr ersichtlich, daß in sich der Sammelwanne das zu Wassertröpfchen kondensierende Wasser aus dem Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen niederschlägt und dabei die Sammelwanne 140 langsam füllt. Sobald der Ventilkörper 146 aufschwimmt, öffnet der Ventilvorsprung 150 die Abflußöffnung 144 und das in der Sammelwanne 140 gesammelte Wasser kann über die Leitung 142 zum Überström- bzw. Kondensatraum

138 abfließen, von wo es dann aus dem Frischluft-Einlaß 120 austritt oder - wenn die Eintrittsgeschwindigkeit der Frischluft in den Einlaß 120 infolge eines relativ hohen vom Motor erzeugten Unterdruck relativ stark ist, sich zunächst im Überström- oder Kondensatraum 138 sammelt und eventuell auch zum Teil mit der angesaugten Frischluft in die Leitung 13 6 eingesaugt und zum Motor-Einlaß geführt wird. Eine Durchnetzung der Aktivkohleschuttung 12 6 erfolgt aber in keinem Fall, so daß also das angestrebte Ziel, eine Durchfeuchtung der Aktivkohleschuttung zu vermeiden auch in diesem Fall erreicht wird.

Claims

Ansprüche

1. Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einem Aufnahmeraum mit einer Schüttung aus Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß, einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungsleitung anschließbaren, den Kraftstoffdampf rückführenden Motor-Auslaß und einem mit der Umgebungsatmosphäre verbundenen Frischluft-Einlaß, wobei der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß vorzusweise an der gleichen Stirnseite des Gehäuses vorgesehen sind, und der Frischluft-Einlaß in einen Bereich des Gehäuses geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung vom Motor-Auslaß getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der mit Wasser, Wassertröpfchen oder Wasserdampf beladene Entlüftungs- oder Frischluftstrom in eine in Strömungsrichtung vor dem Aktivkohle-Aufnahmeraum im Gehäuse (12) angeordnete Wasser-Sammelwanne (40; 140) geführt ist, die an ihrer Oberseite eine Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum aufweist, und

daß in der Sammelwanne (40; 140) ein aufschwimmbarer Ventilkörper (46; 146) angeordnet ist, welcher auf sich in der Sammelwanne (40; 140) sammelndem Wasser aufschwimmt und dabei die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum verschließt oder einen den Aktivkohle-Aufnahmeraum umgehenden Abfluß

(144) zur Umgebungsatmosphäre öffnet.

ie

2. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1 mit einem im Gehäuseboden vorgesehenen Frischluft-Einlaß, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelwanne (40) in einem vertieften Bereich des Bodens des Gehäuses (12) ausgebildet ist, in welchem der Frischluft-Einlaß (20) mündet, daß die Oberseite des die Sammelwanne (40) bildenden vertieften Bereichs des Gehäuses (12) durch eine Trennwand (42) gegen das Innere des darüberliegenden Gehäuses abgeschottet ist, und daß oberhalb des aufschwimmbaren Ventilkörpers (46) in der Trennwand (42) ein die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum bildender, vom aufschwimmbaren Ventilkörper (46) dicht verschließbarer Durchlaß (44) vorgesehen ist.

3. Aktivkohlefilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aufschwimmbare Ventilkörper (46) in der Sammelwanne (40) derart in senkrechter Richtung geführt ist, daß er mit dem Durchlaß (44) fluchtet.

4. Aktivkohlefilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (46) an seiner Oberseite eine kegelige oder kegelstumpfförmige Begrenzungsfläche aufweist, und daß der Durchlaß (44) kreisquerschnittsförmig begrenzt ist.

5 5. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1, bei welchem der Tank-Einlaß in der Oberseite des Gehäuses mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelwanne (140) unterhalb des Tank-Einlasses (122) und oberhalb des Aktivkohle-Aufnahmeraums angeordnet ist und in ihrem Boden eine Abflußöffnung (144) 0 aufweist, an welcher eine durch den Aktivkohle-Aufnahmeraum hindurch bis in einen unter der Aktivkohleschüttung (12 6) vorgesehenen und über den Frischluft-Einlaß (12 0) mit der Außenatmosphäre verbundenen Kondensatraum (138) geführte Leitung (142) angeschlossen ist, und daß der aufschwimmbare Ventilkörper (146) an seiner Unterseite mit einem zur Abflußöffnung (144) fluchtenden und sie in nicht aufge-

schwömme &eegr; em Zustand dicht verschließenden Vent i Ivor sprung¹ (150) versehen ist.

6. Aktivkohlefilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilvorsprung (150) durch vom Boden der Sammelwanne (140) vorstehende Führungsrippen (148) fluchtend zur Abflußöffnung (144) geführt ist.