Vorrichtung zum Verhindern des Uberfüllens eines Kraftstofftankes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des Oberfüllens eines mit einem Einfüllstutzen und einer Betan- kungs-Entluftungsleitung versehenen Kraftstofftankes, wobei oberhalb der Einmündung der Betankungs-Entluftungsleitung eine ins Freie oder zu einem Auffangbehalter fuhrende Betriebs-Ent- lüftungsleitung in den Kraftstofftank mündet, in welche eine Ventileinrichtung eingeschaltet ist, die wahrend des Füllens des Kraftstofftankes geschlossen und in der übrigen Zeit geöff- net ist, Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 464 420 oder der DE 43 43 498 bekannt. Bel den bekannten Vorrichtungen ist die Ventileinrichtung fUr die Betriebs-Entluftungsleitung seit- lich am oberen Ende des Einfüllstutzens befestigt und wird tuber einen in das Einfüllstutzenende hineinragenden Ventilbetäti- gungskörper von der zum Betanken eingeführten Zapfpistole bzw. einer von dieser aufgesto#enen Einfülstutzen-Verschlu#klappe in die Schließstellung versetzt. Diese Lösung ist mechanisch aufwendig und fertigungsintensiv. In der nicht vorveröffent- lichten internationalen Anmeldung Nr. PCT/AT 97/00177 derselben Anmelderin wurde daher bereits eine wesentlich einfacher und kostengünstiger aufgebaute Vorrichtung vorgeschlagen, indem die Ventileinrichtung einen Ventilverschlußkörper aufweist, der in Richtung vom Kraftstofftank wegfuhrend mit einem Ventilsitz in Eingriff versetzbar, in die Offenstellung vorgespannt und zu- mindest im gesperrten Zustand von einem strömungsbegrenzenden Nebenschlußweg überbrückt ist.

Diese Art von Ventileinrichtung ist ein vom Einfull- stutzenende vollstandig getrennter Bauteil, der allein durch die auftretenden Betriebsdrücke bzw. Gasströmungen betätigt wird, was eine aufwendige mechanische Kupplung mit der eingrei- fenden Zapfpistole bzw. der Verschlußklappe oder Druckmembran erubrigt. Die Strömungsbegrenzung im Nebenschlußweg wird so gro# gewählt, da# der sich in der Endphase des Betankens in dem Tankraum oberhalb der Mündung der Betankungs-Entluftungsleitung aufbauende Uberdruck innerhalb jener Zeitspanne, in der ein

durchschnittlicher Benützer versucht ware nachzutanken, nicht wesentlich abbaut. Dadurch ist gewährleistet, daß der Tankraum oberhalb der Betankungs-Entlüftungsleitung während des Tankens nicht signifikant mit Kraftstoff befullt wird. Erst einige Zeit nach der Beendigung des Tankvorganges wird der Druck tuber den Nebenschlußweg langsam abgebaut, wodurch allfalliger Kraftstoff aus dem Einfüllstutzen unter geringfügiger Füllung des Tankrau- mes oberhalb der Mündung der Betankungs-EntlüStungsleitung in den Tank nachrinnt. Sobald der Druckgradient tuber den Neben- schlußweg einen vorgegebenen Wert unterschreitet, öffnet die Ventileinrichtung und gibt einen wesentlich größeren Strömungs- querschnitt als der Nebenschlußweg frei, wobei dieser Strö- mungsquerschnitt die normale Be-und Entlüftung während des Be- triebes zuläßt. Im Fahrbetrieb tritt keine nennenswerte Gas- strömung über die Ventileinrichtung auf, so da# diese geöffnet bleibt und ermöglicht, daß Druckschwankungen im Inneren des Tankes tuber den großen Strömungsquerschnitt der Ventileinrich- tung sofort ausgeglichen werden.

Wenn unmittelbar beim Tankvorgang eine starke Erhitzung des Kraftstoffes auftritt, ist damit auch eine starke Ausgasung des Kraftstoffes verbunden, welche unter Umständen nicht rasch genug tuber den Nebenschlußweg abgebaut werden kann. Die vorlie- gende Erfindung setzt sich zum Ziel, die genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß auch eine solche gefährliche Überdruck- situation ausgeschlossen ist. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ventilsitz seinerseits beweglich ge- lagert ist, mit einem Innenabsatz der Ventileinrichtung einen Uberdruckventilspalt bildet, und in die Schließstellung und in Richtung gegen den Ventilverschlußkörper vorgespannt ist.

Auf diese Weise wird, wenn der Druckabfall tuber den Neben- schlußweg zu groß wird, der Uberdruckventilspalt geöffnet, u. zw. auf sehr einfache Weise dadurch, daß der gegen den Ven- tilsitz arbeitende Ventilverschlußkörper die Vorspannkraft des letzteren überwindet. Dadurch wird eine Uberdruckventilfunktion geschaffen, welche die beschriebenen ausnahmehaften Oberdruck- situationen sicher verhindert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, daß der Ventilsitz in Form einer Hülse ausge-

bildet ist, deren Innenseite zur Anlage des Ventilverschlußkör- pers und deren Außenseite zur Anlage am Innenabsatz dient, und die mittels einer Druckfeder gegen den Innenabsatz und den Ven- tilverschlußkörper vorgespannt ist. Diese Konstruktion ermög- licht einen besonders kompakten, ausschließlich axial und damit störungsunanfällig arbeitenden Aufbau der Vorrichtung.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Nebenschlußweg durch Riefen, Kerben od. dgl. in der Oberfläche des Ventilverschlußkörpers und/oder des Ventilsitzes gebildet ist. Dies stellt eine beson- ders einfache Art der Errichtung des Nebenschlußweges dar.

In jedem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ven- tilverschlußkörper durch sein Eigengewicht oder durch Federbe- lastung in die Offenstellung vorgespannt ist. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, ein druck-bzw. strömungs- gesteuertes Schließen der Ventileinrichtung oberhalb eines vor- gegebenen Schwellwertes zu realisieren.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Schaffung einer Ventileinrichtung fur eine Vorrichtung der oben beschrie- benen Art, einenVentilverschlu#körper,durch der mit einem Ventilsitz in Eingriff versetzbar, in die Offen- stellung vorgespannt und zumindest im gesperrten Zustand von einem strömungsbegrenzenden Nebenschlußweg überbrückt ist, wo- bei der Ventilsitz seinerseits beweglich gelagert ist, mit einem Innenabsatz der Ventileinrichtung einen Uberdruckventil- spalt bildet, und in die Schließstellung und in Richtung gegen den Ventilverschlußkörper vorgespannt ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeich- nungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrich- tung, die Fig. 2 und 3 die Ventileinrichtung gemäß dem Stammpatent in der Stellung"Fahren" (Fig. 2) bzw."Tanken" (Fig. 3), und die Fig. 4 bis 6 die Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Stellung"Fahren" (Fig. 4),"Tanken" (Fig. 5) und"Tanken-Uber drucksituation" (Fig. 6).

In Fig. 1 ist ein Kraftstofftank 1 mit einem Einfüllstut- zen 2 gezeigt. Das obere Ende 3 des Einfüllstutzens 2 nimmt wahrend des Tankens ein Füllrohr 4 einer nicht weiter darge- stellten Zapfpistole auf.

Vom oberen Bereich des Kraftstofftankes 1 geht eine Betan- kungs-Entluftungsleitung 6 aus, welche in eine Abzugleitung 7 mundet und das Füllen des Tankes 1 bis zu dem Pegel 8 ermög- licht.

Die Abzugleitung 7 fuhrt bei 9 entweder direkt ins Freie oder zu einem in den Fig. 2 und 3 schematisch und strichliert dargestellten Auffangbehalter eines sog. ORVR-Systems (onboard refuelling vapor recovery system). Ein solcher Auffangbehalter ist mit einem Aktivkohlefilter (AKF) zur Absorption von Kraft- stoffdampfen ausgestattet und wird wahrend des Betriebes des Fahrzeuges von Verbrennungszufuhrgasen durchspült, welche die Kraftstoffrückstände aus dem Aktivkohlefilter 16sen und der Verbrennung zuführen.

Ist ein derartiges ORVR-System vorhanden, wird die Abzu- gleitung 7 liber ein Ventil 5 auch an das obere Ende 3 des Ein- fullstutzens 2 angeschlossen. Das Ventil 5 wird wahrend des Be- tankens geöffnet, um die direkt neben dem einströmenden Kraft- stoff auftretenden Kraftstoffdampfe dem Auffangbehälter zuzu- führen.

Vom Kraftstofftank 1 geht oberhalb der Einmündung der Be- tankungs-Entluftungsleitung 6, im dargestellten Fall vom ober- sten Punkt eines oberen Luftraumes 10, eine in die Abzugleitung 7 mündende Betriebs-Entlüftungsleitung 11 aus. Die Mündung der Betriebs-EntlüStungsleitung 11 im Kraftstofftank 1 kann z. B. mit Hilfe eines"Roll-over"-Ventiles 12 verschlossen werden, das im Falle eines Umkehrens des Tankes bei einem Unfall schließt. In die Betriebs-Entliiftungsleitung 11 ist eine Ven- tileinrichtung 13 eingeschaltet, die von einem strömungsbegren- zenden Nebenschlußweg 14 überbrückt ist.

Die Ventileinrichtung 13 sperrt in Richtung vom Kraft- stofftank 1 wegführend. Ihr Ventilverschlußkörper 13', der beim gezeigten Beispiel als zylindrischer Körper mit angesetztem Verschlußkegel ausgebildet ist, ist in die Offenstellung vorge- spannt, wie spalter noch ausführlicher erläutert wird.

Die Funktionsweise der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt. Wenn der Kraftstofftank 1 bis auf den Pegel 8 gestiegen ist, ist die Betankungs-Entlüftungsleitung 6 verschlossen und zur weiteren Entlüftung steht nur mehr die Betriebs-Entlüf- tungsleitung 11 zur Verfügung. Die beim Schließen der Betan- kungs-Entluftungsleitung 6 schlagartig ansteigende Gasströmung in der Betriebs-Entluftungsleitung 11 versetzt den Ventiler- schlußkörper 13'aus seiner Ruhe-Offenstellung (Fig. 2) in die Schließstellung (Fig. 3), so daß nur mehr der Nebenschlußweg 14 zur EntlüEtung des Raumes 10 verbleibt. Der Strömungsquer- schnitt des Nebenschlußweges 14 ist jedoch so gering, daß der dauber abfallende Druckgradient nicht ausreichend rasch abge- baut werden kann, um eine sofortige Entlüftung des Raumes 10 zu gewährleisten. Der Raum 10 bleibt daher vom Kraftstoff unge- fullt, und der Kraftstoffspiegel steigt statt dessen im Ein- fullstutzen 2 bis auf einen Pegel 15 an, bei dem die Automatik der Zapfpistole abschaltet.

Der Druck im Raum 10 kann sich tuber den Nebenschlußweg 14 nur langsam in gewissem Ausmaß abbauen, d. h. tuber einen ausrei- chenden zeitlichen Abstand zum Tankvorgang, so dal3 der im Ein- füllstutzen 2 verbliebene Kraftstoff unter geringfiigiger Fiil- lung des Raumes 10 in den Tank 1 nachrinnt. Im Fahrbetrieb ist sodann der Füllstand im Einfüllstutzen 2 nicht hocher als im Tank 1 selbst.

Wenn der Druck im Raum 10 auf einen vorgegebenen Schwell- wert abgesunken ist, welcher durch die Vorspannung des Ventil- verschlußkörpers 13'definiert wird, öffnet die Ventileinrich- tung 13. Das Ventil 12 verhindert ein ungewolltes Austreten von Kraftstoff tuber die Betriebs-Entluftungsleitung 11. Im Fahrbe- trieb gestattet der große Strömungsquerschnitt der geöffneten Ventileinrichtung 13 einen unmittelbaren und ungehinderten Gas- druckausgleich zwischen dem Kraftstofftank 1 und dem Freien bzw. dem Auffangbehalter.

Der konstruktive Aufbau des Nebenschlußweges 14 ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Ventileinrichtung 13 besitzt ein etwa rohrförmiges Gehäuse 16 mit axialen Ein-bzw. Auslässen 17,18 an beiden Enden. Im Gehäuse 16 ist ein hohler Ventilverschluß- körper 13'axial gefuhrt und an einem ringförmigen Ventilsitz

19 zur Anlage bringbar, welcher auf der Innenseite des Gehauses 16 nahe dem Auslaß 18 angeordnet ist. Die Ventileinrichtung 13 wird in der Regel in der dargestellten Einbaulage montiert, d. h. senkrecht, wobei der Ventilverschlußkörper 13'durch sein Eigengewicht in die Offenstellung (Fig. 2) vorgespannt ist.

Der Nebenschlußweg 14 bildet sich in der Schließstellung (Fig. 3) der Ventileinrichtung 13 dadurch aus, daß die Oberfla- che des Ventilverschlußkörpers 13'und/oder des Ventilsitzes 19 mit Riefen, Kerben od. dgl. versehen ist, so daß keine vollstän- dige Abdichtung zwischen Ventilverschlußkörper 13'und Ventil- sitz 19 in der Schließstellung (Fig. 3) gegeben ist.

Es versteht sich, dal3 der Nebenschlußweg 14 jedoch auch als gesonderter, die Ventileinrichtung 13 permanent uberbruk- kender strömungsbegrenzender Bauteil ausgebildet sein könnte, beispielsweise in Form einer der Ventileinrichtung 13 parallel geschalteten Leitung mit definierter Engstelle, oder einfach durch eine Bohrung im Ventilverschlußkörper 13'.

Anstelle des gezeigten Ventilverschlußkörpers 13'könnte auch jede andere Art von Ventilverschlußkörper verwendet wer- den, z. B. ein Ventilteller, eine Ventilklappe, eine Ventilkugel od. dgl. Bei dem gezeigten Beispiel wird der Ventilverschlußkör- per 13'an seinem Außenumfang mit Hilfe von sich axial erstrek- kenden, uber den Innenumfang des Gehauses 19 verteilten Radial- rippen 20 gefuhrt und schlagt in der in Fig. 2 gezeigten Offen- stellung an tuber den Umfang verteilten Innenabsätzen 21 des Ge- hauses 16 an, so daß in dieser Stellung eine Umströmung des Ventilverschlußkörpers 13'über die Zwischenraume zwischen den Ansätzen 21 und den Radialrippen 20 möglich ist. Alternativ könnte der Ventilverschlußkörper 13'von einer zentralen Ven- tilspindel gefuhrt werden. Der Ventilverschlußkörper 13'und das Gehäuse 16 sind bevorzugt aus Kunststoff geformt, es sind jedoch auch andere Materialien wie Metallblech, Aluminium od. dgl. vorstellbar.

Bei den erfindungsgemä#en Ausführungsformen der Ventilein- richtung 13 gemäß den Fig. 4 bis 6 werden gleiche Bezugszeichen fur gleiche Teille wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet. Anstelle des starren Ventilsitzes 19 der Fig. 2 und 3 wird hier ein in Form einer Hülse ausgebildeter, axial beweglich gelagerter Ven-

tilsitz 19'verwendet, um eine zusatzliche Uberdruckventilfunk- tion zu erzeugen.

Die Hulse bzw. der Ventilsitz 19'ist an seiner Außenseite mit einem Umfangsabsatz 22 und einem Dichtring 23 versehen, welche mit einem Innenabsatz 24 der Ventileinrichtung 13 einen Ventilspalt 25 bilden (Fig. 6). Der Innenabsatz 24 wird im ge- zeigten Fall durch einen Ring gebildet, der zwischen den beiden ineinandergeschobenen Teilen eines hier zweiteilig ausgefuhrten Gehäuses 16 festgelegt ist.

Der Ventilsitz 19'wird mit Hilfe einer Druckfeder 26, die sich an einem weiteren Innenabsatz 26' des Gehäuses 16 ab- stutzt, in Richtung auf den Innenabsatz 24 vorgespannt, um in der Ruhestellung den Ventilspalt 24 zu schließen (Fig. 4 und 5). Erst wenn der Druck am Einlaß 17, d. h. der Druckabfall tuber den Nebenschlußweg 14, die Kraft der Feder 26 überwindet, wird der geöffnet(Fig.6).25 Um bei der dargestellten Ausführungsform ein allfalliges Verlegen des Ventilspaltes 24 durch den hier in Form eines Hohlkonus ausgeführten Ventilverschlußkörpers 13'zu vermeiden, ist letzterer mit Abstandshalterippen 27 ausgestattet, welche am Innenabsatz 24 auf dessen anderer Seite anschlagen (Fig. 5 und 6) und eine Durchströmung zulassen. Wird der Druck in der in Fig. 6 gezeigten Stellung noch weiter erhöht, kann sich da- her der Ventilsitz 19'weiter nach oben vom Innenabsatz 24 ent- fernen, um einen größeren Durchströmquerschnitt freizugeben, während der stehenbleibt.13' Selbstverstandlich ist die dargestellte Ausführungsform des Überdruckventiles nur beispielhaft, wesentlich ist, daß der Ventilsitz 19'in irgendeiner Form mit der Ventileinrichtung 13 einen zusatzlichen Ventilspalt 25 bildet, welcher von einem auf den Ventilverschlu#körper 13' übermä#ig einwirkenden Druck ge- bffnet wird.