Kraftstofftankes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des U _b erfullens eines mit einem Emfullstutzen und einer Betan¬ kungs-Entlüftungsleitung versehenen Kraftstofftankes, wobei oberhalb der Einmündung der Betankungs-Entlüftungsleitung eine ms Freie oder zu einem Auffangbehalter fuhrende Betriebs-Ent- lüftungsleitung in den Kraftstofftank mundet, in welche eine Ventilemrichtung eingeschaltet ist, die wahrend des Füllens _d es Kraftstofftankes geschlossen und in der übrigen Zeit geöff¬

Derartige Vorrichtungen sind z.E. aus der EP 0 464 420 oder der DE 43 43 498 bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen ist d e Ventilemrichtung für die Betnebs-Entluftungsleitung seitlich am oberen Ende des Emfullstutzens befestigt und wird über einen in das Emfullstutzenende hineinragenden Ventilbeta- tigungskorper von der zum Betanken eingeführten Zapfpistole bzw. einer von αieser aufgestoßenen Emfullstutzen-Verschluß- klappe in die Schließstellung versetzt. Diese Losung ist mecha¬ nisch aufwendig und fertigungsintensiv.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die wesentlich einfacher und kostengünstiger aufgebaut ist. Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Ventilemrichtung einen Ventilverschlußkorper aufweist, der Richtung vom Kraftstoff¬ tank wegführend mit einem Ventilsitz in Eingriff versetzbar, in die Offenstellung vorgespannt und zumindest im gesperrten Zu¬ stand von einem stromungsbegrenzenden Nebenschlußweg überbrückt ist.

Die erfmdungsgemaße Ventilemrichtung ist ein vom Em¬ fullstutzenende vollständig getrennter Bauteil, der allein durch die auftretenden Betriebsdrucke bzw. Gasstromungen betä¬ tigt wird, was eine aufwendige mechanische Kupplung mit der eingreifenden Zapfpistole bzw. der Verschlußklappe oder Druck- membran erübrigt. Die Stromungsbegrenzung im Nebenschlußweg wird so groß gewählt, daß der sich in der Endphase des Betan- kens m dem Tankraum oberhalb der Mundung der Betan-

kungs-Entlüftungsleitung aufbauende berdruck innerhalb jener Zeitspanne, in der ein durchschnittlicher Benutzer versucht wä¬ re nachzutanken, nicht wesentlich abbaut. Dadurch ist gewähr¬ leistet, daß der Tankraum oberhalb der Betankungs-Entlüftungs- leitung während des Tankens nicht signifikant mit Kraftstoff befüllt wird. Erst einige Zeit nach der Beendigung des Tankvor¬ ganges wird der Druck über den Nebenschlußweg langsam abgebaut, wodurch allfälliger Kraftstoff aus dem Einfüllstutzen unter ge¬ ringfügiger Füllung des Tankraumes oberhalb der Mündung der Be- tankungs-Entlüftungsleitung in den Tank nachrinnt. Sobald der Druckgradient über den Nebenschlußweg einen vorgegebenen Wert unterschreitet, öffnet die Ventilemrichtung und gibt einen wesentlich größeren Strömungsquerschnitt als der Nebenschlußweg frei, wobei dieser Strömungsσuerschnitt die normale Be- und Entlüftung während des Betriebes zuläßt.

Im Fahrbetrieb tritt keine nennenswerte Gasströmung über die Ventileinrichtung auf, so daß diese geöffnet bleibt und er¬ möglicht, daß Druckschwankungen im Inneren des Tankes über den großen Strömungsquerschnitt der Ventileinrichtung sofort ausge- glichen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Ventileinrichtung einen an einem ringförmigen Ventilsitz zur Anlage kommenden Ventilverschlußkörper aufweist, 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 besonders ein¬ fache Art der Errichtung des Nebenschlußweges dar.

In jedem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ven¬ tilverschlußkörper der Ventileinrichtung ein Kunststofformteil ist, und wenn der Ventilverschlußkörper durch sein Eigengewicht oder durch Federbelastung in die Offenstellung vorgespannt ist. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, ein druck- bzw. strömungsgesteuertes Schließen der Ventileinrichtung ober¬ halb eines vorgegebenen Schwellwertes zu realisieren. Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeich¬ nungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfmdungsgemaßen Vorrich ^¬

Fig. 2 und 3 die Ventile richtung gemäß der Erfindung in der Stellung "Fahren" (Fig. 2) bzw. "Tanken" (Fig. 3) . In Fig. 1 ist ein Kraftstofftank 1 mit einem Emfullstut- zen 2 gezeigt. Das obere Ende 3 des Emfullstutzens 2 nimmt wahrend des Tankens ein Fullrohr 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 ms 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 Aktivkohlefllter (AKF) zur Absorption von Kraft¬ stoffdampfen ausgestattet und wird wahrend des Betriebes des Fahrzeuges von Verbrennungszufuhrgasen durchspult, welche die Kraftstoffruckstande aus dem Aktivkohlefilter losen und der Verbrennung zufuhren.

Ist ein derartiges ORVR-System vorhanden, wird die Abzug¬ leitung 7 über em Ventil 5 auch an das obere Ende 3 des Em¬ fullstutzens 2 angeschlossen. Das Ventil 5 wird wahrend des Be- tankens geöffnet, um die direkt neben dem einströmenden Kraft¬ stoff auftretenden Kraftstoffdampfe dem Auffangbehalter zuzu¬ führen.

Vom Kraftstofftank 1 geht oberhalb der Einmündung der Be¬ tankungs-Entlüftungsleitung 6, im dargestellten Fall vom ober- sten Punkt eines oberen Luftraumes 10, eine in die Abzugleitung 7 mundende Betriebs-Entlüftungsleitung 11 aus. Die Mündung der Betnebs-Entluftungsleitung 11 im Kraftstof tank 1 kann z.B. mit Hilfe eines "Roll-over"-Ventιles 12 verschlossen werden, das im Falle eines Umkehrens des Tankes bei einem Unfall schließt. In die Betriebs-Entlüftungsleitung 11 ist eine Ven¬ tilemrichtung 13 eingeschaltet, die von einem stromungsbegren- 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 später 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-Entlüftungsleitung 6 schlagartig ansteigende Gasströmung in der Betriebs-Entlüftungsleitung 11 versetzt den Ventilver¬ schlußkörper 13' aus seiner Ruhe-Of enstellung (Fig. 2 ) in die Schließstellung (Fig. 3), so daß nur mehr der Nebenschlußweg 14 zur Entlüftung des Raumes 10 verbleibt. Der Strömungsquer¬ schnitt des Nebenschlußweges 14 ist jedoch so gering, daß der darüber 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- füllt, und der Kraftstoffspiegel steigt statt dessen im Ein¬ füllstutzen 2 bis auf einen Pegel 15 an, bei dem die Automatik der Zapfpistole abschaltet.

Der Druck im Raum 10 kann sich über den Nebenschlußweg 14 nur langsam in gewissem Ausmaß abbauen, d.h. über einen ausrei- chenden zeitlichen Abstand zum Tankvorgang, so, daß der im Ein¬ füllstutzen 2 verbliebene Kraftstoff unter geringfügiger Fül¬ lung des Raumes 10 in den Tank 1 nachrinnt. Im Fahrbetrieb ist sodann der Füllstand im Einfüllstutzen 2 nicht höher 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 über die Betriebs-Entlüftungsleitung 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 der Ventileinrichtung 13 und des Nebenschlußweges 14 ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die Ven¬ tileinrichtung 13 besitzt ein etwa rohrförmiges Gehäuse 16 mit axialen Ein- bzw. Auslässen 17, 18 an beiden Enden. Im Gehäuse 16 ist ein hohler Ventilverschlußkörper 13' axial geführt und an einem ringförmigen Ventilsitz 19 zur Anlage bringbar, wel¬ cher auf der Innenseite des Gehäuses 16 nahe dem Auslaß 18 an¬ geordnet 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 Offen¬ stellung (Fig. 2) vorgespannt ist.

Der Nebenschlußweg 14 bildet sich in der Schließstellung (Fig. 3) der Ventileinrichtung 13 dadurch aus, daß die Oberflä¬ 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, daß der Nebenschlußweg 14 jedoch auch als gesonderter, die Ventileinrichtung 13 permanent überbrük- 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, über den Innenumfang des Gehäuses 19 verteilten Radial- rippen 20 geführt und schlägt in der in Fig. 2 gezeigten Offen¬ stellung an über den Umfang verteilten Innenabsätzen 21 des Ge¬ häuses 16 an, so daß in dieser Stellung eine Umströmung des Ventilverschlußkörpers 13' über die Zwischenräume zwischen den Ansätzen 21 und den Radialrippen 20 möglich ist. Alternativ könnte der Ventilverschlußkörper 13' von einer zentralen Ven¬ tilspindel geführt 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.