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Die
Erfindung betrifft eine Entlüftungseinheit für ein Entlüftungssystem
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Das Entlüftungssystem dient hierbei dem
Be- und Entlüften
eines Kraftstoffbehälters
eines Kraftfahrzeugs.
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Kraftfahrzeuge
besitzen einen Kraftstoffbehälter
und Zuleitungen, bei denen sichergestellt werden muss, dass flüssiger oder
gasförmiger
Kraftstoff nicht ungewollt entweicht.
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Hierzu
ist es bekannt, eine Füllentlüftungsleitung
zwischen dem oberen Ende des Kraftstoffeinfüllrohrs und dem Kraftstoffbehälter vorzusehen.
Wird der Kraftstoffbehälter
befüllt,
können
aus dem Kraftstoffbehälter
verdrängte
Kraftstoffdämpfe über das Füllrohr entweichen,
und zwar entweder direkt über die
Einfüllrohröffnung nach
draußen,
oder indirekt über
einen Aktivkohlefilter.
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Zum
Ende des Betankungsvorgangs füllt sich
die Füllentlüftungsleitung
mit flüssigem
Kraftstoff. Dadurch können
keine Kraftstoffdämpfe
mehr durch die Füllentlüftungsleitung
nach außen
gelangen, und es ist ein weiteres Betanken nur noch gegen den hydrostatischen
Druck des in der Füllentlüftungsleitung
befindlichen Kraftstoffs möglich.
Wird weiter betankt, so steigt allmählich der Flüssigkeitsspiegel im
Kraftstoffeinfüllrohr
und in der Füllentlüftungsleitung.
Zum Schluss wird die Eintrittsöffnung
der Zapfpistole von flüssigem
Kraftstoff benetzt und die weitere Kraftstoffzufuhr von der Zapfpistolenautomatik
unterbrochen.
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Tankt
der Fahrzeughalter anschließend nach,
so lässt
sich durch Druckspitzen, nämlich
dem Anlauf der Zapfpistole, zusätzlicher
Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter
einbringen. Hierdurch steigt der Druck im Kraftstoffbehälter, der
sog. Tankdruck, an.
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Im
laufenden Betrieb ist der Tankdeckel geschlossen. Damit können keine
Kraftstoffdämpfe über das
Füllrohr
nach draußen
gelangen. Um auch hier den Tankdruck zu mindern, ist es bekannt,
für den
Kraftstoffbehälter
eine Betriebsbelüftungsleitung vorzusehen.
Diese ragt in ihrem unteren Bereich in den Kraftstoffbehälter hinein,
und führt
in ihrem oberen Bereich über
einen Aktivkohlefilter zur Atmosphäre. Die Betriebsbelüftungsleitung
ermöglicht
einen Druckausgleich zwischen dem Tankinneren und der Atmosphäre und darüber einen
niedrigeren Tankdruck.
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Um
die Nachtankmenge zu begrenzen bzw. ein Überfüllen des Kraftstoffbehälters zu
vermeiden befindet sich oftmals in der Betriebsbelüftungsleitung eine
Drossel in Verbindung mit einem Sicherheitsventil. Diese kann jedoch
je nach Betriebsbedingungen selbst wieder einen erhöhten Tankdruck
zur Folge haben. Öffnet
dann das Sicherheitsventil bei zu hohem Tankdruck, so entsteht ein
hoher Kraftstoffdampfanteil innerhalb kurzer Zeit im AKF (Aktivkohlefilter)
und es kann zu einem AKF-Durchbruch kommen. Ein derartiger AKF-Durchbruch
bringt häufig unangenehme
Kraftstoffgerüche
mit sich.
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Ausgehend
vom oben genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der obigen
Erfindung, eine Entlüftungseinheit
für ein
Kraftstoffbehälterentlüftungssystem
bereitzustellen, das einen möglichst
geringen Tankdruck für
alle Betriebsbedingungen gewährleistet.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Weiterbildungen werden durch die Merkmale der Unteransprüche wiedergegeben.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass sich die oben genannte Aufgabe durch eine Entlüftungseinheit
für ein
Kraftstoffbehälterentlüftungssystem
lösen lässt, das
drei Zufuhrstutzen für
fluiden, d.h. flüssigen
oder gas- bzw. dampfförmigen,
Kraftstoff besitzt. Ein erster Zufuhrstutzen ist mit einer Betriebsentlüftungsleitung
verbindbar oder verbunden, und verbindet diese mit seiner Abscheidekammer
auf kraftstoffzuleitende Weise. Ein zweiter Zuführstutzen ist mit einer Füllentlüftungsleitung
verbindbar oder verbunden und leitet eingeführten Kraftstoff nach oben
in ein Steigrohr. Das Steigrohr mündet hierbei austrittsseitig
in der Abscheidekammer. Ein dritter Zufuhrstutzen ist mit einem
Aktivkohlefilter verbunden oder verbindbar ist und verbindet diesen
kraftstoffzuleitend mit der Abscheidekammer. Der Zufluss zum ersten
Stutzen liegt hierbei tiefer als der Zufluss zum dritten Stutzen.
Damit wird höchst
vorteilhaft sichergestellt, dass sieh in der Abscheidekammer sammelnder
flüssiger
Kraftstoff über
die Betriebsentlüftungsleitung
zum Kraftstoffbehälter
zurückfließt.
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Die
Entlüftungseinheit
gewährleistet
mit Vorteil die Ent- und Belüftung
des Kraftstoffbehälters
bei geschlossenem Tankdeckel über
zwei Entlüftungswege.
Der erste Zufuhrstutzen ermöglicht
eine Zufuhr von Kraftstoffdämpfen
und deren Weiterleitung über
den dritten Zufuhrstutzen zum Aktivkohlefilter. Zusätzlich ermöglicht die
Entlüftungseinheit
höchst vorteilhaft
eine Entlüftung über den
zweiten Zufuhrstutzen zum Aktivkohlefilter. Dies ist eine Entlüftung über das
Füllentlüftungsrohr
als zweiten Entlüftungsweg.
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Um
eine Entlüftung über den
zweiten Entlüftungsweg
zu ermöglichen
besitzt das zugeordnete Kraftstoffbehälterentlüftungssystem Bypassmittel, die
es ermöglichen,
im laufenden Betrieb nicht nur über
die Betriebsentlüftungsleitung,
sondern zusätzlich über einen
zweiten Entlüftungsweg
durch die Füllentlüftungsleitung
hindurch zu entlüften.
Die Bypassmittel leiten dampfförmigen
Kraftstoff des Kraftstoffbehälters
indirekt in die Füllentlüftungsleitung,
also nicht direkt über
die endseitige Öffnung
der Füllentlüftungsleitung.
Hierdurch wird der Tankdruck gemindert. Dies ist insbesondere auch
dann möglich,
wenn der Kraftstoffbehälter
voll ist und sich in der Füllentlüftungsleitung
flüssiger
Kraftstoff befindet. Der beim Druckabbau durch den zweiten Entlüftungsweg
strömende
dampfförmige
Kraftstoff perlt in diesem Fall durch die Füllentlüftungsleitung in die Entlüftungseinheit.
Die Entlüftungseinheit
ist entweder mit der Füllentlüftungsleitung
oder mit dem Kraftstoffeinfüllrohr kraftstoffzuleitend
verbunden, und zwar bevorzugt in deren oberen Bereich in der Nähe des Tankdeckels. Der
erwünschte
Druckabbau stellt sich ein, weil die Entlüftungseinheit zusätzlich mit
der Atmosphäre verbunden
ist.
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Die
obige Lösung
vermeidet einen zu hohen Tankdruck und damit ein Aufblähen des
Tanks, was zu einer Annäherung
des Kraftstoffbehälters
an den Auspuff mit der Gefahr des Anschmelzens des Kraftstoffbehälters führen kann.
Ferner verhindert die erfindungsgemäß Lösung AKF-(Aktivkohlefilter)
Durchbrüche,
die beim erforderlichen Öffnen
eines Sicherheitsventils in der Betriebsentlüftungsleitung entstehen können.
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Weiterhin
vermeidet die oben genannte Lösung
eine Kontraktion des Kraftstoffbehälters durch einen Tankunterdruck.
Dieser kann beim Stand der Technik dann auftreten, wenn im Kraftstoffbehälterbereich,
und insbesondere in der Betriebsentlüftungsleitung, ein Ventil mit
einer Unterdruckschutzfunktion verbaut ist und die Dichtung dieses
Ventils verklebt. Durch den Unterdruck kann das Fahrzeug wegen mangelnder
Kraftstoffzufuhr liegen bleiben. Diese Gefahr besteht bei der vorliegenden
Erfindung nicht, da hier kein derartiges Ventil erforderlich ist.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass es möglich ist,
an einer höheren Stelle
im Kraftstoffbehälter
zu entlüften
als bei einer Ventilentlüftung
mit Ventilschwimmer, sodass das Füllvolumen des Kraftstoffbehälters vergrößert werden
kann. Günstig
ist ferner auch, dass der Bauraum zwischen dem in den Kraftstoffbehälter hineinragenden
Nippel der Betriebsentlüftungsleitung
und der Karosserie besonders klein ausfällt.
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Ein
weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass das
Entlüftungssystem
mit wenigen Teilen auskommt, da keine Abscheider, keine beweglichen
Teile oder Ventile benötigt
werden. Beispielsweise ist kein Ventil in der Betriebsentlüftungsleitung
erforderlich. Dies mindert die Störanfälligkeit des Entlüftungssystems
und reduziert die Kosten.
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Die
obige Lösung
ist konstruktiv einfach und preiswert. Sie ermöglicht ebenfalls ein nahezu
druckloses Kraftstoffbehältersystem,
insbesondere dann wenn der Kraftstoffbehälter mit Kraftstoff befüllt ist,
in der Füllentlüftungsleitung
Kraftstoff steht, und der Tankdeckel aufgeschraubt ist.
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Das
Bypassmittel kann eine die Füllentlüftungsleitung
und die Betriebsentlüftungsleitung
verbindende Kraftstoffzuleitung sein. Diese zusätzliche Zuleitung wird nachfolgend
auch Bypassleitung genannt. Mit der Bypassleitung wird dampfförmiger Kraftstoff
des Kraftstoffbehälters
indirekt in die Füllentlüftungsleitung
eingeleitet, also nicht direkt über die
endseitige Öffnung
der Füllentlüftungsleitung. Der
damit bereitgestellte zweite Entlüftungsweg verläuft von
der Eintrittsöffnung
der Betriebsentlüftungsleitung,
durch diese hindurch zur besagten Bypassleitung, durch diese hindurch
und von dort über
die Füllentlüftungsleitung
bis zur offenen Austrittsöffnung des
Kraftstoffeinfüllrohrs.
Bei verschlossener Austrittsöffnung,
also aufgeschraubtem Tankdeckel, verläuft der zweite Entlüftungsweg
weiter von der Füllentlüftungsleitung über die
Entlüftungseinheit
zur Atmosphäre.
Diese Variante ist besonders dann vorteilhaft, wenn bauartbedingt
die Einfüllstutzen
für Füll- und Betriebsentlüftungsleitung
auf unterschiedlicher Höhe
liegen müssen.
In diesem Fall überbrückt die Bypassleitung
den vorhandenen Höhenunterschied zwischen
den beiden Einfüllstutzen.
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In
der Bypassleitung der letztgenannten Ausführungsform kann eine Drossel
vorgesehen sein, um den Fließwiderstand
nicht zu klein werden zu lassen. Hierdurch wird die Druckabnahme
beim Nachtanken verlangsamt. Dies wiederum bedingt, dass die Zapfpistolenautomatik
eher anspringt und die Kraftstoffzufuhr beendet. Hierdurch wird
die Nachfüllrate
begrenzt und ein Überfüllen des
Kraftstoffbehälters
vermieden.
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Es
ist auch möglich,
dass das Bypassmittel in einer im Inneren des Kraftstoffbehälters angeordneten Öffnung im
Einfüllstutzen
der Füllentlüftungsleitung
besteht. Diese Variante ist dann vorteilhaft, wenn beim Kraftstoffbehälter die
Einfüllstutzen
für Füll- und
Betriebsentlüftungsleitung
auf vergleichbarer Höhe
liegen. In diesem Fall vermag Kraftstoffdampf des Kraftstoffbehälters durch
die zusätzliche Öffnung der
Füllentlüftungsleitung
in diese eintreten, durch die in der Füllentlüftungsleitung befindliche Flüssigkeit
hindurchperlen, um anschließend
zur Atmosphäre
zu gelangen. Es wird angemerkt, dass das besagte Bypassmittel "Öffnung" von der endseitigen Öffnung der
Füllentlüftungsleitung
verschieden ist. Diese Öffnung
ist im hier interessierenden Betriebszustand des gefüllten Kraftstoffbehälters von
der Kraftstoffflüssigkeit
benetzt oder in diese eingetaucht, und vermag so ohnehin keine Kraftstoffdämpfe durchzulassen.
Durch Geometrie und Größe der Öffnung der
Fließwiderstand
zwischen der Öffnung und
dem Einfüllstutzen
der Betriebsentlüftungsleitung
eingestellt.
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Die
erfindungsgemäße Entlüftungseinheit dient,
wie oben ausgeführt,
primär
der Ent- und Belüftung
des Kraftstoffbehälters über zwei
Entlüftungswege.
Eine weitere Funktion der Entlüftungseinheit wird über ihre
Abscheidekammer gewährleistet.
Da die Entlüftungseinheit über den
zweiten Zufuhrstutzen kraftstoffzuleitend mit der Füllentlüftungsleitung (oder
dem Kraftstoffeinfüllrohr)
verbunden ist, kann flüssiger
Kraftstoff ungewollterweise in die Entlüftungseinheit eindringen und
könnte
ggf. direkt zum Aktivkohlefilter strömen. Dies verhindert die Abscheidekammer,
indem sie, wie oben ausgeführt,
sicherstellt, dass der gesammelte Kraftstoff bevorzugt über die
Betriebsentlüftungsleitung
zum Kraftstofftank abfließt.
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Um
den genannten Kraftstoffzufluss von der Füllentlüftungsleitung (oder dem Kraftstoffeinfüllrohr) zur
Entlüftungseinheit
zu begrenzen, kann der zweite Zufuhrstutzen eine Drossel besitzen.
Diese verengt den Innendurchmesser auf Werte von etwa 2 mm bis etwa
4 mm, bevorzugt um 3 mm. Diese Drossel ist zum Beispiel geeignet,
um einen Kraftstoffübertritt
in die Entlüftungseinheit
bei gewissen Fahrmanövern wie
langen Kurvenfahrten, z.B. bei Autobahnauf- oder -abfahrten, zu
begrenzen. In diesen Fällen
steigt Kraftstoff im Kraftstoffeinfüllrohr oder in der Füllentlüftungsleitung
an und gelangt bis zum zweiten Zufuhrstutzen.
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Auch
im ersten Zufuhrstutzen zur Betriebsentlüftungsleitung kann eine Drossel
vorgesehen sein. Diese besitzt einen Innendurchmesser von 0,4 mm
bis 0,8 mm, bevorzugt um 0,6 mm.
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Die
Entlüftungseinheit
kann derart ausgebildet sein, dass der höchste Punkt, der für vom Kraftstoffeinfüllrohr einfließenden Kraftstoff
im Steigrohr vorgesehen ist, oberhalb der Austrittsöffnung des Kraftstoffeinfüllrohrs
liegt. In diesem Fall kann selbst bei einem extremen Nachtanken,
bei dem der Kraftstoff bis zur Einfüllrohroberkante befüllt wird,
kein Kraftstoff durch die Entlüftungseinheit
in die Betriebsentlüftungsleitung
und von dort in den Kraftstoffbehälter fließen.
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Die
Entlüftungseinheit
kann über
ein Steigrohr verfügen,
dessen höchste
Stelle oberhalb der Austrittsöffnung
des Kraftstoffeinfüllrohrs
liegt. Das Steigrohr der Entlüftungseinheit
verbindet die Betriebsentlüftungsleitung
kraftstoffzuleitend mit der Füllentlüftungsleitung
oder dem Einfüllrohr.
Ist beispielsweise das Einfüllrohr
mit der Entlüftungseinheit verbunden,
so müsste
vom Einfüllrohr
kommender Kraftstoff das Steigrohr überwinden um in die Betriebsentlüftungsleitung
zu gelangen. Um dies zu verhindern, ist die Steigrohrhöhe so bemessen,
dass ihr oberer Endpunkt oberhalb der besagten Austrittsöffnung zu
liegen kommt. Bevor es somit zu einem Übertritt von Kraftstoff von
der Entlüftungseinheit
in die Betriebsentlüftungsleitung
kommt, ist das Einfüllrohr
vollständig
gefüllt
und ist kein weiterer Anstieg des Kraftstoffpegels im Einfüllrohr möglich.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar
die nachfolgend als nicht beschränkende
Beispiele gegeben sind. Es stellt dar:
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1 zeigt
schematisch das Entlüftungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 zeigt
eine erste Variante eines Bypassmittels,
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3 zeigt
eine zweite Variante eines Bypassmittels,
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4 zeigt
die Entlüftungseinheit
in vergrößerter Darstellung,
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5 zeigt
die Entlüftungseinheit
der 4 für
den Fall extremen Nachtankens,
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6 zeigt
die Entlüftungswege
durch die Entlüftungseinheit
bei geschlossenem Tank,
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7 zeigt
die Entlüftungseinheit
bei Kraftstoffübertritt
in die Abscheidekammer.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung das Entlüftungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung. Kraftstoff 17 gelangt beim Tanken von der Kraftstoffzapfpistole 10 in
das Einfüllrohr 2.
Das Einfüllrohr 2 mündet in
den Kraftstoffbehälter 1.
Während
des Betankens erreicht der Kraftstoff im Kraftstoffeinfüllrohr 2 eine
Füllhöhe H1. Zum
Ende des Betankungsvorgangs hin steigt der Kraftstoffspiegel im
Einfüllrohr 2 an,
da der Kraftstoff in der Füllentlüftungsleitung 3 einen
hydraulischen Leitungsverschluss bildet und ein weiteres Tanken
gegen den Druck der Flüssigkeitssäule in der
Füllentlüftungsleitung 3 erfolgt.
Am Ende des Betankungsvorgangs erreicht der Flüssigkeitsspiegel im Einfüllrohr 2 und
in der Füllentlüftungsleitung 3 die
Füllhöhe H2, wodurch die
Kraftstoffzapfpistole 10 abschaltet.
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Nach
Abschalten der Zapfpistole erfolgt eine Belüftung des Kraftstoffbehälters 1 in
erster Linie über
die Betriebsentlüftungsleitung 4.
Der entweichende Kraftstoffdampf fließt dann vom Einfüllstutzen 8 durch
die Betriebsentlüftungsleitung 4 zur
Entlüftungseinheit 6 und
von dort über
die Leitung 5 zur Atmosphäre 18. Die Entlüftungseinheit 6 besitzt
im Stutzen 11 der Entlüftungseinheit 6 eine
Drossel 22 mit einem Durchmesser von ca. 0.6 mm. Hierdurch wird
ein Nachtanken ermöglicht
und gleichzeitig auf eine Nachfüllrate
von ca. 1 l/min begrenzt.
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Wird
nach dem Abschalten der Kraftstoffzapfpistole 10 nachgetankt,
so steht dem zunächst der
hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule in der Füllentlüftungsleitung 3 entgegen.
Nur durch Druckspitzen, nämlich
dem Anlauf der Zapfpistole, ist der Tankdruck im Luftpolster 21 kurzzeitig
höher als
der hydrostatische Druck des Kraftstoffs 17 in der Füllentlüftungsleitung 3.
Während
derartiger Druckspitzen vermag Kraftstoffdampf vom Belüftungsstutzen 8 über die
Betriebsentlüftungsleitung 4,
und von dort über
die Bypassleitung 7 durch den flüssigen Kraftstoff 17 in
der Füllentlüftungsleitung 3 hindurchzuperlen
und gelangt anschließend
zur Atmosphäre 18.
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Der
durch die Bypassleitung 7 geschaffene zweite Entlüftungsweg
hat eine Erhöhung
der Nachfüllrate
zur Folge. In der Bypassleitung 7 befindet sich eine Drossel 19 mit
einem Durchmesser von 1.4 mm, die die Nachfüllrate für den zweiten Entlüftungsweg auf
einen Wert von 0.2 l/min begrenzt. Insgesamt stellt sich damit bei
den oben genannten Druckspitzen beim Nachtanken eine Nachfüllrate von
1.2 l/min ein. Diese Nachfüllrate
ist gegenüber
dem Fall ohne Bypassleitung 7 erhöht und senkt den Innendruck des
Kraftstoffbehälters 1 in
der Nachtankphase.
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Bei
den obigen Ausführungen
wurde davon ausgegangen, dass das Bypassmittel eine die Füllentlüftungsleitung 3 und
die Betriebsentlüftungsleitung 4 überbrückende Zuleitung
bzw. Bypassleitung 7 ist. Alternativ oder kumulativ hierzu
kann als Bypassmittel auch eine Öffnung
bzw. Drossel 16 im Belüftungsstutzen 9 der
Füllentlüftungsleitung 3 gewählt werden.
In diesem Fall vermag bei flüssigem
Kraftstoff 17 in der Füllentlüftungsleitung 3 dampfförmiger Kraftstoff über die
besagte Drossel 16 in die Füllentlüftungsleitung 3 zu
gelangen. Hierbei wird angemerkt, dass die Drossel 16 von
der unteren endseitigen Öffnung 20 der
Füllentlüftungsleitung 3 verschieden
ist.
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Wird
das Fahrzeug nach dem Betankungsvorgang geparkt, so erfolgt die
Entlüftung
des Kraftstoffbehälters 1 weiterhin über die
Betriebsbelüftung 4.
Der Druck im Kraftstoffbehälter
fällt auf
das Tankdruckniveau ab.
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Wird
als Bypassmittel eine Drossel 16 gewählt, so ist die Öffnung 20 der
Füllentlüftungsleitung 3 im
flüssigen
Kraftstoff 17. Da in der Füllentlüftungsleitung 3 nun
kein flüssiger
Kraftstoff mehr ist, kann der Kraftstoffbehälter 1 über den
zweiten, vom Bypassmittel geschaffenen Entlüftungsweg den Innendruck im
Kraftstoffbehälter 1 abbauen.
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Wird
das Fahrzeug nach dem Fahren benutzt, so erfolgt eine Entlüftung des
Kraftstoffbehälters 1 durch
den ersten und zweiten Entlüftungsweg. Ein
direktes Abführen
von Kraftstoffdämpfen durch die Öffnung 20 in
die Füllentlüftungsleitung 3 ist
nur kurzzeitig möglich,
wenn die Öffnung 20 durch Schwappbewegungen
des Kraftstoffs 17 zufällig
freigegeben wird.
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Hat
das Fahrzeug infolge eines Fahrbetriebs mindestens ein bis zwei
Liter Kraftstoff verbraucht, so ist der Kraftstoffspiegel im Kraftstoffbehälter 1 so
weit gesunken, dass die untere endseitige Öffnung 20 der Füllentlüftungsleitung 3 nicht
mehr in den flüssigen Kraftstoff 17 ragt.
Dadurch kann der Tankdruck durch die mit einem recht großen Durchmesser
versehene Füllentlüftungsleitung 3 nahezu
ohne Fließwiderstand
abgebaut werden. Da zudem der Tankdruck über den ersten und zweiten
Entlüftungsweg
angebaut werden kann, steht insgesamt ein recht großer Querschnitt
zur Atmosphäre
hin offen.
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2 zeigt
schematisch eine erste Variante des Bypassmittels. Dieses ist als
Kraftstoffzuleitung bzw. Bypassleitung 7 zwischen der Füllentlüftungsleitung 3 und
der Betriebsentlüftungsleitung 4 ausgebildet.
Befindet sich die untere endseitige Öffnung 20 im flüssigen Kraftstoff 17 des
Kraftstoffbehälters 1,
so kann dampfförmiger
Kraftstoff entlang des Wegs A--> B--> C--> D in die Füllentlüftungsleitung 3 gelangen.
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Die
Bypassleitung 7 findet Anwendung, wenn die Belüftungsstutzen 8 und 9 auf
unterschiedlicher Höhe
liegen. In diesem Fall überbrückt die
Bypassleitung 7 den Höhenunterschied
s, der beim Kraftstoffbehälter 1 zur
Ausbildung des Luftpolsters 21 oberhalb des flüssigen Kraftstoffs 17 führt. Die
Bypassleitung 7 kann erneut die besagte Drossel 19 besitzen.
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Die
Belüftungsstutzen 8 und 9 können, wie
in 2 gezeigt, in den Kraftstoffbehälter 1 hineinragen,
können
aber auch an der Innenseite der Kraftstoffbehälterwand bündig abschließen. Im
letztgenannten Fall ist die maximale Füllhöhe H5, und verbleibt somit
ein über
dem Flüssigkeitsspiegel
befindliches Ausgleichs volumen, um ein thermisches Ausdehnen des
Kraftstoffs aufzufangen.
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3 zeigt
schematisch eine zweite Variante des Bypassmittels. Dieses ist als
Drossel 16 im Belüftungsstutzen 9 der
Füllentlüftungsleitung 3 ausgebildet.
Auch wenn sich die untere endseitige Öffnung 20 im flüssigen Kraftstoff 17 befindet,
vermag bei hinreichendem Tankdruck dampfförmiger Kraftstoff über die
Drossel 16 in die Füllentlüftungsleitung 3,
z.B. ausgebildet als Bohrung im Belüftungsstutzen 9, einzudringen.
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Der
Belüftungsstutzen 8 kann
in den Kraftstoffbehälter 1 hineinragen,
kann aber auch an der Innenseite der Kraftstoffbehälterwand
bündig
abschließen.
Der Belüftungsstutzen 9 der
Füllentlüftungsleitung 2 sollte
in den Kraftstoffbehälter 1 hineinragen,
damit sich zwischen der endseitigen Öffnung 20 des Belüftungsstutzens 9 und
der Oberseite des Kraftstoffbehälters 1 bzw.
der endseitigen Öffnung
des Belüftungsstutzens 8 ein
Luftpolster 21 ausbilden kann.
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4 zeigt
die Entlüftungseinheit 6 in
vergrößerter Darstellung.
Beim Entlüften
durch die Füllentlüftungsleitung 3 strömt dampfförmiger Kraftstoff über den
mit einer Drossel 22 versehenen Stutzen 13 durch
das Steigrohr 23 in den Abscheidebehälter 14 der Entlüftungseinheit 6. Überschüssiger verflüssigter
Kraftstoff kann dann über
den Stutzen 11 in die Betriebsentlüftungsleitung 4 zurücktropfen.
Der verbleibende dampfförmige
Kraftstoff gelangt über
den Stutzen 12 und die Leitung 5 zur Atmosphäre 18.
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5 zeigt
die Entlüftungseinheit 6 der 4 für den Fall
extremen Nachtankens. Steigt im Einfüllrohr 2 der Kraftstoff 17 über die
Füllhöhe H3, so fließt der Kraftstoff 17 auch
von oben in die Füllentlüftungsleitung 3 hinein.
Hierbei, und auch anschließend
bis zum Tanken zur maximalen Füllhöhe H4, sollte
verhindert werden, dass flüssiger
Kraftstoff auch über
den Stutzen 11 in die Betriebsentlüftungsleitung 4 fließt, da sonst der
Kraftstoffbehälter 1 übertankt
wird. Hierzu ist ein Steigrohr 23 vorgesehen, der dem flüssigen Kraftstoff 17 eine
Steighöhe
vorgibt. Es wird eine Steighöhe
gewählt,
bei der die höchste
vom Kraftstoff 17 zu überwindende
Stelle auf einer Höhe
S liegt, die höher
liegt als der unterste Punkt U der Einfüllrohroberkante K der Austrittsöffnung 24.
Dies ist der obere Umkehrpunkt. Liegt der unterste Punkt U auf der
maximalen Füllhöhe H4, so ist
also S > H4. Als Ergebnis
würde bei
weiterem Nachtanken Kraftstoff direkt aus der Austrittsöffnung 24 des
Kraftstoffeinfüllrohrs
austreten, nicht aber in die Betriebsentlüftungsleitung 4 einfließen.
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6 zeigt
die Entlüftungseinheit 6 der 5 nach
dem Betankungsvorgang, d.h. mit geschlossenem Tankdeckel 15.
Es wird über
die Füllentlüftungsleitung 3 und
den Einfüllstutzen 13 in
den Abscheidebehälter 14 entlüftet (siehe
Pfeile P1 und P2), und von dort über
den Stutzen 12 in Richtung des Pfeils P3 zum (nicht gezeigten)
Aktivkohlefilter entlüftet,
bevor der dampfförmige
Kraftstoff an die Atmosphäre 18 gelangt.
Dies ist der vorgenannte zweite Entlüftungsweg. Die Leitung 5 kann
bei Benzin- und Dieselfahrzeugen zum Einsatz kommen, ggf. mit dem
sog. „roll
over valve" (ROV),
und kann bei Dieselfahrzeugen durch ein offenes Ende ersetzt werden.
Zusätzlich
erfolgt gemäß Pfeil
P4 eine Entlüftung
auch über
die Betriebsentlüftungsleitung 4 und die
Drossel 22 in den Abscheidebehälter 14 und von dort über den
Stutzen 12 zum Aktivkohlefilter, vgl. Pfeil P3. Dies ist
der vorgenannte erste Entlüftungsweg.
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Wie
oben mit Bezug auf 4 erläutert, befindet sich im Stutzen 13 eine
den Fließwiderstand maßgeblich
bestimmende Drossel 24. Die Drossel 24 bewirkt
auch, dass ein sich bei gewissen Fahrmanövern einstellendes Ansteigen
des Kraftstoffs 17 im Einfüllrohr 2 und/oder
der Füllentlüftungsleitung 3 nicht
dazu führt,
dass größere Mengen
von Kraftstoff 17 die Steighöhe des Steigrohrs 23 überwinden.
Solche Situationen treten z.B. bei langen Kurvenfahrten, Anstiegen
oder Herunterfahren auf. Insofern wäre ein kleiner Durchmesser
der Drossel 24 wünschenswert. Andererseits sollte
der Durchmesser der Drossel 24 möglichst groß gewählt werden, um einen geringen Tankdruck
zu erreichen, wobei bei Dieselfahrzeugen der Durchmesser kleiner
gewählt
werden kann. Experimente haben gezeigt, dass der Durchmesser Werte
im Bereich von ca. 2 mm bis 4 mm annehmen kann, und auch um 3 mm.
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7 zeigt
die Situation, wenn bei den im letzten Absatz genannten Fahrmanövern dennoch Kraftstoff 17 das
Steigrohr 23 überwindet.
In diesem Fall gelangt der Kraftstoff in die Abscheidekammer 14 und
von dort über
die Drossel 22 mit Durchmesser 0.6 mm im Stutzen 11 zurück zum Kraftstoffbehälter 1.
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- 1
- Kraftstoffbehälter
- 2
- Kraftstoffeinfüllrohr
- 3
- Füllentlüftungsleitung
- 4
- Betriebsentlüftungsleitung
- 5
- Leitung
- 6
- Entlüftungseinheit
- 7
- Bypassleitung
- 8
- Belüftungsstutzen
- 9
- Belüftungsstutzen
- 10
- Kraftstoffzapfpistole
- 11
- Stutzen
- 12
- Stutzen
- 13
- Stutzen
- 14
- Abscheidebehälter
- 15
- Tankdeckel
- 16
- Drossel
- 17
- Kraftstoff
- 18
- Atmosphäre
- 19
- Drossel
- 20
- Öffnung
- 21
- Luftpolster
- 22
- Drossel
- 23
- Steigrohr
- 24
- Drossel
- H
- Füllhöhe
- H1
- Füllhöhe
- H2
- Füllhöhe
- H3
- Füllhöhe
- H4
- Füllhöhe
- H5
- Füllhöhe
- s
- Höhenunterschied
- K
- Einfüllrohroberkante
- U
- unterster
Punkt der Einfüllrohroberkante
- UP
- Umkehrpunkt