DE102008036979B3

DE102008036979B3 - Einfüllstutzen

Info

Publication number: DE102008036979B3
Application number: DE102008036979A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gebert; Axel Wagner
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-08-09
Also published as: US8251109B2; US20100193075A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einfüllstutzen (1) für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung vorgesehenen Rohrabschnitt (3) zur Aufnahme des Auflaufstutzens (4) eines Kraftstoff-Zapfventils. Der Einfüllstutzen (1) gemäß der Erfindung zeichnet sich durch wenigstens einen eine Einschnürung bildenden Einsatz als Flammensperre aus, welche den Auslaufstutzen (4) unter Bildung wenigstens eines Gasdurchtrittsspalts (7) umschließt, wobei das Spaltmaß so gewählt ist, dass ein Flammendurchschlag verhindert wird (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Einfüllstutzen für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung vorgesehenen Rohrabschnitt zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoff-Zapfventils, wobei wenigstens ein eine Einschnürung bildender Einsatz als Flammensperre vorgesehen ist, welcher den Auslaufstutzen unter Bildung wenigstens eines Gasdurchtrittsspalts umschließt, wobei das Spaltmaß so gewählt ist, dass ein Flammendurchschlag verhindert wird.
Grundsätzlich ist es wünschenswert, den Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges in Bezug auf den Auslaufstutzen des Kraftstoff-Zapfventils bei der Betankung des Kraftfahrzeuges abzudichten. Hiermit soll ein Rückschwall (spit-back) des Kraftstoffs bei der Abschaltung des Zapfventils bei erreichtem maximalen Füllstand im Kraftstoffbehälter verhindert werden. Darüber hinaus müssen aber auch begrenzte Winkeländerungen des Auslaufstutzen der Zapfpistole bzw. des Zapfventils möglich sein. Hierzu ist beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 248 673 B1 oder DE 38 29 948 A1 bekannt, Dichtungen aus gummielastischem Material vorzusehen, die den eingeschobenen Auslaufstutzen des Kraftstoff-Zapfventils dichtend umschließen. Diese Dichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie einem gewissen Verschleiß unterliegen, sodass deren Wirksamkeit verhältnismäßig schnell nachlässt.
Aus der DE 195 33 306 C1 ist beispielsweise bekannt, als Ringdichtung eine Bürstendichtung mit radial nach innen gerichteten Borsten vorzusehen. Diese Bürstendichtung hat den Vorzug, dass sie verhältnismäßig toleranzunabhängig und auch verschleißunanfällig ist. Ein Heraussprühen des Kraftstoffs bei der Betankung wird zuverlässig verhindert. Um eine ggf. erforderliche hohe Gasdichtigkeit zu erzielen, ist allerdings eine entsprechend dichte Anordnung der Borsten erforderlich, wodurch die Bürstendichtung verhältnismäßig teuer und aufwendig wird.
Ein gasdichtes Umschließen des Auslaufstutzens des Kraftstoffzapfventils ist darüber hinaus nicht immer wünschenswert.
Insbesondere moderne ethanolhaltige Kraftstoffe besitzen einen niedrigeren Dampfdruck als konventionelle Kraftstoffe, sodass insbesondere bei der Betankung mit ethanolhaltigen Kraftstoffen die Gefahr besteht, dass sich zündfähige Kraftstoffdampf-Luft-Gemische im Bereich der Einfüllöffnung des Kraftfahrzeuges und im Ausgleichsvolumen des Kraftstoffbehälters bei der Betankung bilden. Der Einfüllstutzen des Kraftstoffbehälters sollte daher hinsichtlich der Abdichtung in Bezug auf den Auslaufstutzen des Kraftstoff-Zapfventils so beschaffen sein, dass ein Flammendurchschlag in den Kraftstoffbehälter zuverlässig vermieden wird.
Ein Einfüllstutzen der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 195 11 073 A1 bekannt. Dort ist im Einfüllstutzen ein Einsatz vorgesehen, der eine Einschnürung des Einfüllstutzens bildet und der umfänglich mit fensterartigen Durchbrüchen als Gasableitbereiche versehen ist, welche jeweils mit einem sogenannten Flammendurchschlagssicherungsgitter verschlossen sind. Der in der DE 195 11 073 A1 beschriebene Reduziereinsatz dient allerdings in erster Linie dazu, den Wirkungsgrad bei der Gasrückführung und der Betankungssicherheit bei der emissionsfreien Betankung mit Gasrückführsystem zu verbessern. Dementsprechend ist die Geometrie des Reduziereinsatzes gewählt.
Mittel zur Verhinderung eines Flammendurchschlages beider Betankung sind beispielsweise auch in der US 2,379,735 und der US 5 246 130 A beschrieben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Einfüllstutzen der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem ein Flammendurchschlag in den Kraftstoffbehälter zuverlässig vermieden wird und der insbesondere konstruktiv mit verhältnismäßig geringem Aufwand zu realisieren ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Einfüllstutzen nach Oberbegriff von Anspruch 1, der sich dadurch auszeichnet, dass als Einsatz wenigstens ein Spiralring vorgesehen ist, der eine Vielzahl von sich in Längsrichtung des Einfüllstutzens erstreckenden Gasdurchtrittsspalten bildet.
Die Erfindung kann dahingehend zusammengefasst werden, dass ein als Flammensperre ausgebildeter Einsatz den Auslaufstutzen des Kraftstoff-Zapfventils bei der Betankung so umschließt, dass ein Gasdurchtritt zwar möglich ist, ein Flammendurchschlag aber aufgrund des verhältnismäßig geringen Spaltmaßes nicht möglich ist. Die Wirkungsweise entspricht dabei derjenigen eines Flammensiebs. Der Gasdurchtrittsspalt ist von seiner Weite so bemessen, dass das hindurchtretende Gas bis zum Absterben der Flamme abkühlt.
Unter Spiralring im Sinne der Erfindung ist ein geschlossenes ringförmiges Element aus einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden und umlaufenden Wendel zu verstehen. Diese Wendel kann beispielsweise aus einem Draht bestehen. Der Spiralring gemäß der Erfindung kann beispielsweise federelastisch sein und einen Innendurchmesser aufweisen, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Auslaufstutzens des Zapfventils, sodass die einzelnen Windungen der Wendel durch das Einführen des Auslaufstutzens der Zapfpistole aufgeweitet werden und eine entsprechende Anzahl von Gasdurchtrittsspalten bildet.
Bei einer alternativen Variante des Einfüllstutzens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einsatz eine Vielzahl von umfänglich mit Abstand zueinander angeordneten, sich in Längsrichtung des Einfüllrohrs erstreckenden Federzungen aufweist, zwischen welchen jeweils sich in Längsrichtung des Einfüllrohrs erstreckende Gasaustrittsspalten gebildet werden.
Bei einer anderen Variante des Einfüllstutzens gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Einsatz als Hülse mit der Kontur eines einschaligen Hyperboloids ausgebildet ist, welche eine Vielzahl von Gasdurchtrittsspalten aufweist.
Die Gasdurchtrittspalten können sich in etwa in Längsrichtung des Einfüllrohrs erstrecken.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich die Gasdurchtrittsspalten im Wesentlichen in einem spitzen Winkel bezogen auf die Längsachse des Einfüllrohrs erstrecken.
Beispielsweise kann der Einsatz durch eine um ihre Längsachse tordierte, in Längsrichtung geschlitzte Hülse gebildet sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische, stark vereinfachte Schnittansicht des Einfüllstutzens gemäß der Erfindung,
2 eine Schnittansicht des im Bereich der Einfüllöffnung des Einfüllrohrs vorgesehenen Rohrabschnitts zur Aufnahme des Auslaufstutzens eines Kraftstoff-Zapfventils,
3 eine schematische Darstellung des Spiralrings gemäß der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei welchem der Rohransatz einen Federzungen aufweisenden Einsatz aufnimmt,
5 und 6 ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei welchem der Einsatz als Hülse mit der Kontur eines einschaligen Hyperboloids ausgebildet ist und
7 und 8 ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
Es wird zunächst Bezug genommen auf die 1. Dort ist schematisch ein Einfüllstutzen 1 eines Kunststoff-Kraftstoffbehälters im Bereich seiner Einfüllöffnung 2 dargestellt. In diesem Bereich nimmt der Einfüllstutzen einen Rohrabschnitt 3 auf, der einen gegenüber dem Einfüllstutzen 1 reduzierten Durchmesser aufweist und zur Aufnahme und Umschließung eines Auslaufstutzens 4 eines Kraftstoff-Zapfventils ausgebildet ist.
Sowohl der Kraftstoffbehälter als auch das Kraftstoff-Zapfventil (landläufig als Zapfpistole bezeichnet) sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Wie aus dem in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, ist der Rohrabschnitt 3 mit einer nach innen geöffneten Nut 5 versehen, die einen Einsatz in Form eines Spiralrings 6 aufnimmt.
Der Spiralring 6 ist als torusförmiges Element mit einer in Umfangrichtung aufgewickelten Drahtwendel ausgebildet. Der Innendurchmesser des Spiralrings 6 ist im unbelasteten Zustand geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrabschnittes 3 und als der Außendurchmesser des Auslaufstutzens 4. Wird der Auslaufstutzen 4 des Zapfventils 1 in den Rohrabschnitt 3 und in den Spiralring 6 eingeführt, so wird dieser aufgeweitet, sodass zwischen den einzelnen Windungen des Spiralrings 6 umfänglich angeordnete Gasdurchtrittsspalten 7 entstehen, deren Spaltmaß so groß ist, dass diese wie ein Flammensieb gegen Flammendurchschlag wirken. Etwa durch die Gasdurchtrittsspalte 7 hindurchtretendes Gas wird aufgrund der verhältnismäßig geringen Spaltweite so abgekühlt, dass ein Absterben einer etwa entstehenden Flamme bewirkt wird.
Der Spiralring 6 besteht zweckmäßigerweise aus Metall, es ist allerdings durchaus denkbar, diesen auch aus anderen Materialien zu fertigen.
In 4 ist eine alternative Variante des Einfüllstutzens 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen sind nur der Rohrabschnitt 3 und ein Teil des Auslaufstutzens 4 dargestellt. In den Rohrabschnitt 3 ist als Einsatz ein Haltering 8 mit daran angeordneten, sich in Längsrichtung des Einfüllstutzens 1 erstreckenden Federzungen 10 vorgesehen, wobei die Federzungen 10 in den Querschnitt des Rohrabschnitts 3 hineinragen, derart, dass der Durchtrittsquerschnitt kleiner als der Außendurchmesser des Auslaufstutzens 4 ist. Die Federzungen 9 sind mit Abstand zueinander über den Umfang des Halterings 8 verteilt angeordnet, sodass zwischen den Federzungen 9 wiederum Gasdurchtrittspalte 7 gebildet werden, wenn der Auslaufstutzen 4 in den Rohrabschnitt 3 eingeführt wird. Die Federzungen 9 sind so gebogen, dass die gesamte Anordnung die Kontur eines einschaligen Hyperboloids aufweist.
Die in 5 und 6 dargestellte Variante des Einfüllstutzens 1 gemäß der Erfindung unterscheidet sich von der in 4 gezeigten Variante dadurch, dass der Einsatz die Form einer Hülse 10 aufweist, die ebenfalls die Gestalt eines einschaligen Hyperboloids aufweist. Die Hülse 10 ist zwischen zwei umlaufenden Absätzen 11 des Rohrabschnitts 3 eingespannt.
Es wird schließlich Bezug genommen auf das in den 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einfüllstutzens. Der dort dargestellte Einsatz ist als zylindrische Hülse 10 ausgebildet, die sich in Richtung der Rotationsachse erstreckende Gasdurchtrittsspalte 7 aufweist. Die Hülse 10 umfasst zwei Halteringe 8, zwischen denen sich Federstäbe 12 erstrecken. Durch Tordierung der Halteringe 8 gegeneinander nehmen die Federstäbe 12 die in 8 eingezeichnete Lage ein, derart, dass sich die Gasdurchtrittsspalte 7 in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Einfüllstutzens 1 erstrecken.

1: Einfüllstutzen
2: Kunststoff-Kraftstoffbehälter
3: Rohrabschnitt
4: Auslaufstutzen
5: Nut
6: Spiralring
7: Gasdurchtrittsspalte
8: Haltering
9: Federzungen
10: Hülse
11: Absätze
12: Federstäbe

Claims

Einfüllstutzen (1) für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem im Bereich der Einfüllöffnung vorgesehenen Rohrabschnitt (3) zur Aufnahme des Auslaufstutzens (4) eines Kraftstoff-Zapfventils, wobei wenigstens ein eine Einschnürung bildender Einsatz als Flammensperre vorgesehen ist, welcher den Auslaufstutzen (4) unter Bildung wenigstens eines Gasdurchtrittsspalts (7) umschließt, wobei das Spaltmaß so gewählt ist, dass ein Flammendurchschlag verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Einsatz wenigstens ein Spiralring (6) vorgesehen ist, der eine Vielzahl von sich etwa in Längsrichtung des Einfüllstutzens (1) erstreckenden Gasdurchtrittsspalte (7) bildet.
Einfüllstutzen nach Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine Vielzahl von umfänglich mit Abstand zueinander angeordneten, sich in Längsrichtung des Einfüllstutzens (1) erstreckenden Federzungen (9) aufweist, zwischen welchen jeweils sich in Längsrichtung des Einfüllstutzens (1) erstreckende Durchtrittsspalte (7) vorgesehen sind.
Einfüllstutzen nach Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz als Hülse (10) mit der Kontur eines einschaligen Hyperboloids ausgebildet ist, die eine Vielzahl von Gasdurchtrittspalten (7) aufweist.
Einfüllstutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gasdurchtrittsspalte (7) in etwa in Längsrichtung des Einfüllstutzens (1) erstrecken.
Einfüllstutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gasdurchtrittspalte (7) im Wesentlichen in einem spitzen Winkel bezogen auf die Längsachse des Einfüllstutzens erstrecken.
Einfüllstutzen nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz durch eine um ihre Längsachse tordierte, in Längsrichtung geschlitzte zylindrische Hülse (10) gebildet wird.
Einfüllstutzen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz aus einer Vielzahl von Stäben gebildet wird, die sich zwischen wenigstens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Halteringen erstrecken und die zwischen sich jeweils eine Gasdurchtrittsspalte bilden.
Einfüllstutzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteringe so gegeneinander verdreht sind, dass der Einsatz eine Mantelfläche in Form eines einschaligen Hyperboloids definiert.