DE102016218169A1 - Hydrocarbon filter of a motor vehicle fuel tank - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kohlenwasserstoff-Filter eines Kraftfahrzeug-Kraftstofftanks mit einem ersten Anschluss zum Innenraum des Kraftstofftanks und einem diesem ersten Anschluss bezüglich des Filters gegenüberliegenden zweiten Anschluss zur Umgebung und einem diesem zweiten Anschluss bezüglich des Filters gegenüberliegenden Anschluss zum Ansaugsystem einer aus dem Kraftstofftank versorgten Brennkraftmaschine, wobei das Kohlenwasserstoff-Filter aus zumindest zwei in Reihe angeordneten Filtereinheiten besteht, welche über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Dabei weist jede Filtereinheit ein längliches zumindest annährend zylinderförmiges Gehäuse mit gerundetem Querschnitt auf und es sind diese Gehäuse durch ein flexibles und somit hinsichtlich seiner Krümmung verformbares Adapterstück, welches die Verbindungsleitung enthält oder bildet, auch mechanisch miteinander verbunden.The invention relates to a hydrocarbon filter of a motor vehicle fuel tank having a first connection to the interior of the fuel tank and a second connection to the environment opposite this first connection with respect to the filter and a connection opposite this second connection with respect to the filter to the intake system of an internal combustion engine supplied from the fuel tank , wherein the hydrocarbon filter consists of at least two filter units arranged in series, which are connected to each other via a connecting line. In this case, each filter unit has an elongated at least approximately cylindrical housing with a rounded cross-section, and these housings are also mechanically connected to one another by a flexible adapter piece, which is deformable with respect to its curvature, which contains or forms the connecting line.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kohlenwasserstoff-Filter eines Kraftfahrzeug-Kraftstofftanks oder einer Kraftstoffversorgungsanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Anschluss zum Innenraum des Kraftstofftanks und einem diesem ersten Anschluss bezüglich des Filters gegenüberliegenden zweiten Anschluss zur Umgebung und einem diesem zweiten Anschluss bezüglich des Filters gegenüberliegenden Anschluss zum Ansaugsystem einer aus dem Kraftstofftank versorgten Brennkraftmaschine, wobei das Kohlenwasserstoff-Filter aus zumindest zwei in Reihe angeordneten Filtereinheiten besteht, welche über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Zum Stand der Technik wird neben der
Filter zur Zwischenspeicherung von insbesondere in Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen anfallenden gasförmigen Kraftstoffbestandteilen (in Form von Kohlenwasserstoffen) sind in mannigfachen Ausführungsformen und dabei zumeist als sog. Aktivkohlefilter ausgebildet bekannt. Dabei ist es auch bekannt, mehrere insbesondere unterschiedlich ausgebildete Filtereinheiten funktional in Reihe zu schalten, d. h. in Strömungsrichtung der hindurchgeführten Gase betrachtet hintereinander anzuordnen. Beim Einfangen der HC-Emissionen aus dem Kraftstoff strömen aus letzterem diese Gase aus dem Tank nach Zurückhalten der Kohlenwasserstoff im Filter in die Umgebung ab, während zum Spülen des Filters Luft aus der Umgebung durch die Filtereinheiten hindurch in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine gelangt und dabei die Kohlenwasserstoffe aus dem Filter mitnimmt.Filters for the intermediate storage of particular in fuel tanks of motor vehicles accumulating gaseous fuel components (in the form of hydrocarbons) are known in manifold embodiments and mostly known as so-called. Activated carbon filter. It is also known to connect several in particular differently shaped filter units functionally in series, d. H. When viewed in the flow direction of the gases passed through, to be arranged one behind the other. When capturing the HC emissions from the fuel from the latter these gases flow from the tank after retaining the hydrocarbon in the filter from the environment, while for purging the filter air from the environment passes through the filter units into the intake system of the internal combustion engine and the Hydrocarbons from the filter entrains.
Üblicherweise befindet sich die genannte Aktivkohle (oder ein anderes geeignetes Filtermaterial) in einem teilweise komplexen Gehäuse. Üblicherweise ist dieses Gehäuse im Kraftfahrzeug nahe des Kraftstofftanks angeordnet und kann bspw. im Bereich der Radhausschale an der Karosseriestruktur des Fahrzeugs befestigt sein. Diese Gehäuse sind zumeist geometrisch sowie fertigungstechnisch aufwändig ausgeführt. Die geometrische Integration in den zur Verfügung stehenden Fahrzeugbauraum kann sich daher als sehr schwierig gestalten. Insbesondere bei Tanksystemen von Hybridfahrzeugen, welche alternativ zur Brennkraftmaschine auch elektrisch betrieben werden können, kann im Kraftstofftank ein gewisser Überdruck auftreten, welchem auch das Gehäuse des Kohlenwasserstoff-Filters ausgesetzt wird, was eine noch aufwändigere Ausbildung des Gehäuses erfordert, welche dann Einschränkungen hinsichtlich einer möglichst ungehinderten Durchströmbarkeit seitens der Gase zur Folge haben kann.Usually, said activated carbon (or other suitable filter material) is located in a partially complex housing. Usually, this housing is arranged in the motor vehicle near the fuel tank and may, for example, be secured in the region of the wheel housing shell to the body structure of the vehicle. These housings are usually executed geometrically and production-consuming. The geometric integration in the available vehicle construction space can therefore be very difficult. In particular, in tank systems of hybrid vehicles, which can also be operated electrically as an alternative to the internal combustion engine, a certain overpressure may occur in the fuel tank, which is exposed to the housing of the hydrocarbon filter, which requires an even more complex design of the housing, which then limits as possible unobstructed flow through the gases can result.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Kohlenwasserstoff-Filter eines Kraftfahrzeug-Kraftstofftanks oder einer Kraftstoffversorgungsanlage eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass jede Filtereinheit ein längliches zumindest annährend zylinderförmiges Gehäuse mit gerundetem Querschnitt aufweist und dass diese Gehäuse durch ein flexibles und somit hinsichtlich seiner Krümmung verformbares Adapterstück, welches die Verbindungsleitung enthält oder bildet, auch mechanisch miteinander verbunden sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention. The solution to this problem is for a hydrocarbon filter of a motor vehicle fuel tank or a fuel supply system of a motor vehicle according to the preamble of
Ein erfindungsgemäßes Kohlenwasserstoff-Filter ist als sequentielle Anordnung von einzelnen Modulen oder Filtereinheiten gestaltet, deren jeweilige Gehäuse als längliche zumindest annährend zylindrische Profile, vorzugsweise als Extrusionsprofile, ausgeführt sind. Damit könnten diese Gehäuse bzw. Gehäuse-Profile in einfacher Weise bspw. durch Extrudieren hergestellt werden, wobei in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung während der Herstellung des Gehäuses durch Coextrusion praktisch gleichzeitig auch die Aktivkohle in das Gehäuse eingebracht werden kann. Indem das Profil bzw. der Querschnitt des (jeweiligen) Gehäuses gerundet, so beispielsweise kreisrund oder oval ausgeführt ist, ergibt sich eine einfache Gehäuseform mit hohe Druckbeständigkeit, die ohne aufwändige Zusatzmaßnahmen und Wandverstärkungen diejenige von komplexeren Gehäuseformen, bei welchen sich lokale mechanische Spannungsspitzen ergeben, überschreitet.A hydrocarbon filter according to the invention is designed as a sequential arrangement of individual modules or filter units whose respective housings are designed as elongated, at least approximately cylindrical, profiles, preferably as extruded profiles. Thus, these housings or housing profiles could be produced in a simple manner, for example, by extrusion, wherein in a particularly advantageous development during the manufacture of the housing by coextrusion practically simultaneously also the activated carbon can be introduced into the housing. By the profile or the cross-section of the (respective) housing is rounded, so for example circular or oval, results in a simple housing form with high pressure resistance, which without complex additional measures and wall reinforcements that of more complex housing forms, which results in local mechanical stress peaks, exceeds.
Strömungstechnisch, d. h. hinsichtlich der Führung der genannten Gase, aber auch mechanisch miteinander verbunden sind die einzelnen (zumindest zwei, ggf. aber auch mehreren) Filtereinheiten durch ein sog. Adapterstück, welches die besagte Verbindungsleitung enthält oder bildet. Dieses Adapterstück ist annähernd geradlinig und dabei soweit flexibel ausgebildet, dass eine gewisse Krümmung dieser Verbindungsleitung bzw. des (die Filtereinheiten auch mechanisch verbindenden) Adapterstückes dargestellt werden kann. Bspw. kann dieses Adapterstück nach Art eines Wellschlauchs (mit ausreichender Druckfestigkeit) ausgebildet sein, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass insbesondere relativ große Krümmungsradien darstellbar sind. Beispielswiese liegen im endgültigen Einbauzustand im Kraftfahrzeug keine strömungstechnisch ungünstige Krümmungen im Sinne einer Strömungs-Umlenkung von nahezu 180° (und vorzugsweise auch nicht von mehr als 100°) vor; vielmehr kann angestrebt sein, maximale Krümmungswinkel zwischen den Längsachsen der durch das Adapterstück miteinander verbundenen Filter-Gehäuse in der Größenordnung von 45° (im Einbauzustand im Fahrzeug) darzustellen. Dies ergibt eine strömungstechnisch günstige Anordnung mit folglich effizienter Ausnutzung der in den Filter-Gehäusen integrierten Aktivkohle.In terms of flow technology, ie with regard to the guidance of said gases, but also mechanically connected to each other, the individual (at least two, but possibly also several) filter units by a so-called adapter piece, which contains or forms said connection line. This adapter piece is approximately rectilinear and flexible so far that a certain curvature of this connecting line or of the (the filter units and mechanically connecting) adapter piece can be shown. For example. this adapter piece can be designed in the manner of a corrugated hose (with sufficient compressive strength), wherein it is preferably provided that in particular relatively large radii of curvature can be displayed. For example, in the final installed state in the motor vehicle, there are no unfavorable curvatures in terms of flow in the sense of a flow deflection of almost 180 ° (and preferably not more than 100 °); Rather, it may be desirable maximum angle of curvature between the longitudinal axes of the filter housing connected by the adapter piece on the order of 45 ° (when installed in the vehicle). This results in a fluidically favorable arrangement with consequently efficient use of the integrated in the filter housings activated carbon.
Mit einem erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoff-Filter ist es möglich, die geometrische Gestalt des aus mehreren (zumindest zwei) Filtereinheiten bestehenden Filters, bspw. Aktivkohlefilters, an die jeweils vorliegende Einbausituation in einem Kraftfahrzeug praktisch individuell anzupassen, so dass ein Hersteller von solchen Aktivkohlefiltern erfindungsgemäße vorgefertigte Baueinheiten, bestehend aus zumindest zwei Filtereinheiten und einem zwischengeschalteten Adapterstück, in hoher Stückzahl herstellen kann, ohne dass eine nennenswerte individuelle Anpassung an unterschiedliche Einbausituationen (in verschiedenen Fahrzeug-Typen) erfolgen muss. Die exakte Verlegung im jeweiligen Kraftfahrzeug erfolgt dann an diesem, wobei die Krümmung zwischen den funktional in Reihe geschalteten Filtereinheiten an die jeweils vorliegenden geometrischen Verhältnisse einfach angepasst werden kann. In diesem Zusammenhang ist also vorgesehen, dass die besagten Filtereinheit über das Adapterstück auch mechanisch miteinander verbunden sind (und somit als zusammenhängende Baueinheit an einen Hersteller von Kraftfahrzeugen geliefert werden können).With a hydrocarbon filter according to the invention, it is possible to adapt the geometric shape of the consisting of several (at least two) filter units filter, eg. Activated carbon filter, the individual present installation situation in a motor vehicle practically individually, so that a manufacturer of such activated carbon filters according to the invention prefabricated units consisting of at least two filter units and an intermediate adapter piece, can produce in large quantities, without a significant individual adaptation to different installation situations (in different vehicle types) must be made. The exact installation in the respective motor vehicle is then carried out on this, wherein the curvature between the functionally connected in series filter units can be easily adapted to the respective geometric conditions present. In this context, it is therefore provided that the said filter unit via the adapter piece are also mechanically interconnected (and thus can be supplied as a coherent unit to a manufacturer of motor vehicles).
Ein erfindungsgemäßes Kohlenwasserstoff-Filter erlaubt nicht nur eine geometrische einfache Anpassung, sondern eine nahezu ebenso einfache Anpassung an unterschiedliche Bedarfe der Speicherkapazität für Kohlenwasserstoffe. So kann durch Hinzufügen, d. h. bspw. in Reihe schalten einer weiteren Filtereinheit bzw. eines entsprechenden bspw. mit Aktivkohle befüllten Gehäuses die Speicherkapazität einfachst vergrößert werden. Bspw. ausgehend von einer Basisausführung mit zwei Filtereinheiten ist eine nahezu beliebige Erweiterung möglich, so dass größere Speicherkapazitäten für Kohlenwasserstoffe, beispielsweise durch länderspezifisch schärfere Emissionsanforderungen oder bei größeren Tanksystemen, durch einfaches Hinzufügen weiterer Filtereinheiten ermöglicht werden können. Damit sind Baukästen definierbar, welche über verschiedene Fahrzeugfamilien einsetzbar sind.A hydrocarbon filter according to the invention not only allows a geometrically simple adaptation but also an almost equally simple adaptation to different requirements of the storage capacity for hydrocarbons. Thus, by adding, i. H. For example, in series switch another filter unit or a corresponding example. With activated carbon filled housing, the storage capacity can be easily increased. For example. Starting from a basic design with two filter units, almost any expansion is possible, so that larger storage capacities for hydrocarbons, for example by country-specific sharper emission requirements or larger tank systems, can be made possible by simply adding additional filter units. This makes it possible to define kits that can be used across different vehicle families.
Auch zwischen einer der (beiden) Filtereinheiten der genannten Basisausführung und einer weiteren hinzugefügten Filtereinheit ist vorzugsweise ein bereits beschriebenes Adapterstück vorgesehen, welches die betroffenen Filtereinheiten strömungstechnisch und mechanisch miteinander verbindet; dabei muss dieses letztgenannte Adapterstück jedoch nicht zwangsweise flexibel sein, sondern kann – bspw. wenn die weitere Filtereinheit kleiner und leichter als die beiden erstgenannten Filtereinheiten ist – auch als starres kurzes Adapterstück ausgebildet sein. Im Übrigen müssen erfindungsgemäße Adapterstücke nicht zwangsweise nur zwei Öffnungen zum Anschluss an zwei Filtereinheiten aufweisen, sondern es kann ein Adapterstück auch bspw. Y-förmig ausgebildet sein und somit eine Verzweigung von einer Filtereinheit auf zwei dieser parallel zueinander nachgeschaltete Filtereinheiten aufweisen. (Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Ausführung als Zusammenführung zweier funktional parallel geschalteter Filtereinheiten möglich). Ferner können in solchen Adapterstücken auch schaltbare Ventile vorgesehen sein, um eine gezielt beeinflussbare Strömung der zu führenden Gase zu ermöglichenAlso, between one of the (two) filter units of said basic design and a further added filter unit, an already described adapter piece is preferably provided, which connects the affected filter units fluidly and mechanically with each other; However, this latter adapter piece must not necessarily be flexible, but can - for example, if the other filter unit is smaller and lighter than the first two filter units - be designed as a rigid short adapter piece. Incidentally, adapter pieces according to the invention need not necessarily have only two openings for connection to two filter units, but it can also be an adapter piece, for example. Y-shaped and thus have a branch of a filter unit on two of these parallel to each other downstream filter units. (Of course, a reverse execution as merging two functionally parallel filter units is possible). Furthermore, switchable valves can also be provided in such adapter pieces in order to allow a specifically influenced flow of the gases to be conducted
Zurückkommend auf den Verbau eines erfindungsgemäßen Kohlenwasserstoff-Filters in einem Kraftfahrzeug können deren zumindest zwei Filtereinheiten bspw. mit schellenartigen Befestigungselementen am Fahrzeugaufbau befestigt sein, wobei auch eine montagefreundliche Clipsverbindung möglich ist. In einem solchen Zusammenbau kann das oder können die Adapterstück(e) vorteilhafterweise auch schwingungsdämpfend wirken.Coming back to the installation of a hydrocarbon filter according to the invention in a motor vehicle whose at least two filter units, for example, be attached to the vehicle body with clamp-like fasteners, with an easy-to-assemble clip connection is possible. In such an assembly, this or the adapter piece (s) can advantageously also act vibration damping.
Die beigefügten Figuren zeigen auf das wesentliche abstrahiert Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Dabei ist in
Mit der Bezugsziffer
Ein erster Anschluss A für durch das Kohlenwasserstoff-Filter hindurch geführte Gase ist am freien Ende der Filtereinheit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007056675 A1 [0001] DE 102007056675 A1 [0001]
- DE 102015201339 A1 [0001] DE 102015201339 A1 [0001]
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