DE2245657A1 - Vorrichtung zur vermeidung von kraftstoffverlusten durch verdampfung in kraftstofftanks - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Vermeidung von Kraftstoffverlusten durch Verdampfung in Kraftstofftanks Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Kraftstofftanks, insbesondere Benzintanks in Automobilen, aber auch anderen Tanks bzw. Behältern für die Lagerung oder den Transport von beliebigen Kraftstoffen, mit welcher verhindert werden soll, daß die leichtflüchtigen Anteile der Kraftstoffe, die sich im Tank in dem Luftraum über dem jeweiligen Flüssigkeitsspiegel befinden, in die freie Atmosphäre gelangen.
• Die Verhinderung von Verdampfungsverlusten von Kraftstoffen, insbesondere Benzin, ist sowohl aus wirtschaftlichen Gründen als auch im Hinblick auf die Reinhaltung der Luft von großer Bedeutung. Der übertritt der Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre erfolgt im wesentlichen bei zwei verschiedenen Gegebenheiten, namlich a) bei der sog. Tankatmung aufgrund von Temperaturänderungen (Atuningsverlust), b) beim Füllen des Tanks, wobei die mit Kraftstoff-, insbesondere Benzindämpfen gesättigte Tankluft durch den nachgefüllten Kraftstoff verdrängt wird (Arbeitsverlust).
• Nach Ansicht von Fachleuten macht allein die Eohlenwasserstoffemission aus Kraftfahrzeugen durch Atmungs- und Arbeitsverluste in der Bundesrepublik I)eutschland etwa ein Drittel der gesamten Luftverunreinigung durch Kohlenwasserstoffe überhaupt aus. Die restlichen zwei Drittel entfallen auf tohlenwaßseratofiemissionen bei der Produktion, der Lagerung und dem Transport von Mineralülproduktea.
• Technische Lösungen zur Vermeidung von "Arbeitsverlusten" und "Atmungsverlusten sind bekannt. Zur Vermeidung von Arbeitsverlusten eignen sich beispielsweise die sog. aspendelleitungen. Das sind Leitungen, die den Gasraum der zu befüllenden Behälter mit dem Gasraum des abgebenden BehSlterv verbinden.
• Während der Kraftstoff, z. B. das Benzin, in den zu befüllenden Behälter fließt, wird gleichzeitig die dort verdrängte Luft mit der getrennten Gaspendelleitung in den frei werdenden Raum des abgebenden Behälters zurückgeführt. Eine Emission wird dadurch vermieden. Diese Lösung ist im Sinne der gebotenen Reinhaltung der Luft nur dann voll wirksam, wenn eine lückenlose Kette von Befüllungen mit Gaspendelleitungen bis zurück zur Raffinerie sichergestellt ist. Das ist Jedoch nicht immer möglich, außerdem ist die Arbeitsweise als soche umständlich und kostspielig.
• Zur Vermeidung von Atmungsverlusten sind Absaugleitungen, beispielsweise solche aus der Kurbelwanne bekannt. Diese sind bei Personenkraftwagen z. B. mit dem Vergaser verbunden und bewirken eine Verbrennung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Dieses Verfahren haut den Nachteil, daß die Dämpfe nur bei laufendem Notor verbrannt werden. Tritt ein Atmungsverlust bei stehendem Motor auf, dann gelangt der Kohlenwasserstoffdampf auch bei dieser Methode in die Atmosphäre.
• Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, das Problem der Kraftstoffverluste durch Verdampfung im Tank in einfacher Weise zu lösen und den Übergang von mit Kraftstafdämpfen angereicherter Luft bei der Tankatmung und der Tankbefüllung kn die Atmosphäre zu verhindern.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Vermeidung von Kraftstoffverlusten durch Verdampfung in Kraftstofftanks, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem Tank eine aus einer dünnen, reißfesten Kunststofffolie bestehende Blase oder Membran angeordnet ist, deren Umfang bzw. Lage sich in Abhangigkeit von der Kraftstoffmenge im Tank ändert und die eine unmittelbare Berührung des flüssigen Kraftstoffs mit dem BuStraum im Tank und mit der Außenluft (Atmosphäre) verhindert.
• Es ist bekannt, Lagertanks, beispielsweise Heizöltanks, mit Kunststofffolie auszukleiden, um einen erhöhten Korrosionsschutz zu erreichen. Derartige Auskleidungen legen die vorliegende Erfindung in keiner Weise nahe, weil sie nur dem Schutz der Tankwandungen dienen, unabhängig vom Füllstand des Tanks gleichmäßig an der Tankwand anliegen und keine Trennung zwischen dem eingefüllten Lagergut, z. B. dem Heizöl, und dem Luftraum im Tank bewirken. Erfindungagemäß wird dagegen mit Hilfe der Folie, die in Form einer Blase oder einer Membran vorliegen kann, im Tank eine vollständige Trennung von dem flüssigen Eraftstoff bzw. des von ihm eingenommenen Raumes von dem bei der allmählichen Entleerung des Tanks entstehenden Luftraumreicht, wodurch mit Sicherheit vermieden wird, daß bei der Tankatmung und beim Wiederbefüllen des Tanks mit EraftstoffdSmpfen gesättigte bzw. angereicherte Luft in die Atmosphäre übertritt.
• Bei der weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen bedeuten die Figuren Darstellungen einer Ausführungsform der Erfin-1 bis 3 dung, in welcher eine Blase aus Kunststofffolie zur Aufnahme des Kraftstoffes dient; die Figuren Darstellungen einer Ausführungaform der Erfin-4 bis 6 dung, bei welcher eine Blase aus tunststofffolie den Tankluftraum umschließt; Figur 6a eine Darstellung einer möglichen Ausführungßform des Einfüllstutzens (übrige Teile des Tanks weggebrochen); die Figuren Darstellungen einer weiteren Ausführungeform 7 bis 9 der Erfindung, in welcher die Folie als Membran ausgebildet ist; Figur 10 einen Längsschnitt durch den Tankverschlußeinbau, der erfindungsgeniäß an der Kraftstoffeintrittsöffnung des Tanks verwendet wird; Figur 11 einen weiteren Längsschnitt durch den Tank verschluß von Figur 10, der hier in geöffnetem Zustand dargestellt ist; die Figuren 12 und 13 Ansichten des Tankverschlusses von Figur 10 von unten in geöffnetem (Figur 13) und geschlossenem (Figur i2) Zustand.
• In den Figuren 1 bis 3 ist schematisch und stark vereinfacht eine Ausfuhrnngsform der Erfindung dargestellt. Man erkennt jeweils einen Kraftstofftank 1, in welchem eine Blase 2 aus Eunststofffolie angeordnet ist, die zur Aufnahme des Kraftstoffes bestimmt ist. Die-Bolie ist an der Einfüllöffnung 3 und an der Ablauföffnung 4 des Tankes gasdicht befestigt9 so daß der Luftraum L im Tank vollständig von dem Kraftstoff 5 in der Blase getrennt ist.
• Bei der Entnahme von Kraftstoff aus dem Tank fällt die Blase 2 allmählich zusammen, während durch die Entlüftungsöffnung 5 Luft von außen in den Tank eintritt.
• Der Kraftstoff S bleibt bis zur vollständigen Entleerung des Tanks durch die Kunststofffolie von der Tankinnenluft L getrennt.
• Die Luft L kann sich also nicht mit Kraftstoffdämpfen anreichern oder gar sättigen. Infolgedessen wird bei der Wiederbefüllung des Tanks, z. B. an einer Tankstelle, nur kohlenwasserstoffreie Luft aus dem Luftraum L verdrängt. Ein 2'Arbeit3verlust" findet also nicht mehr statt.
• Durch die Erfindung ist auch das Problem der ?1Atmungßverlußtefl gelöst worden, weil die infolge von Temperaturänderungen auftretende Tankatmung jetzt nur noch mit sauberer Buft erfolgt.
• Es kann in gewissen Fällen geschehen, daß sich innerhalb der Blase eine kleine Menge von Kohlenwasserstoffdämpfen bildet, die dann beim Öffnen des Tankverschlusses vor dem Befüllen des Tanks entweichen würde. Auch diese Schwierigkeit kann mit Hilfe der Erfindung ausgeschaltet werden. In Figur S ist schematisch eine Anordnung dargestellt, in welcher an den Dankstutæen 3 eine Entgasungsleitung 6 angeschlossen ist, welche (falls es sich bei dem Tank um den Vorratstank eines Kraftfahrzeugs handelt) zum Vergaser (nicht dargestellt) führt. In einem solchen Fall wäre die Leitung dann zweckmäßigerweise so am Vergaser anzuordnen, daß bei Motorenbetrieb ein leichter Unterdruck entsteht. Dadurch wird bei laufendem Motor das in der Blase vorhandene Kohlenwasserstoffgas SG abgesaugt.
• Beim Befüllen des Tanks kann ein Entweichen der evt. vorhandenen Kohlenwasserstoffdämpfe erfindungsgemäß mittels einer in den Tankstutzen 3 eingebauten Hilfseinrichtung 7 verhindert werden, deren Wirkungsweise im folgenden noch näher erläutert werden wird.
• Der Deckel 8 dient zum Verschließen des Tanks 1.
• In den Figuren 4 bis 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher der Tank in üblicher Weise zur Aufnahme des Kraftstoffs dient,-d. h. der Kraftstoff berührt die Iankwände unmittelbar. (Die Bezugszeichen sind in allen Figuren der beiliegenden Zeichnungen für gleiche Teile der Vorrichtung gleich; 1 bedeutet also immer den Tank, 2 die Blase, S den Eraftstoff usw., auch wenn dies nicht jedesmal in der Beschreibung ausdrücklich erwähnt ist,) Die Blase 2 füllt sich bei allmählicher Entleerung des Tanks 1 mit Luft Die Luft L tritt in die Blase 2 durch die Entlüftungsöffnung 5 ein. Die Entlüftungsöffnung 5 kann - wie dies aus Figur 6 ersichtlich ist - auch an dem Einfüllstutzen 3 angeordnet sein. In Figur 6a ist eine weitere mögliche Ausführungsform dargestellt; hier ist die zur Aufnahme der Luft bestimmte Blase 2 schlauchartig bis zu dem Tankdeckel 8 hochgezogen und die Entlüftungsöffnung besteht aus der Öffnung 5a im Tankdeckel 8.
• In den Figuren 7 bis 9 erkennt man eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Kunststofffolie als Membran 26ausgebildet ist. Durch die Membran wird der Tank 1 in zwei gegeneinander abgedichtete Teile unterteilt. Die Folie muß groß genug sein, damit sie sich mit dem Kraftstoff beim Füllen und Entleeren des Tanks bewegen kann. An dem Einfüllstutzen 3 ist die Membran luftdicht befestigt und ebenso bei 9a und 9b an den Wänden des Tanks 1. (Die Teile 7 und 8 sind in den Figuren 7 bis 9 der Einfachheit halber weggelassen.) In den Figuren 10 bis 13 ist die Hilfseinrichtung 7 im Detail dargestellt. Bei der Hilfseinrichtung 7 handelt es sich um einen Tankverschlußeinbau, der bei allen Ausführungsforien der Erfindung gemäß Figuren 1 bis 3, 4 bis 6 (einschließlich 6a) und 7 bis 9 (beidiesen nicht dargestellt) verwendet wird. Der Tankverschlußeinbau besteht aus einer Manschette aus flexiblem Material, z. B. Gummi oder Kunststoff, 10, einem nichtflexiblen Metallring 11 und Stahlfedern 12. Die Stahlfedern 12 halten die Öffnung 13 in der Manschette normalerweise luftdicht geschlossen.
• Wird bei Befüllen des Tanks die Füllpistole in den Tankverschluß eingeschoben, so drückt die Pistole 14 gegen die Federn 12 und spreizt die Öffnung 13 auseinander, so daß der Kraftstoff in den Tank fließen kann. Wird die Pistole zurückgezogen, so schließt sich die Öffnung wieder und der Kraftstoff ist luftdicht abgesperrt.
• In Figur 13 erkennt man eine Öffnung 5a. Diese ist nur vorhanden, wenn die Entlüftungsöffnung am Tank in der in Figur 6a beschriebenen Weise ausgebildet ist.
• Die Blase2bzw. Membran 2akann aus einer beliebigen Eunststofffolie bestehen, vorausgesetzt, daß die Folie dünn genug ist, daß sie den Bewegungen des Kraftstoffs im Tank folgt und an dessen Oberfläche anliegt, dabei aber kraftstoffbeständig und reißfest ist. Für die Zwecke der Erfindung geeignete Folien sind beispielsweise solche aus Polyvinylidenchlorid, Polyamid 6,6 oder Polyacrylnitril. Weitere geeignete Folienmaterialien kann der Fachmann nach seiner Erfahrung auswählen.

Claims (11)

Patentans~prüche

1. Vorrichtung zur Vermeidung von Eraftætoffverlusten durch Verdampfung in Kraftstofftanks, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tank (1) eine aus einer dünnen, reißfesten Kunststofffolie bestehende Blase (2) oder Membran (2a) angeordnet ist, deren Umfang bzw. Lage sich in Abhängigkeit von der Kraftstoffmenge im Tank ändert und die eine unmittelbare Berührung des flüssigen Kraftstoffs mit dem Luftraum im Tank und mit der Außenluft verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) den Kraftstoff (S) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) den Luftraum (X) im Tank umschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) mit dem Einfüllstutzen (3) und dem Entleerungsstutzen (4) gasdicht verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) an der'Entlüftungsöffnung (5) gegen den Tankinnenraum, der den Kraftstoff (S) enthält, abgedichtet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, daß die Membran (2a) an dem Einfüllstutzen (3) und an der Tankwand (9a und 9b) gasdicht befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einfüllstutzen (3) eine Tankverschlußeinheit (7) eingebaut ist, die auch nach Entfernung des Tankdeckels (8) und beim Befüllen des Tanks eine Abdichtung des Kraftstoffs (S) im Tank (1) gegen die Außenluft bewirkt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dE Tankverachlußeinheit (7) aus einer Manschette (10) aus flexiblem Material besteht, die mittels Federn (12) luftdicht verschlossen gehalten wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13) beim Einführen der Füllpistole (14) geöffnet wird, so daß der Kraftstoff in den Tank eintreten kann, ein Lufteintritt in den Tank jedoch verhindert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (3) mit einer Leitung (6) verbunden ist, durch die evt. gebildete Kraftstoffdämpfe (SG) abgesaugt werden können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsstutzen (5) am Einfüllstutzen (3) angeordnet ist.

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