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Dokumentenidentifikation DE19719920A1 19.11.1998
Titel Kraftstofftank mit Entlüftungsleitung
Anmelder ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH, 13627 Berlin, DE
Erfinder Jahn, Steffen, 16761 Hennigsdorf, DE;
Trommeshauser, Wolfgang, 16515 Oranienburg, DE
Vertreter Breiter, A., Dipl.-Ing.(FH), Pat.-Ass., 90518 Altdorf
DE-Anmeldedatum 13.05.1997
DE-Aktenzeichen 19719920
Offenlegungstag 19.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.11.1998
IPC-Hauptklasse B60K 15/035
IPC-Nebenklasse F02B 77/08   
Zusammenfassung Ein Kraftstofftank weist einen Kraftstoffbehälter 1 mit einer Einfülleitung 2 und einer Be- und Entlüftungsleitung 4 auf. Um zu verhindern, daß im Havariefall Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 über die Be- und Entlüftungsleitung 4 ausfließt, ist in dieselbe ein unter normalen Betriebsbedingungen offenes Ventil 5 eingeschaltet, das beim Auftreten ungewöhnlicher Betriebsbedingungen selbsttätig schließt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Es ist ganz allgemein bekannt, an einem Kraftstoffbehälter eines Kraftstofftanks wenigstens eine nach oben laufende Be- und Entlüftungsleitung sowie mindestens eine Einfülleitung mit zugeordnetem Verschlußdeckel zu verbinden. Die Be- und Entlüftungsleitung wird dabei als durchgehend offene Leitung aus dem oberen Bereich des Kraftstoffbehälters zu einer oberhalb des obersten Niveaus des Kraftstoffbehälters und auch oberhalb des Verschlußdeckels liegenden Ebene geführt. Durch die Be- und Entlüftungsleitung kann somit beim Befüllen des Kraftstoffbehälters mit Flüssigkeit, insbesondere mit Dieselöl, die aus dem Kraftstoffbehälter verdrängte Luft frei entweichen. Andererseits kann bei Temperaturschwankungen und verschlossenem Verschlußdeckel über die Be- und Entlüftungsleitung ein freier Druckausgleich erfolgen. Von Nachteil ist bei dieser Anordnung, daß bei einem Umkippen des mit dem Kraftstofftank ausgestatteten Fahrzeugs bei verschlossener Einfülleitung Kraftstoff durch die Be- und Entlüftungsleitung aus dem Kraftstoffbehälter auslaufen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche der Austritt von Flüssigkeit aus dem Kraftstoffbehälter über die Be-und Entlüftungsleitung auch im Havariefall vermieden, im normalen Betrieb die freie Be- und Entlüftung des Kraftstoffbehälters jedoch unbeeinflußt bleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Bei einer Ausgestaltung eines Kraftstofftanks gemäß der Erfindung wird durch das Einfügen eines unter normalen Betriebsbedingungen offenen Ventils in die Be- und Entlüftungsleitung die betriebsgerechte Funktion der Be- und Entlüftungsleitung unbeeinflußt aufrechterhalten. Das Ventil wird durch die beim Befüllen oder bei der Kraftstoffentnahme oder durch Temperaturschwankungen auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten der in der Be-und Entlüftungsleitung auftretenden, auf den Schließkörper des Ventils einwirkenden Luftströmungskräfte nicht in die Schließstellung bewegt. Wenn dagegen außergewöhnliche Ereignisse eintreten, wie ein Umkippen des Kraftstofftanks oder auch ein plötzliches Zusammenpressen des Kraftstoffbehälters im Havariefall, dann bewirkt die durch die Be- und Entlüftungsleitung nach außen drängende Flüssigkeit oder bereits eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von aus dem Kraftstoffbehälter ausgepreßter Luft eine Verstellung des Ventilschließkörpers, so daß ein Austritt von Flüssigkeit sicher vermieden wird. Das unter normalen Betriebsbedingungen offene Ventil ist demnach auf einen Schließdruck eingestellt, der größer ist als die im Normalbetrieb am Schließkörper auftretende Luftströmungskraft. Sie ist dagegen kleiner als die statische oder dynamische Druckkraft, welche die im Fehlerfalle auf den Schließkörper einwirkende, aus dem Kraftstoffbehälter ausströmende Flüssigkeit ausübt. Um dabei zu vermeiden, daß im Kraftstoffbehälter im Fehlerfalle ein Überdruck entsteht, der ein Bersten des Kraftstoffbehälters oder anderer Bauelemente nach sich ziehen kann, ist zweckmäßig der Verschlußdeckel zusätzlich mit einem üblichen Überdruckventil versehen. Über dieses Überdruckventil fließt dann nur soviel Kraftstoff ab, bis der Ansprechdruck des Überdruckventils unterschritten ist. Im übrigen ist das Ventil in der Ent- oder Belüftungsleitung vorzugsweise so ausgebildet, daß der Schließkörper im Normalfall durch die auf ihn einwirkende Schwerkraft in Öffnungsstellung gehalten wird. Dabei ist es zweckmäßig, den Schließkörper unter normalen Betriebsbedingungen des Ventils unterhalb des zugehörigen Dichtungssitzes im Gehäuse des Ventils anzuordnen. Der Schließkörper kann dabei im Gehäuse des Ventils in Strömungsrichtung des Ventils mit Spiel zwischen der Dichtfläche und einem gegenüberliegenden Anschlag frei verstellbar, insbesondere verschiebbar gelagert sein, sofern der Schließkörper nicht als Kugel ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Kraftstofftank mit daran angesetzten Einfüll- sowie Be- und Entlüftungsleitungen,

Fig. 2 ein in die Be- und Entlüftungsleitung einfügbares Ventil im teilweisen Längsschnitt und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Verschlußdeckel für die Einfülleitung.

Ein Kraftstofftank weist einen im wesentlichen waagerecht liegenden Kraftstoffbehälter 1 auf, der an seiner Oberseite zumindest eine Einfülleitung 2 mit einem die Einfüllöffnung verschließenden Verschlußdeckel sowie eine nach oben weglaufende Be- und Entlüftungsleitung 4 aufweist, die über das Niveau der Einfüllöffnung hochgezogen ist. In einen ansteigenden, z. B. vorzugsweise senkrecht nach oben verlaufenden Abschnitt der Be- und Entlüftungsleitung 4 ist ein Ventil 5gelegt, das unter üblichen Betriebsbedingungen offen ist, beim Auftreten außergewöhnlicher Betriebsbedingungen dagegen selbsttätig schließt. Ein Ventil 5 dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Im axial durchbohrten Gehäuse des Ventils 5 befindet sich eine erweiterte Ventilkörperkammer 6, in welcher ein Schließkörper 7 angeordnet ist, an dem vorbei in axialer Richtung Luft strömen kann. Der Schließkörper 7 ist dabei als Scheibe ausgebildet, welche in axialer Richtung verschiebbar auf einem gehäusefesten Führungsbolzen 8 in Strömungsrichtung von Luft oder Flüssigkeit gelagert ist. Der Schließkörper 7 verjüngt sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig und steht unter einer entsprechend geneigten gehäusefesten Dichtungsfläche 9. Zwischen den zusammenwirkenden kegelstumpfförmigen, parallel zueinander verlaufenden Dichtungsflächen befindet sich in der dargestellten normalen Betriebslage ein Ringspalt, der den freien Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Kraftstoffbehälters 1 und der Außenatmosphäre zuläßt. Der Schließkörper 7 steht in der dargestellten normalen Betriebslage des Rückschlagventils durch Schwerkraft in Offenstellung, ist also mit seiner der Dichtungsfläche 9 gegenüberstehenden Dichtfläche durch sein eigenes Gewicht auf dem Führungsbolzen 8 vom Dichtungssitz 9 weg verschoben.

Wenn das mit dem Kraftstofftank ausgestattete Fahrzeug in eine betriebsunübliche Lage gelangt, insbesondere umstürzt, kann bereits durch die Verlagerung des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter 1 in der Entlüftungsleitung 4 eine Luft- oder Gasströmung mit so hoher Strömungsgeschwindigkeit auftreten, daß der Schließkörper 7 aufgrund seines Strömungswiderstandes gegen den Dichtungssitz 9 gepreßt wird, so daß das Ventil 5 geschlossen und das Ausströmen von Kraftstoff sicher vermieden ist. Selbst bei langsamem Einfließen von Flüssigkeit in die Entlüftungsleitung 4 stellt der Schließkörper 7 unabhängig von der Lage des Ventils 5 einen solchen Strömungswiderstand dar, daß er ebenfalls an den Dichtungssitz 9 angelegt wird. Die Verstellkraft des Schließkörpers 7ist dabei so klein bemessen, daß die durch den statischen oder dynamischen Druck der Flüssigkeit auf ihn einwirkenden Kräfte die Schließbewegung hervorrufen. Es wird somit insbesondere bei unüblichen Betriebsbedingungen und vorzugsweise bei der Gefahr des Auslaufens von Kraftstoff der Kraftstoffbehälter dicht abgeschlossen, ohne hierfür Fremdenergie oder sonstige Steuerelemente zu benötigen.

Um darüber hinaus zu verhindern, daß der dicht verschlossene Kraftstoffbehälter oder sonstige Kraftstofftankbauteile bei Auftreten von innerem Überdruck bersten und der gesamte Kraftstoffvorrat ausläuft, ist der Verschlußdeckel 3 der Einfülleitung 2 mit einer auf dem freien Rand 10 der Einfülleitung dicht aufsitzenden Ventilteller 11 versehen, der gegen die Kraft einer sich im Verschlußdeckel 3 abstützenden Druckfeder 12 bei unzulässigem Überdruck vom Rand 10 abhebt. Hierdurch kann zwar Kraftstoff abfließen, jedoch schließt der Ventilteller 11 automatisch, wenn der Überdruck auf einen bauartbedingten Wert abgesunken ist. Ein entsprechender Teil des Kraftstoffs bleibt somit im Kraftstoffbehälter 1 zurück.

Insgesamt wird somit eine auslaufsichere Anordnung mit einem einfachen Ventil erreicht, das geringe Wartung und niedrige Kosten erfordert und im übrigen auch an bestehenden Kraftstofftankanlagen problemlos nachgerüstet werden kann. Zugleich wird ein Berstschutz erreicht, wenn der ohnehin erforderliche Tankverschluß als Überdruckschutz ausgebildet wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Kraftstofftank mit einem Kraftstoffbehälter, der wenigstens eine nach oben laufende Be- und Entlüftungsleitung sowie mindestens eine Einfülleitung mit Verschlußdeckel aufweist, insbesondere für ein Schienenfahrzeug,dadurch gekenn-zeichnet, daß in der Be- und Entlüftungsleitung (4) ein in Belüftungsrichtung offenes Ventil (5) angeordnet ist, das bei Eintreten von Flüssigkeit oder beim Auftreten einer in Entlüftungsrichtung gerichteten Luftströmung selbsttätig schließt.
  2. 2. Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließdruck des Ventils (4) in Entlüftungsrichtung größer ist als die im Normalbetrieb in Entlüftungsrichtung am Schließkörper (7) auftretenden Luftströmungskräfte und kleiner ist als der dynamische oder statische Druck von aus dem Kraftstoffbehälter (1) in das Ventil (5) einströmender Flüssigkeit oder Luft ist.
  3. 3. Kraftstofftank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) in normalen Betriebslagen des Rückschlagventils (5) durch Schwerkraft in Offenstellung steht.
  4. 4. Kraftstofftank nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) in normalen Betriebslagen des Ventils (5) unterhalb des zugehörigen Dichtungssitzes (9) im Gehäuse des Ventils (5) angeordnet ist.
  5. 5. Kraftstofftank nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Verschlußdeckel (3) mit einem Überdruckventil (10, 11, 12) versehen ist.






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