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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Multifunktionseinheit
mit zumindest zwei Elementen eines Kraftstoffsystems, die zur Befestigung am
Gehäuse
eines Kraftstoffbehälters
bestimmt ist, wobei die Elemente im Inneren des Kraftstoffsystems unterschiedliche
Funktionen ausüben,
wobei eines der Elemente durch einen Kanister und das andere Element
durch eine Vorrichtung gebildet ist, die zumindest eine der Funktionen
ROV, ISR, SLV, SPD, ORFVR oder OBD erfüllt.
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Wie
gut bekannt ist, entspricht die Funktion ROV (Roll Over Valve) dem
Schließen
des Lüftungskreises
des Behälters
im Falle eines Umkippens des Fahrzeuges. Die Funktion ISR (Interdiction
de Sur-Remplissage) gestattet es, ein Überfüllen des Kraftstoffbehälters zu
vermeiden, um oberhalb des flüssigen
Kraftstoffes eine Gastasche aufrechtzuerhalten, die befähigt ist,
die Kraftstoffbewegungen in dem Behälter aufzunehmen. Die Funktion
SLV (Separation Liquide Vapeur) zielt darauf ab, zu vermeiden, daß während der
Fahrt Kraftstofftröpfchen
in den Entlüftungskreis
eindringen, weil dies ansonsten die Gefahr einer Sättigung
des im Behälter
enthaltenen aktiven Materials herbeiführen würde. Die Funktion SPD (Sécurité Pression
Dépression)
gestattet es, den Druck in dem Behälter zwischen einem Maximalwert
und einem Minimalwert zu halten, die voreingestellt sind. Die Funktion
ORVR (On Board Refueling Vapor Recovery) gestattet es, die Kraftstoffdämpfe, die
von dem Behälter
abgegeben werden, zurückzuhalten,
wenn man mit dem Füllen
des Behälters
beschäftigt
ist. Die Funktion OBD (On Board Diagnostic) gestattet es, ein Signal
abzugeben, das repräsentativ
für den
Druck ist, um die Dichtheit des Behälters im Gebrauch zu verifizieren.
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Aus
der französischen
Patentanmeldung FR-2 771 683 und aus der internationalen Anmeldung
WO 99/42316 sind Kraftstoffbehälter
bekannt, deren Gehäuse
jeweils einen Sitz aufweisen, der zur Außenseite des Behälters mündet, um
aktives Material, wie Aktivkohle, aufzunehmen, die befähigt ist,
die Kraftstoffdämpfe
zu adsorbieren und einen integralen Kanister zu bilden. Die Ausbildung
des Gehäuses
mit einem solchen Sitz und das Füllen
desselben sind relativ komplex, derart, daß angeschlossene Kanister weiterhin
häufig
verwendet werden, wobei diese Kanister gelegentlich ein oder mehrere
Ventile integrieren, um eine Multifunktionseinheit zu bilden.
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Das
Patent
BE 1 012 697 offenbart
einen Kraftstoffbehälter
mit einer Multifunktionseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
18.
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Es
ist aus dem belgischen Patent
BE
1 012 697 ein Kraftstoffbehälter bekannt, der eine Multifunktionseinheit
aufweist, die aus einem Kanister und integrierten Ventilen gebildet
sein kann, wobei diese Einheit über
eine Öffnung
des Gehäuses
des Kraftstoffbehälters
eingebracht wird. In einer solchen Einheit sind die Ventile in den
Kanister integriert, der eine im wesentlichen ringförmige Gestalt
hat. Die Ausbildung einer solchen Multifunktionseinheit erfordert
sowohl das Beherrschen der Herstellungstechnologie für die Ventile
als auch der Herstellungstechnologie des Behälters, was zu Schwierigkeiten
führen
kann.
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Es
ist ferner aus dem Patent
US
4,852,761 ein Behälter
bekannt, der eine Multifunktionseinheit aufweist, die aus einem
Kanister und einem integrierten Ventil gebildet ist und deren Ausbildung
relativ komplex ist.
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Die
vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, die Herstellung
eines Kraftstoffsystems und von Kraftstoffbehältern, die mit solchen Systemen
ausgestattet sind, zu verbessern.
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Die
Erfindung ermöglicht
dies durch eine neue Multifunktionseinheit gemäß dem Anspruch 1.
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Die
Erfindung erleichtert es, auf Zulieferanten zurückzugreifen, um die Multifunktionseinheit herzustellen,
weil das oder die Ventile der Multifunktionseinheit (wenn diese
welche aufweist) von Zulieferanten hergestellt werden können, welche
die entsprechende Technologie beherrschen, und der Kanister (wenn
die Multifunktionseinheit einen solchen aufweist) von einem anderen
Zulieferanten hergestellt werden kann. Außerdem gestattet es die Erfindung
zum Herstellen der Multifunktionseinheit, Standardfunktionsteile
zu verwenden, deren Verläßlichkeit
bewiesen ist und die von Automobilherstellern akzeptiert werden,
wobei diese Produkte relativ geringe Kosten haben, weil sie auf
wirtschaftliche Weise hergestellt werden können, und weil diese Teile nur
relativ geringe Modifikationen erfordern, um den ersten und zweiten
Verbindungsteil herzustellen.
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Die
Multifunktionseinheit gemäß der Erfindung
gestattet es auch, die Vorteile der bekannten integrierten Multifunktionseinheiten
auszunützen, insbesondere
die erleichterte Einsatzmöglichkeit
infolge der Verringerung der zu manipulierenden Teile.
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Die
beiden Elemente sind vorteilhaft derart ausgebildet, daß sie vor
dem Zusammenbau ihre eigenen Funktionsweisen haben, die es insbesondere gestatten,
sie unabhängig
voneinander zu entwickeln, zu validieren und zu testen.
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Gemäß der Erfindung
besteht eines der Elemente der Multifunktionseinheit aus einem Kanister und
das andere Element aus einer Vorrichtung, die zumindest eine der
Funktionen ROV, ISR, SLV, SPD, ORVR oder OBD erfüllt, beispielsweise gleichzeitig die
Funktionen ISR und ROV, in welchem Fall die Vorrichtung beispielweise
in an sich bekannter Weise einen Schwimmer, der vertikal gleitet,
eine Feder und eine Kugel aufweist.
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Die
vorerwähnten
Verbindungsteile können sich
zumindest teilweise an der Außenseite
des Gehäuses
des Behälters,
aber auch vollständig
an dessen Außenseite
erstrecken, und die funktionellen Teile jedes der beiden Elemente
der Multifunktionseinheit können
sich nach der Befestigung der Multifunktionseinheit an dem Gehäuse des
Kraftstoffbehälters in
das Innere des Behälters
erstrecken.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
sind die Verbindungsteile derart ausgebildet, daß sie eine andere Funktion
als das einfache Zusammenhalten der beiden Elemente erfüllen. Die
Verbindungsteile können
vorteilhaft zumindest eine Leitung definieren, die es gestattet,
daß die
beiden Elemente miteinander kommunizieren, um beispielsweise Kraftstoffdämpfen zu
ermöglichen,
von einem Element zu dem anderen zu zirkulieren. Die Multifunktionseinheit kann
somit frei von Rohrleitungen zwischen den beiden Elementen sein.
Die Verbindungsteile können
jeweils einen Leitungsteil aufweisen, wobei diese Teile beispielsweise
befähigt
sind, an ihren Enden aneinander zur Anlage zu kommen, um auf diese
Weise die vorerwähnte
Leitung zu definieren. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist zumindest
eines der Elemente eine Platine in seinem oberen Teil auf, wobei
diese Platine beispielsweise im allgemeinen eben ist, und der Leitungsteil
dieses Elementes schließt
an diese Platine durch einen Materialsteg an. Jeder Leitungsteil
kann zumindest eine Versteifungsrippe aufweisen, die sich über seine
Länge erstreckt, beispielsweise
drei Versteifungsrippen.
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Bei
einem besonderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist jeder der Verbindungsteile eine Zusammenbaufläche auf,
die befähigt
ist, mit einer entsprechenden Zusammenbaufläche des anderen Elementes in
Kontakt zu treten.
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Vorteilhaft
kann das erste Relief zumindest einen Vorsprung und das zweite Relief
zumindest einen Sitz aufweisen, in welchem dieser Vorsprung gleiten
kann. Dieser Sitz kann einen rechteckigen Innenabschnitt haben und
der Vorsprung einen U-förmigen
Querschnitt aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel weist eines
der Elemente zwei Vorsprünge
auf, die parallel zu dem Leitungsteil dieses Elementes zu beiden
Seiten desselben verlaufen, und das andere Element weist zwei Sitze
auf, die sich parallel zu dem entsprechenden Leitungsteil zu beiden
Seiten desselben erstrecken. Auf diese Weise können vor dem Zusammenbau der
beiden Elemente durch Schweißen
die Elemente auf einfache Weise relativ zueinander in einer vorbestimmten
Position festgelegt werden, indem man die Vorsprünge in die entsprechenden Sitze
einführt.
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Zumindest
eines der Elemente der Multifunktionseinheit kann eine Fläche aufweisen,
die dazu bestimmt ist, dieses Element an dem Batteriegehäuse anzuschweißen. Die
Fläche
kann durch einen Rand des entsprechenden Elementes definiert sein.
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Die
beiden Elemente der Multifunktionseinheit können in eine einzige Öffnung des
Gehäuses des
Behälters
oder bei einer Variante in zwei entsprechend getrennte Öffnungen
eingesetzt werden.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Kraftstoffbehälter mit einer Multifunktionseinheit,
wie sie weiter oben beschrieben wurde.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines
Kraftstoffbehälters
gemäß dem Anspruch
18.
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Der
Zusammenbau des Kanisters mit der Vorrichtung, die zumindest eine
der Funktionen ROV, ISR, SLV, SPD, ORVR oder OBD aufweist, erfolgt
in einer ersten Richtung, die senkrecht auf eine zweite Richtung
ist.
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Die
Multifunktionseinheit kann in das Gehäuse des Behälters gemäß der zweiten Richtung eingeführt.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Multifunktionseinheit direkt am Gehäuse des
Behälters
befestigt, ohne einen Deckel dazwischen vorzusehen, was die Herstellung
des Behälters
vereinfacht und die Gefahr eines Verlustes an Kraftstoff durch Diffusion über die Zusammenbauzonen
verringert. Es wird jedoch der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
nicht überschritten,
wenn die Multifunktionseinheit an einem Deckel fixiert ist, der
zum Zusammenbau der Elemente beitragen kann, wobei der Deckel seinerseits
an dem Gehäuse
des Behälters
befestigt wird.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
eines nicht einschränkenden
Ausführungsbeispieles
und unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung (die einen
integrierenden Bestandteil der Beschreibung bildet) besser verständlich,
und in welcher zeigen
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1 eine
schematische perspektivische Teilansicht eines Ventils und eines
Kanisters, die zur Bildung einer Multifunktionseinheit gemäß der Erfindung
bestimmt sind, vor dem Zusammenbau,
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2 eine
analoge Ansicht wie 1, wobei das Ventil und der
Kanister zusammengebaut sind, und
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3 eine
schematische Ansicht in einem Axialschnitt III-III der Multifunktionseinheit
nach 2.
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In 1 sind
ein Ventil 1 und ein Kanister 2 gezeigt, die zur
Bildung einer Multifunktionseinheit 5 gemäß der Erfindung
zusammengebaut und am Gehäuse
eines nicht gezeigten Kraftstoffbehälters fixiert werden sollen.
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Das
Ventil 1 und der Kanister 2 weisen übliche funktionelle
Teile auf und unterscheiden sich im wesentlichen von einem bekannten
Ventil und einem bekannten Kanister dadurch, daß sie einen ersten Verbindungsteil 3 und
einen zweiten Verbindungsteil 4 haben, die ihren Zusammenbau
unabhängig
vom Behältergehäuse gestatten.
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Der
erste Verbindungsteil 3 des Ventils 1 und der
zweite Verbindungsteil 4 des Kanisters 2 weisen entsprechende
Leitungsteile 7 und 8 auf. Diese sind so ausgebildet,
daß sie
aneinander an ihren Enden zur Anlage gelangen, um auf diese Weise
eine Leitung 10 zu bilden, die es dem Ventil 1 ermöglicht,
mit dem Kanister 2 zu kommunizieren, wie man dies in 3 sieht.
Bei dem beschriebenen Beispiel erfolgt diese Kommunikation auf der
Außenseite
des Gehäuses
des Behälters,
wie dies nachfolgend beschrieben wird.
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Der
erste Verbindungsteil 3 ist aus einem einzigen Formstück aus Kunststoff
mit einem rohrförmigen
Mantel 25 und einer Achse X gebildet und weist zwei Vorsprünge 11 auf,
die sich parallel zu einer Achse Y des Leitungsteiles 8 zu
beiden Seiten desselben erstrecken.
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Die
Vorsprünge 11 haben
einen U-förmigen Querschnitt,
der nach unten offen ist, wie dies aus 1 ersichtlich
ist, und sie schließen
an der Oberseite an eine Platine 12 an, die sich ebenfalls
im wesentlichen senkrecht zur Achse X erstreckt.
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Der
rohrförmige
Mantel 25 schließt
an die Unterseite dieser Platine 12 an.
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Das
Ventil 1 weist an der Oberseite der Platine 12 einen
zylindrischen Ansatz 13 auf, der einen Sitz für eine metallische
Kugel 40 bildet, deren Funktion nachfolgend erläutert wird.
Der Leitungsteil 8 kommuniziert mit dem Inneren dieses
Sitzes über eine Öffnung,
die in der oberen Wand des Ansatzes 13 ausgebildet ist,
wie dies aus 3 hervorgeht.
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Die
Platine 12 hat zwischen den beiden Vorsprüngen 11 einen
weiteren Vorsprung 15, der einen freien Rand 16 hat,
der sich im wesentlichen senkrecht zu den Achsen X und Y erstreckt.
Der Leitungsteil 8 ist mit diesem Vorsprung 15 über einen
Materialsteg 20 verbunden, der parallel zur Achse Y verläuft.
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Man
kann aus 1 erkennen, daß der Leitungsteil 8 durch
drei Rippen 18 verstärkt
ist, die sich über
seine Länge
erstrecken.
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Der
rohrförmige
Mantel 25 definiert einen zylindrischen Sitz, der nach
unten offen ist und es gestattet, die verschiedenen Bestandteile
des Ventils 1 aufzunehmen, insbesondere den Körper 35,
der so ausgebildet ist, daß er
einen Schwimmer 36 in vertikaler Richtung gleitverschieblich
führt,
der auf einer Feder 37 ruht. Dieser Schwimmer 36 ist
einerseits befähigt,
auf einer Kraftstoffwelle zu schwimmen, um das Ventil zu schließen und
um zu verhindern, daß flüssiger Kraftstoff
den Kanister erreicht, und anderseits im Falle eines Umkippens des
Fahrzeuges, das Ventil zu schließen. Er sichert somit die Funktionen SLV
und ROV.
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Der
Boden des Sitzes, in welchem eine Kugel 40 gehalten ist,
ist konisch ausgebildet, derart, daß im Stillstand des Fahrzeuges
auf einer ebenen Fläche
die Kugel 40 im wesentlichen die Verbindung zwischen dem
Inneren des Behälters
und den Leitungsteil 8 schließt. Die Kugel 40 gestattet
somit, die Funktion ISR sicherzustellen.
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Die
Platine 12 weist einen kreisförmigen Rand 26 auf,
der nach unten gerichtet ist und es gestattet, das Ventil 1 auf
der Außenfläche des
Gehäuses
des Behälters
anzuschweißen.
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Der
zweite Befestigungsteil 4, der zum Kanister 2 gehört, ist
bei dem beschriebenen Beispiel mit dem rohrförmigen Gehäuse 50 aus einem einzigen
Stück gebildet
und drehzylindrisch um die Achse X' parallel zur Achse X ausgebildet. Das
Gehäuse 50 ist
an seinem oberen Teil durch eine Platine 52, die im wesentlichen
senkrecht zur Achse X' verläuft, und an
seinem unteren Teil durch einen Boden 53 geschlossen, wobei
die Platine 52 einstückig
mit dem Gehäuse 50 ausgebildet
ist.
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Der
zweite Befestigungsteil 4 weist, wie aus 1 hervorgeht,
außer
dem Leitungsteil 7 mit der Achse Y zwei Sitze 55 auf,
die parallel zu diesem Leitungsteil 7 zu beiden Seiten
desselben verlaufen. Diese Sitze 55 haben einen zweiten
rechteckigen Innenquerschnitt, der an jenen der Vorsprünge 11 angepaßt und zur
Aufnahme der letzteren bestimmt ist, wobei diese im Inneren der
Sitze 55 parallel zur Achse Y gleiten können, wenn das Ventil 1 und
der Kanister 2 zusammengebaut werden.
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Der
Leitungsteil 7 ist über
einen Materialsteg 54 mit einem Vorsprung 60 der
Platine 52 verbunden, erstreckt sich zwischen den Sitzen 55 und
weist einen freien Rand 61 auf, der im allgemeinen senkrecht zur
Achse Y ist. Dieser Rand 61 ist so ausgebildet, daß er in
Berührung
mit dem Rand 16 kommt, der zum Ventil 1 gehört, wenn
die Vorsprünge 11 vollständig in
den Sitzen 55 aufgenommen sind. Der Leitungsteil 7 ist
durch drei Versteifungsrippen 59 verstärkt, die dazu bestimmt sind,
in Verlängerung
der Rippen 18 zu verlaufen.
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Der
Kanister 2 hat in bekannter Weise an der Platine 52 einen äußeren Ansatz 70,
der es gestattet, den Kanister mit einem Desorptionskreis und einem Lufteinlaß 71 zu
verbinden. Eine Innenwand 72 definiert zwei Abteile, die
aktives Material enthalten, das nicht dargestellt ist, und es gestatten,
den Weg der Kraftstoffdämpfe
im Inneren des Kanisters 2 zu verlängern. Dieser weist einen Filter 80 auf,
um die Gefahr einer Rückkehr
von aktiven Materialteilchen in den Behälter und zur Spülleitung
des Motors zu verhindern, und einen beweglichen Boden 81,
der durch eine Feder 82 vorgespannt ist.
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Die
Platine 52 hat einen Rand 75 um das Gehäuse 50,
damit der Kanister 2 an der Außenfläche des Gehäuses des Behälters angeschweißt werden kann.
Wie aus den 2 und 3 hervorgeht,
ist der Außendurchmesser
des Gehäuses 50 kleiner
als der Abstand zwischen den Achsen X und X'. Auf diese Weise ist das Ventil 1 nach
dem Zusammenbau mit dem Kanister 2 nicht mehr vom Kanister 2 umgeben.
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Der
Zusammenbau des Ventils 1 mit dem Kanister 2 erfolgt
in folgender Weise.
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Zunächst werden
die Vorsprünge 11 des Ventils 1 in
die Sitze 55 des Kanisters 2 durch eine Gleitbewegung
gemäß der Achse
Y eingeführt.
Infolge dieser Bewegung kommen die Enden der Leitungsteile 7 und 8,
die Versteifungsrippen 18 und 55 und die Materialstege 20 und 54 sowie
die Ränder der
Vorsprünge 16 und 60 gegenseitig
zur Anlage. Diese Kontaktflächen
der beiden Elemente können sodann
verschweißt
werden.
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Die
Einheit 5, die auf diese Weise erhalten wird, wird in dem
Gehäuse
des Kraftstoffbehälters angeordnet,
indem sie durch zwei Öffnungen
desselben in Richtung parallel zu den Achsen X und X' eingeführt wird.
Die Ränder 26 und 75 kommen
an der Außenfläche des
Gehäuses
zur Anlage und können sodann
mit diesem verschweißt
werden.
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Es
versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
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Man
kann insbesondere andere Arten von Ventilen oder Kanistern verwenden.
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Man
kann auch Reliefs an den beiden Elementen der Multifunktionseinheit
vorsehen, die durch Einrasten zusammenwirken, derart, daß durch Schweißen eine
vorbestimmte Relativposition vor dem definitiven Zusammenbau erhalten
wird.
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Die
Verbindungsteile der beiden Elemente können auch lediglich nur Leitungsteile 11 aufweisen, die
so ausgebildet sind, daß ihre
gegenseitige Befestigung allein den Zusammenhalt der beiden Elemente
sicherstellt.