AT9752U1 - Tankstutzen mit unterdruck-überdruck-ventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Tankstutzen, der eine Aussenwand und eine Innenwand hat und in seinem Inneren einen Raum bildet, der in Betrieb gegenüber der Umgebung geschlossen und zum Betanken geöffnet ist, wobei zum Druckausgleich bei abgeschlossenem Raum ein Unterdrück - Überdruck - Ventil vorgesehen ist. Der Tankstutzen kann sowohl mittels eines Schrauboder Bajonettdeckels verschlossen oder von der deckellosen Bauart („Capless“ genannt) sein.

Im ersten Fall kann er ohne irgendwelche innere Klappen ausgeführt sein, weil der Raum von dem Schraub- oder Bajonettdeckel verschlossen ist. Im zweiten Fall ist er mit einer vom Füllrohr einer Zapfpistole nach innen aufstoßbaren Klappe an seinem oberen Ende ausgestattet. Weiter innen kann noch eine weitere Klappe - eine sogenannte Bleifrei-Klappe - angeordnet sein. Der im Tankstutzen gebildete abgeschlossene Raum geht in das Innere des Tanks über, in ihm herrscht somit derselbe Druck wie im Tank. Dieser Druck schwankt. Bei Erwärmung des Tanks entsteht in diesem und damit im Raum ein Überdruck. Bei Abkühlung des Tankinhaltes und durch die Entnahme von Treibstoff bildet sich im Tank ein Unterdrück, der auch unerwünscht ist.

Deshalb ist es bekannt, bei konventionellen Tanksystemen in den den Tankstutzen nach aussen abschließenden Deckel (z.B. Schraubdeckel) ein Unterdrück - Überdruck - Ventil einzubauen. Derartige Tankdeckel sind in der AT PS 403 144 und in der DE 102 16 811 A1 beschrieben. Sie machen den Tankdeckel (der leicht verloren wird) teuer und überdies sperrig. Bei deckellosen Tankstutzen sind derartige Ventile nicht ausführbar, weil der Durchtritt des Füllrohres einer Zapfpistole gewährleistet sein muss. Wohl ist bei deckellosen Tankstutzen eine nach innen öffnende Klappe vorgesehen. Diese wird aber bei Überdruck im Tank noch fester an ihren Sitz gepresst und kann einen Unterdrück im Tank wegen der erheblichen Kraft ihrer Schließfeder nicht ausgleichen. Weil die Klappe durch dass Füllrohr der Zapfpistole aufgestoßen wird, verbietet sich der Einbau eines Ventils in die Klappe.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Druckausgleich in beiden Richtungen mit einer möglichst einfachen und raumsparenden Lösung zu ermöglichen. Der Tankdeckel soll möglichst einfach und billig beziehungsweise überhaupt überflüssig sein. Der Druckausgleich soll also auch bei deckellosen Tankstutzen gewährleistet sein.

Erfindungsgemäß ist das Unterdrück - Überdruck - Ventil in dem zwischen der Aussenwand und der Innenwand gebildeten Ringraum angeordnet, welches Ventil einerseits mit dem Raum und andererseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht und zum Abbau einer Druckdifferenz zwischen dem Raum und der Atmosphäre in der einen oder anderen Richtung öffnet. Unabhängig von der konstruktiven Ausführung und von der Werkstoffauswahl ist zwischen Innenwand und Aussenwand praktisch immer ein Ringraum frei. Dieser Raum wird für die Unterbringung des Unterdrück - Überdruck - Ventils genutzt, ohne dass der Aussendurchmesser des Tankstutzen dadurch größer wird. Dadurch kann entweder der Tankdeckel ganz einfach sein oder bei deckelloser Bauart ist das Einführen des Füllrohres und die Funktion einer Klappe nicht behindert.

In einer vorteilhaften Ausbildung besteht das Unterdrück - Überdruck - Ventil aus einer in einer achsnormalen Ebene Hegenden Trennwand mit über den Umfang verteilten axialen Öffnungen, die den Ringraum zwischen der Aussenwand und Innenwand in einen ersten mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden oberen Ringraum und in einen zweiten mit dem Innenraum in Verbindung stehenden unteren Ringraum teilt, weiters aus einem ersten Ventilring im ersten Ringraum, der von einer ersten Ventilfeder gegen die Trennwand belastet ist, und noch weiters einem zweiten Ventilring im zweiten Ringraum, der von einer zweiten Ventilfeder gegen die anderen Seite der Trennwand belastet ist (Anspruch 2). Die axialen Öffnungen in der Trennwand sind über den Umfang verteilt, vorzugsweise kreisförmige Löcher, an deren beiden Seiten jeweils ein Ventilring angeordnet ist. Die Ventilringe sind unabhängig von ihrer Ausgestaltung im Detail einfache und baugleiche Teile und in den beiden Räumen ist auch genug Raum für eine rundum verlaufende Spiralfeder, oder mehrere Zylinderfedern, Tellerfedem odereine Wellfeder. 3 AT 009 752 U1

Eine besonders elegante Weiterbildung besteht darin, dass die beiden Ventilringe jeweils in Umfangsrichtung abwechselnd erste und zweite Zonen haben, wobei die erste Zone unter Belastung durch die Feder an der Trennwand anliegt und die zweite Zone in Axialrichtung versetzt ist, sodass sie nicht auf der Trennwand aufliegt, und dass einer ersten Zone des ersten Ventilringes auf einer Seite der Trennwand eine zweite Zone des zweiten Ventilringes auf der anderen Seite der Trennwand gegenüber liegt (Anspruch 3). Dadurch, dass einer anliegenden ersten Zone des Ventilringes auf einer Seite der Trennwand immer eine zurückgenommene zweite Zone (die wegen der dort kleineren axialen Höhe des Ventilringes die Löcher nicht verschließt) gegenüber ist, stehen benachbarte Zonen abwechselnd für die eine oder die andere Durchströmrichtung zur Verfügung. Um diese Zurordnung der Zonen sicherzustellen, ist es am einfachsten, die Ventilringe zur Sicherung gegen Verdrehen in Axialrichtung zu führen (Anspruch 4).

Die Anordnung des Unterdrück - Überdruck - Ventil in dem Ringraum gibt die Freiheit in der Wahl dessen Höhe, sodass keine Strömungskanäle erforderlich sind. So steht mit Vorteil der erste Ringraum über erste Öffnungen in der Aussenwand des Tankstutzens mit der Atmosphäre und der zweite Ringraum über zweite Öffnungen in der Innenwand des Tankstutzens mit dem Innenraum in Verbindung (Anspruch 5).

Wenn im Inneren des Tankstutzens eine Klappe ist, besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, dass das Unterdrück - Überdruck - Ventil in dem Ringraum höher als die Klappe angeordnet ist (Anspruch 6). Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei sehr schnellem Betanken kein Treibstoff nach aussen gelangt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen einer möglichen Ausführungsform beschrieben und erläutert. Es stellen dar: - Fig. T. Einen erfindungsgemäßen Tankstutzen im Längsschnitt, - Fig. 2: Details A (Fig. 2a) und B (Fig. 2b) in Fig. 1, vergrößert, - Fig. 3: Schnitt nach lll-lll in Fig. 2a, - Fig. 4: einen aufgerollten Schnitt nach IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist die Aussenwand eines Tankstutzens mit 1, dessen Innenwand mit 2 und ein an beide anschließender und zu einem nicht dargestellten Treibstofftank führender Rohrteil mit 3 bezeichnet. Die Aussenwand 1 besteht hier aus Blech und endet oben in einer rundum verlaufenden Bördelung 4. Die Innenwand 2 ist ein Kunststoffspritzteil, dass gegenüber der Aussenwand 1 mittels O-Ringen 5, 5' abgedichtet ist und auf einer Seite eine einwärts zulaufende Führungswand 7 bildet. Diese endet im gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Durchtrittsöffnung 8 für das Füllrohr einer nicht dargestellten Zapfpistole, welche von einer Klappe 10 verschlossen ist. Die Klappe ist um eine an der Innenwand 2 befestigte Achse 11 gegen die Kraft einer Schenkelfeder 12 nach innen verschwenkbar. Die Längsachse des im Querschnitt im wesentlichen kreisförmigen Tankstutzens ist mit 9 bezeichnet.

Die Klappe 10 trennt einen über ihr befindlichen Vorraum 13 von einem unter ihr, stromabwärts, liegenden Raum 19, welcher über den Rohrteil 3 direkt mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist. Im Raum 19 herrscht somit derselbe Druck wie im Treibstoffbehälter, welcher von verschiedenen Einflüssen abhängig und daher veränderlich ist. Der Vorraum 13 über der Klappe 10 ist hier noch durch eine von einer weiteren von einer Druckfeder 16 belasteten Klappe 15 verschlossen. Auch diese weitere Klappe 15 wird beim Betanken vom Füllrohr der Zapfpistole aufgestoßen. Die Klappe wurde der Vollständigkeit halber beschrieben, die Erfindung ist aber für Ausführungsformen ohne Klappe ebenso geeignet.

Der Ringraum 18 zwischen Aussenwand 1 und Innenwand 2 ist von einer Trennwand 21 in einen ersten Ringraum 22 und einen zweiten darunter liegenden zweiten Ringraum 23 getrennt. Zwischen den beiden Ringräumen 22, 23 ist ein summarisch mit 20 bezeichnetes Unterdrück- 4 AT 009 752 U1 Überderdruck-Ventil vorgesehen, welches dem Druckausgleich zwischen dem Raum 19 und der Atmosphäre außerhalb der Aussenwand 1 dient. Da der Druck im Raum 19 sowohl größer als auch kleiner als der Atmosphärendruck sein kann, muss das Unterdruck-Überdruck-Ventil 20 je nach Vorzeichen des Druckgefälles, einmal die Strömung in der einen und ein andermal in der anderen Richtung freigeben.

Anhand der Fig. 2a, 3 und 4 wird nun das Unterdruck-Überdruck-Ventil 20 beschrieben. Der erste Ringraum 22 steht über erste Öffnungen 25 in der Aussenwand 1 mit der Atmosphäre in Verbindung, der zweite Ringraum 23 über zweite Öffnungen 26 mit dem Raum 19. Die beiden Ringräume 22, 23 sind durch die Trennwand 21 voneinander geschieden, welche über ihren Umfang verteilt zur Längsachse 9 parallele gleichmäßig über den Umfang verteilte Löcher aufweist. An beiden Seiten dieser Löcher wirkt ein kreisringförmiger Ventilring, und zwar an der Oberseite ein erster Ventilring 31 und an der Unterseite ein zweiter Ventilring 32. Beide Ventilringe 31, 32 sind von jeweils einer rundum verlaufenden Spiralfeder 33, 34 (oder eine oder mehrere Federn anderer Art) im Schließsinn zur Trennwand 21 hin belastet. Die Ventilfedern 33, 34 stützen sich mit ihren den Ventilringen 31, 32 abgewandten Enden an entsprechenden Flächen 35, 36 der Innenwand 2 ab.

Bei Betrachtung der Fig. 3 und Fig. 4 ist die besondere Gestalt der Ventilringe 31, 32 zu erkennen. Diese (kreisringförmigen) Ringe sind an ihrer der Trennwand 21 abgewandten Seite eben, aber an ihrer der Trennwand 21 zugewandten Seite in miteinander abwechselnde Zonen 40, 41, 42, 43 unterteilt, wobei die Zonen 41, 43 einen Rückversatz 44 bilden und somit bei anliegendem Ventilring 31, 32 die ihnen zugeordnetem Löcher nicht abdecken, sondern Quergänge 45, 46 einer bestimmten Höhe (44 in Fig. 4) bilden. Vorzugsweise sind einer Zone mehrere Löcher 30 zugeordnet. Die Rückversätze 44 sind Ausnehmungen, insbesondere Einfräsungen, über die ganze radiale Breite der Ventilringe 31, 32, sodass sie die Verbindung zwischen den ihnen zugeordneten Löchern 30 und dem jeweiligen Ringraum 22 oder 23 hersteilen. Der erste Ventilring 31 hat abwechselnd die Zonen 40, 41 (siehe Fig. 3 und 4) der zweite Ventilring 32, abwechselnd die Zonen 42, 43. Dabei sind die beiden Ventilringe 31, 32 in Bezug zueinander so angeordnet, dass einer ersten anliegenden Zone 40 des ersten Ventilringes 31 auf der anderen Seite der Trennwand 21 eine zurückgenommene zweite Zone 43 des zweiten Ventilringes 32 zugeordnet ist. Damit die beiden Ventilringe 31, 32 ihre Zuordnung beibehalten, sind beide gegen Verdrehen gesichert. In Fig. 3 ist das für den ersten Ventilring 31 als Nase 51 dargestellt, die in eine vertikale Nut 50 der Innenwand 2 eingreift.

In Fig. 4 sind die Schnittlinien a-a und b-b eingezeichnet, denen die vergrösserten Schnitte der Fig. 2a und Fig. 2b zugeordnet sind. Entsprechend ist in Fig. 2a der durch den Rückversatz gebildete untere Quergang 45 und in Fig. 2b der im ersten Ventilring 31 gebildete Quergang 46 zu sehen. In Fig. 4 ist auch der Rückversatz 44 eingezeichnet.

Anhand der Fig. 1 wird die Funktion des Unterdruck-Überdruck-Ventiles 20 beschrieben: in der rechten Bildhälfte der Fig. 1 wirkt das Ventil 20 als Überdruckventil. Die Strömung ist durch den Linienzug 54 dargestellt. Das unter Druck stehende Luft-Brennstoffdampfgemisch aus dem Raum 19 strömt durch die Öffnung(en) 26 (siehe Fig. 2a) in den zweiten Ringraum 23 seitlich an dem zweiten Ventilring 32 vorbei in die Quergänge 45 und weiter in die diesen zugeordneten Löcher 30. Der Druck in den Löchern 30 hebt den ersten Ventilring 31 ab, sodass dieser die Strömung in den ersten Ringraum 22 freigibt, von dem das abströmende Treibstoff-Luftgemisch durch die erste Öffnung 25 ins Freie tritt.

In der linken Bildhälfte der Fig. 1 herrscht im Raum 19 ein Unterdrück. Luft aus der Atmosphäre strömt durch die Öffnung 25 in den ersten Ringraum 22, durch die Quergänge 46 (siehe Fig. 4) in die zugeordneten Löcher 30. Der Überdruck in diesen drückt den zweiten Ventilring 32 abwärts, sodass die zugeordneten Löcher 30 zum zweiten Ringraum 23 hin offen sind. Dieser (23) steht über die zweiten Öffnungen 26 mit dem Raum 19 in Verbindung. So ist der Druckausgleich in beiden Richtungen sichergestellt.

Claims (6)

1. 5 AT 009 752 U1 Ansprüche: 1. Tankstutzen, der eine Aussenwand (1) und eine Innenwand (2) hat und in seinem Inneren einen Raum (19) bildet, der in Betrieb gegenüber der Umgebung geschlossen und zum Betanken geöffnet ist, wobei zum Druckausgleich bei abgeschlossenem Raum (19) ein Unterdrück - Überdruck - Ventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdrück - Überdruck - Ventil (20) in dem zwischen der Aussenwand (1) und der Innenwand (2) gebildeten Ringraum (18) angeordnet ist, welches Ventil (20) einerseits mit dem Raum (19) und andererseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht und zum Abbau einer Druckdifferenz zwischen dem Raum (19) und der Atmosphäre in der einen oder anderen Richtung öffnet.
2. 2. Tankstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdrück - Überdruck - Ventil (20) besteht aus: a) einer in einer achsnormalen Ebene liegenden Trennwand (21) mit über den Umfang verteilten Löchern (30), die den Ringraum (18) zwischen Aussenwand (1) und Innenwand (2) in einen ersten mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Ringraum (22) und einen zweiten mit dem Innenraum (19) in Verbindung stehenden Ringraum (23) teilt, b) einem ersten Ventilring (31) im ersten Ringraum (22), der von einer ersten Ventilfeder (33) gegen die Trennwand (21) belastet ist, und c) einem zweiten Ventilring (32) im zweiten Ringraum (23), der von einer zweiten Ventilfeder (34) gegen die andere Seite der Trennwand (21) belastet ist.
3. 3. Tankstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventilringe (31, 32) jeweils in Umfangsrichtung abwechselnd erste Zonen (40, 42) und zweite Zonen (41, 43) haben, wobei die ersten Zonen (40, 42) unter Belastung durch die Federn (33, 34) an der Trennwand (21) anliegen und die zweiten Zonen (42, 44) in Axialrichtung einen Rückversatz (44) haben, sodass sie nicht auf der Trennwand (21) aufliegen, und dass einer ersten Zone (40) des ersten Ventilringes (31) auf einer Seite der Trennwand (21) eine zweite Zone (43) des zweiten Ventilringes (32) auf der anderen Seite der Trennwand (21) gegenüber liegt.
4. 4. Tankstutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilringe (31, 32) als Verdrehsicherung eine Axialführung (50, 51) haben.
5. 5. Tankstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringraum (22) über erste Öffnungen (25) in der Aussenwand (1) des Tankstutzens mit der Atmosphäre und der zweite Ringraum (23) über zweite Öffnungen (26) in der Innenwand (2) des Tankstutzens mit dem Innenraum (19) in Verbindung steht.
6. 6. Tankstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welcher in seinem Inneren eine Klappe (10) hat, die einen von einer Führungswand (7) begrenzten Vorraum (13) gegenüber dem stromabwärts liegenden Raum (19) dicht abschließt und von einer Zapfpistole (n.d.) gegen die Kraft einer Klappenfeder (12) aufstoßbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdrück - Überdruck - Ventil (20) in dem Ringraum (18) höher als die Klappe (10) angeordnet ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen