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Die Erfindung betrifft ein Tankabsperrventil zur Unterbrechung der Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor an einem Bodenverdichtungsgerät, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Die Erfindung betrifft ferner ein Bodenverdichtungsgerät das wenigstens ein solches Tankabsperrventil aufweist.
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Beim Transport oder bei längerer Lagerung eines Bodenverdichtungsgeräts kann Kraftstoff vom Kraftstofftank in den Verbrennungsmotor gelangen, was unerwünscht ist. Besonders anfällig sind Verbrennungsmotoren mit einer Membranvergasereinrichtung, da bei Erschütterungen von der Membranvergasereinrichtung Kraftstoff angesaugt und in den Verbrennungsmotor gefördert wird. Es ist daher bekannt, ein Tankabsperrventil vorzusehen, mit dem sich der Kraftstofffluss vom Kraftstofftank zum Verbrennungsmotor bzw. dessen Vergasereinrichtung unterbrechen lässt. Solche Tankabsperrventile sind z. B. aus der
DE 195 49 113 C1 und der
DE 600 11 019 A bekannt.
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Die Unterbrechung der Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor sollte idealerweise zeitnah mit dem Ausschalten des Verbrennungsmotors (Motorstop) erfolgen. Umgekehrt sollte die Freigabe einer unterbrochenen Kraftstoffverbindung zeitnah mit dem Motorstart erfolgen, wie in der
DE 195 49 113 C1 beschrieben. Diese Koordinierung erweist sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen als nicht zufriedenstellend.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine bessere Koordinierung zwischen der Unterbrechung bzw. Freigabe der Kraftstoffverbindung und dem Motorstop bzw. Motorstart zu bewerkstelligen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Tankabsperrventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tankabsperrventils. Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich gemäß dem nebengeordneten Anspruch auch auf ein Bodenverdichtungsgerät, das wenigstens ein erfindungsgemäßes Tankabsperrventil aufweist. Ein solches Bodenverdichtungsgerät ist bevorzugt ein handgeführtes Bodenverdichtungsgerät, wie insbesondere ein Stampfer oder eine Vibrationsplatte.
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Ein erfindungsgemäßes Tankabsperrventil dient zur wechselweisen Unterbrechung und Freigabe der Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor, genau genommen dem Vergaser dieses Verbrennungsmotors, an einem Bodenverdichtungsgerät. Dieses Tankabsperrventil weist ein Ventilgehäuse mit einem darin ausgebildeten Kolbenraum auf, in dem ein axial beweglicher Kolben gelagert ist, der die Kraftstoffverbindung unterbrechen und freigeben kann, wobei am Kolben zumindest ein sich axial mitbewegender Permanentmagnet oder ein hierzu vergleichbares oder funktionsgleiches Element angeordnet ist, der oder das einen am oder im Ventilgehäuse angeordneten elektrischen Schalter für den Motorstop und/oder Motorstart in Abhängigkeit von der Kolbenposition berührungslos betätigt bzw. schaltet.
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Unter einem elektrischen Schalter wird im Rahmen der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die in Folge der berührungslosen Betätigung ein Steuersignal abgibt oder eine elektrisch leitende Verbindung zumindest kurzzeitig trennt oder herstellt. Hierüber soll erfindungsgemäß der Motorstop und/oder der Motorstart des Verbrennungsmotors auf elektrischem Wege gesteuert werden, wozu der elektrische Schalter z. B. mit einem Motorsteuergerät elektrisch verbunden ist. In einfacher Weise kann durch Betätigung des elektrischen Schalters ein Zündstromkreis des Verbrennungsmotors unmittelbar oder mittelbar (bspw. durch ein Relais) unterbrochen werden und durch erneute Betätigung oder Aufhebung der Betätigung wieder frei gegeben werden. Mittels eines solchen Schalters könnten im Übrigen auch andere Funktionen an einem Bodenverdichtungsgerät gesteuert werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass über den am oder im Ventilgehäuse angeordneten elektrischen Schalter zumindest der Motorstop gesteuert wird. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise eine Gleichzeitigkeit der Unterbrechung der Kraftstoffverbindung und des Motorstops bewerkstelligt werden. In selber Weise kann auch eine Gleichzeitigkeit der Freigabe der Kraftstoffverbindung und des Motorstarts bewerkstelligt werden.
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Die Zusammenfassung der Funktionen Kraftstoffunterbrechung/-freigabe und Motorstop/-start in einem Tankabsperrventil führt zu einer Verringerung von benötigten Bauelementen. Bspw. kann auf einen separaten oder in die Gasbetätigungseinrichtung integrierten Motorstop/-start-Schalter verzichtet werden. Indem erfindungsgemäß eine berührungslose Betätigung des elektrischen Schalters für den Motorstop und/oder Motorstart vorgesehen ist, kann der Kolbenraum im Ventilgehäuse als weitgehend geschlossener Kolbenraum ausgeführt werden (so müssen z. B. keine elektrischen Anschlussleitungen aus dem Kolbenraum herausgeführt werden), was hinsichtlich einer dauerhaften Dichtheit des erfindungsgemäßen Tankabsperrventils von Vorteil ist. Ferner trägt dies auch zu einer Verbesserung der Vibrationsfestigkeit und der Robustheit bei. Der berührungslos betätigbare elektrische Schalter für den Motorstop/-start ist ferner nahezu verschleißfrei.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der elektrische Schalter als Reed-Kontaktschalter ausgebildet und außenseitig am Ventilgehäuse angeordnet ist. Reed-Kontaktschalter sind aus dem Stand der Technik bekannt und als fertig hergerichtete Bauelemente am Markt erhältlich. Die Vorteile eines Reed-Kontaktschalters sind die Verschleißfreiheit und eine gekapselte Ausführung (bspw. im Glaskolben eingeschlossene Schaltkontaktzungen), was der Robustheit des erfindungsgemäßen Tankabsperrventils zuträglich ist. Die Anordnung des Reedkontakt-Schalters an der Außenseite des Ventilgehäuses vereinfacht die Montage und, falls erforderlich, den Austausch.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben mittels einer auf die Kolbenrückseite einwirkende Federeinrichtung in eine die Kraftstoffverbindung unterbrechende Position (Grundposition) vorgespannt ist. Die Unterbrechung und die Freigabe der Kraftstoffverbindung wird in der Regel beim axialen Bewegen des Kolbens unmittelbar durch die Kolbenspitze oder Stirnfläche des Kolbens bewirkt, die eine aus dem Kolbenraum wegführende Durchtrittsöffnung (Abströmbohrung) für den Kraftstoff versperrt oder freigibt. Bevorzug ist die Federeinrichtung (z. B. eine Spiralfeder) direkt im Kolbenraum angeordnet. Die Federeinrichtung dient auch zum selbsttätigen Rückstellen des Kolbens in seine Grundposition. Die von der Federeinrichtung bereitgestellte Federkraft kann ergänzend auch dazu genutzt werden, einen Bowdenzug zum Betätigen des Kolbens permanent unter Zugspannung zu halten.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Ventilgehäuse aus einem nicht-magnetisierbaren Werkstoff gebildet ist. Diesbezüglich ist bevorzugt vorgesehen, dass der nicht-magnetisierbare Werkstoff aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Aluminiummaterialien, Edelstahlmaterialien, Messingmaterialien, Kunststoffmaterialien und Verbundstoffe umfasst, wobei dies keine abschließende Aufzählung ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wandung des Ventilgehäuses zumindest im Bereich des Reed-Kontaktschalters derart dimensioniert ist, dass unter allen Umständen ein zuverlässiges Betätigen gewährleistet ist.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass stirnseitig am Kolben oder im Bereich der Stirnseite des Kolbens wenigstens eine Dichtung angeordnet ist, welche den Kolben in der die Kraftstoffverbindung unterbrechenden Position gegenüber einer Durchtrittsöffnung für den Kraftstoff im Ventilgehäuse abdichtet, wodurch die Unterbrechung der Kraftstoffverbindung zuverlässig bewirkt wird. Eine solche Dichtung ist insbesondere eine kraftstoffresistente Flachdichtung.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der am Kolben angeordnete Permanentmagnet als Ringmagnet ausgebildet ist, der gleichfalls eine Führungsfunktion und/oder Dichtfunktion gegenüber dem Ventilgehäuse wahrnehmen kann. Dies wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren noch näher erläutert.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben dafür ausgebildet ist, mittels eines Bowdenzugs oder Gestänges bewegt zu werden. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Tankabsperrventil als separate Baukomponente ausgebildet und insbesondere von einer Betätigungseinrichtung räumlich getrennt am Bodenverdichtungsgerät angeordnet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Tankabsperrventil nicht in die Betätigungseinrichtung integriert ist. Die Betätigungseinrichtung kann somit als bloße Betätigungseinrichtung ausgeführt werden, was der Robustheit und Vibrationsfestigkeit zuträglich ist.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kolben einstückig ausgebildet ist. Alternativ kann der Kolben auch mehrstückig, d. h. aus miteinander verbundenen Einzelteilen, ausgebildet sein. Bevorzugt weist der Kolben eine annähernd kreiszylindrische Form auf und/oder ist ebenfalls aus einem nicht-magnetisierbaren Werkstoff gebildet, bspw. aus einem der oben im Zusammenhang mit dem Ventilgehäuse genannten Materialien.
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Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Figuren weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Tankabsperrventil in einer perspektivischen Ansicht;
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2 eine Draufsicht auf das Tankabsperrventil der 1;
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3 eine Seitenansicht des Tankabsperrventils der 1; und
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4 eine Schnittansicht des Tankabsperrventils der 1, gemäß dem in der 2 angegebenen Schnittverlauf.
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Die 1 bis 3 zeigen ein insgesamt mit 100 bezeichnetes erfindungsgemäßes Tankabsperrventil. Das Tankabsperrventil 100 dient der Unterbrechung der Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor an einem Bodenverdichtungsgerät und der zeitgleichen Bewerkstelligung einer Motorstop- und/oder Motorstartfunktion.
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Zum Tankabsperrventil 100 gehört ein einstückiges und aus einem nicht-magnetisierbaren Werkstoff gebildetes Ventilgehäuse 10, mit einem im Inneren befindlichen Kolbenraum (15; siehe 4), in dem ein axial beweglicher Kolben (20; siehe 4) angeordnet ist. Zur Bewegung des Kolbens (20) ist ein Bowdenzug 30 vorgesehen, der an seinem vom Tankabsperrventil 100 abgewandten Ende mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist. Am gehäuseseitigen Ende des Bowdenzugs 30 ist zum Schutz vor Feuchtigkeit und Schmutz ein Faltbalg 35 vorgesehen.
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Mit 60 ist ein Schraubnippel bezeichnet, an dem eine vom Kraftstofftank des Bodenverdichtungsgeräts kommende Kraftstoffleitung angeschlossen werden kann. Mit 45 ist ein Auslassstutzen bezeichnet, der durch das axiale Ende einer Hohlschraube 40 gebildet wird. Der Kraftstoffdurchfluss erfolgt durch eine in den Schaft der Hohlschraube 40 eingebrachte Querbohrung, wobei der Kraftstoffdurchfluss vom Schraubnippel 60 zum Auslassstutzen 45 durch Drehen der Hohlschraube 40 verändert werden kann. An der Außenseite des Ventilgehäuses 10 ist Reed-Kontaktschalter 50 festgeschraubt, der durch einen am Kolben (20) angeordneten und mitbewegten Permanentmagnet (70) berührungslos betätigt bzw. geschaltet werden kann, worüber auf elektrischem Wege eine Motorstop und/oder Motorstartfunktion bewerkstelligt wird. Mit 51 und 52 sind die elektrischen Anschlussleitungen des Reed-Kontaktschalters 50 bezeichnet.
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Der weitere Aufbau und die Funktion des Tankabsperrventils 100 werden nachfolgend im Zusammenhang mit der in der 4 gezeigten Schnittdarstellung, gemäß dem in der 2 angegebenen Schnittverlauf A-A, erläutert. Die in der 4 gezeigte Schnittdarstellung gibt den Blick auf das Innere des Tankabsperrventils 100 frei.
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Das Ventilgehäuse 10 weist einen Kolbenraum 15 auf, in dem ein Kolben 20 axial beweglich gelagert ist. Der Kolbenraum 15 ist auf der Seite des Bowdenzugs 30 durch eine Überwurfmutter 12 verschlossen. Der einstückig und ebenfalls aus einem nicht-magnetisierbaren Werkstoff gebildete Kolben 20 kann mit seiner Kolbenspitze 21 in eine Durchtrittsöffnung bzw. -bohrung 16 eindringen und diese verschließen, wodurch der Kraftstoffdurchfluss vom Schraubnippel 60 zum Anschlussstutzen 45 unmittelbar gesperrt und auf diese Weise die Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor des Bodenverdichtungsgeräts unterbrochen ist. Zur besseren Abdichtung ist an der Kolbenspitze 21 eine Dichtung 22 angeordnet, welche gegenüber dem Rand der Durchtrittsöffnung 16 abdichtet.
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Die Darstellung der 4 zeigt den Kolben 20 in einer zurückbewegten Position, in welcher der Kraftstoffdurchfluss vom Schraubnippel 60 zum Anschlussstutzen 45 ermöglicht und die Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor des Bodenverdichtungsgeräts freigegeben ist. Die Zurückbewegung des Kolbens 20 in die gezeigte Position wird durch den Bowdenzug 30 bewerkstelligt, der mit dem von der Kolbenspitze 21 abgewandten axialen Ende 23 des Kolbens 20 mittels eines Schraubstiftes 32 verbunden ist. Der Kolben 20 ist jedoch durch die im Kolbenraum 15 befindliche Feder 24, die auf die Rückseite des Kolbens 20 einwirkt, in die die Kraftstoffverbindung unterbrechende Position bzw. Stellung (Grundposition) vorgespannt.
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Der Kolben 20 weist einen Führungsabschnitt mit einem Kolbenring 26 auf, der in einer im Ventilgehäuse 10 angeordneten Laufbüchse 17 gelagert ist, wobei der Kolbenring 26 auch zur Abdichtung dient. Ferner wird hierdurch auch ein Leichtlauf des Kolbens 20 relativ zum Ventilgehäuse 10 bzw. zur Laufhülse 17 ermöglicht. Bei der Laufhülse 17 handelt es sich z. B. um eine eingepresste Edelstahlhülse (nicht-magnetisierbareres Edelstahlmaterial). Die maximale Kolbenbewegung (Kolbenhub) ist konstruktiv vorgegeben und beträgt z. B. 10 mm.
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Auf der von der Kolbenspitze 21 abgewandten axialen Seite des Führungsabschnitts ist ein aus einem permanentmagnetischen Material gebildeter Ringmagnet 70 auf dem Kolben 20 aufgesteckt, der von der Feder 24 gegen einen Anschlag des Kolbens 20 gedrückt wird und der den axialen Kolbenbewegungen des Kolbens 20 folgen kann. D. h. bei Bewegung des Kolbens 20 wird der Ringmagnet 70 mitbewegt. Der Ringmagnet 70 dient der berührungslosen Betätigung des Reed-Kontaktschalters 50, wie nachfolgend erläutert. Ferner dient der Ringmagnet 70 auch zur Führung und zur Abdichtung des Kolbens 20 gegenüber der Wandung des Kolbenraums 15.
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Wie bereits zuvor erläutert, dient der Ringmagnet 70 zur berührungslosen Betätigung des an der Außenseite des Ventilgehäuses 10 angeordneten Reed-Kontaktschalters 50. In der gezeigten zurückbewegten Position des Kolbens 20, in welcher die Kraftstoffverbindung zwischen dem Kraftstofftank und dem Verbrennungsmotor des Bodenverdichtungsgeräts freigegeben ist, ist ein den Betrieb des Verbrennungsmotors steuernder Stromkreis (bspw. ein Zündstromkreis) aufgrund der Position des Ringmagnets 70 relativ zum Reed-Kontaktschalter 50 geschlossen, was den Betrieb des Verbrennungsmotors des Bodenverdichtungsgeräts ermöglicht. Wird der Kolben 20 aus der gezeigten Position nach rechts in eine die Kraftstoffverbindung unterbrechende Position bewegt, wobei der Ringmagnet 70 mitbewegt wird, führt dies zu einer Unterbrechung des steuernden Stromkreises, wodurch ein Motorstop herbeigeführt wird. (Selbstverständlich kann der Schaltvorgang auch invers erfolgen.) Auf diese Weise kann gleichzeitig die Unterbrechung der Kraftstoffverbindung und des Motorstops erfolgen. Bei einer erneuten Zurückbewegung des Kolbens 20 (d. h. gemäß der Darstellung nach links) wird der steuernde Stromkreis wieder geschlossen und der Motorstart des Verbrennungsmotors des Bodenverdichtungsgeräts ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19549113 C1 [0002, 0003]
- DE 60011019 A [0002]
