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Verschlußkappe für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für Brennstoffbehälter
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe für Flüssigkeitsbehälter,
insbesondere für Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen, mit einer doppelten Ventileinrichtung,
die an Hand einer einzigen kreisförmigen Blattfeder durch eine Druckdifferenz zwischen
dem im Behälter herrschenden Druck und dem Außendruck automatisch in beiden Richtungen
betätigt wird.
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In einem Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen steigt infolge Erwärmung
und Verdampfung des Brennstoffs der Druck im Behälter oft erheblich an. Insbesondere
wenn der Brennstoffbehälter in Motorennähe angeordnet ist, kann dieser Druck im
Behälter zeitweise so stark ansteigen, daß das Schwimmerventil im Vergaser die Kraftstoffzufuhr
zum Motor unterbricht. Das gleiche ist bei hohen Außentemperaturen und bei Sonneneinstrahlung
möglich. Es ist daher notwendig, am Brennstoffbehälter ein überdruckventil anzuordnen,
wodurch der Druck im Brennstoffbehälter sich mit dem Außendruck ausgleichen kann.
Andererseits ist es erforderlich, daß ein Auslaufen von Brennstoff ebenfalls mittels
eines Ventils wirksam verhindert wird.
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Die bekannten Verschlußkappen für Brennstoffbehälter sind gleichzeitig
als Ventile ausgebildet, zu dem Zweck, sowohl über- als auch Unterdrücke im Behälter
auszugleichen. #Yo keine Brennstoffpumpe vorharden ist, Icann der Veraaser nur dann
störun-sfrei arbeiten, wenn der Brennstoff im Brennstoffbehälter stets unter einem
gleichbleibenden Druck steht, d. h. unter Atmosphärepdruck.
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Durch die meisten bekannten Vorschläge wird die Aufgabe der doppelten
Ventileinrichtung nur mangelhaft gelöst. Einer dieser Vorschläge bezieht sich auf
eine Membran als Ventilorgan, die über eine kugelschalenförmige Ausbuchiung auf
einen. festen Deckel aufliegt, und zwar derart, daß eine in der Membran der kugelschalenförmiaen
Ausbuchtung befindliche Bohrung in der Normallage von diesem Deckel geschlossen
wird. Bei Unterdruck im Brennstoffbehälter drückt die Außenluft durch die Bohrungen
im Deckel auf die Membran, de nach unten ausbiegt und somit die Ausgleichsöffnung
freigibt. In dieser Weise ist das Problem der Beseitigung eines Unterdrucks, das
für die Funktion des Vergasers entscheidend ist, zuverlässig gelöst worden. Der
Vorschlag bringt aber keine Lösung des zweiten Problems, nämlich wie der Druckausgleich
bei einem überdruck im Brennstoffbehälter zustande kommen soll. Weitere bekannte
Vorschhge beziehen sich ebenfalls nur auf den Ausgleich des Unterdrucks.
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Um nun auch einen Ausgleich für einen überdruck zu schaffen, ist vorgeschlagen
worden, eine Meinbran an einer starren Deckplatte anzuordnen, und zwar auf zwei
konzentrischen Wulstringen. Die Meinbran trägt in ihrer Mitte eine Ventilbohrung,
während die Deckplatte in dem zwischen den Wulstringen befindlichen Bereich eine
Anzahl weiterer Ventilbohrungen aufweist. Bei Vorhandensein eines Unterdrucks im
Brennstoffbehälter drückt die Außenluft durch die Ventilbohrunaen auf den zwischen
den Wulstringen befindlichen ringförmigen Teil der Meinbran. Die Membran biegt sich
nach unten und gibt den Druck zwischen den Wulstringen und der Meinbranoberfläche
frei, so daß der Druckausgleich über die Ventilbohrungen stattfinden kann.
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Bei Unterdruck wirkt diese Ventileinrichtung anstandslos. Anders aber
bei überdruck. Hier soll erfindungsgemäß die Membran gegen die Innenseite einer
ringförmigen Profilerhöhung des Deckels derart aufgedrückt werden, daß die Mernbranenmitte
wegen der Hebelwirkung nach unten über den Wulstring geknickt wird und so den Weg
für den Druckauselleich freigibt.
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Während der Unterdruck nach diesem Vorschlag durch eine federnde Ausbiegung
der Membran zum Ausgleich kommt, ist die Knickbewegung, durch die der Ausgleich
eines überdrucks erreicht werden soll, der natürlichen Federfunktion zuwider und
daher nicht zuverlässig. Jedenfalls setzt die Knickbewegung
eine
einwandfreie und nicht korodierte Federplatte voraus.
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Durch einen weiteren bekannten Vorschlag wird angestrebt, sowohl den
Unterdruck als auch den überdruck zuverlässig auszugleichen. Eine Meinbran liegt
auf einem elastischen Ring (aus Gummi oder Kunststoff) auf und wird nach oben gegen
einen kleineren Gummiring angepreßt. Die Außenluft drückt durch die Öffnung des
kleineren Gummirings auf die Membran, während der Gasdruck aus dem Brennstoffbehälter
durch die Öffnung des größeren Gummirings auf die Membran ausgeübt wird. Der größere
Gummiring ist mit radialen Ausnehmungen versehen. Wenn nun ein Unterdruck im Brennstoffbehälter
vorhanden ist, wird die Membran nach unten gegen den größeren Gummiring angepreßt,
wodurch ein Spalt zwischen dem Membranrand und der Oberfläche des größeren Gummirings
entsteht. Der Druckausgleich findet durch die Ausnehmungen am Gummiring statt. Entsteht
aber ein überdruck im Brennstoffbehälter, wird die Membrane nach oben gegen den
kleineren Gummiring angedrückt, der in gleicher Weise zurückweicht und einen Spalt
nach dem größeren Gummiring hin offen läßt, durch welchen der Druckausgleich stattfinden
kann.
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Durch diesen Vorschlag ist eine doppelte Ventileinrichtung geschaffen,
die an Hand einer einzigen kreisförmigen Blattfeder den Druckausgleich automatisch
in beiden Richtungen betätigt. Diese Anordnung weist aber den Nachteil auf, daß
die für die Wirksamkeit entscheidenden Gummiteile, die wichtige Funktionen der Ventileinrichtung
ausüben, einer schnellen C, Alteruno, ausgesetzt sind und insbesondere
C
durch Einwirkung des Brennstoffs und der Brennstoffdämpfe ihre Federcharakteristika
in unkontrollierbarer Weise ändern. Die Zuverlässigkeit der Einrichtung ist daher
nur dann gegeben, solange die Verschlußkappe neu ist.
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Der Vorschlag hat in der Praxis keine Anwendung gefunden. Diese Tatsache
liegt vielleicht weniger in den Nachteilen der unkontrollirrbar veränderbaren Gummicharakteristiken
begründet, sondern wahrscheinlich in der Aufwendigkeit, die zu hohe Fertigungskosten
bedingt, um bei Kleinkraftfahrzeugen, Krafträdern usw. Verwendung zu finden, bei
welchen solche Verschlußkappen mit Doppelventilen notwendig sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu--runde, die oben beschriebenen
Mängel bekannter Einrichtungen zu beseitigen und eine Verschlußkappe für Flüssigkeitsbehälter
mit einer doppelten Ventileinrichtung zu schaffen, die zuverlässig einen Druckausgleich
in beiden Richtungen ermöglicht und bei umgekipptem Fahrzeug ein Auslaufen des Brennstoffs
aus dem Brennstoffbehälter wirksam verhindert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventileinrichtung
aus zwei spiegelbildlich gleichen Formstücken besteht, die aufeinandergelegt zwei
voneinander getrennte Ventilkammern bilden und in jeder Ventilkammer eine halbkreisföimige,
als Ventilsitz wirkende Profilerhöhung aufweisen, auf welche eine zwischen den Formstücken
angeordnete kreisförmige Blattfeder derart aufliegt, daß der Rand der Blattfeder
etwa in Höhe der Profilerhöhung aufliegt, wobei in die Formstücke zwischen deren
Mitte und den Profilerhöhungen Ventilöffnungen eingearbeitet sind. Vorzugsweise
nimmt die Höhe der halbkreisförrnigen Ventilsitze von der Einspannung der Blattfeder
nach dem mittleren Bereich der Ventilsitze zu, und zwar entsprechend der Durchbiegung
der Blattfederhälfte.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die Verschlußkappe im Schnitt und F i g. 2 ein Formstück
von oben gesehen.
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Eine Verschlußkappe üblicher Bauart enthält zwei Formstücke
1 und 2, die mit den Durchtrittsöffnungen 3 und 4 bzw. 5 und
6 versehen sind und aufeinandergelegt die Kammern 7 und
8 bilden. Die Formstücke 1 und 2 sind mit je einer halbkreisförmigen,
als Dichtlippe wirkenden Profilerhöhung 10 bzw. 11 versehen. Zwischen
die Forinstücke ist eine Federplatte 12 eingelegt, deren Durchmesser kleiner ist
als derjenige der durch die Formstücke gebildeten Kammern und größer als der des
durch die Dichtlippen gebildeten Kreises. Bei überdruck im Brennstoffbehälter erfolgt
der Druckausgleich über die Öff-
nung 5 und die Dichtlippe
11- des Formstücks 2 und die Öffnung 4 des Formstücks 1, bei Unterdruck
über die Öffnung 3 und die Dichtlippe 10 des FormstÜcks
1
und die Öffnung 6 des Formstücks 2. Die Formstücke 1 und 2
sind mittels Dichtung 13 und 14 in der Kappe gelagert.
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Eine Verschlußkappe für Flüssigkeitsbehälter mit doppelter Ventileinrichtung
gemäß der Erfindung besteht ausschließlich aus metallischen Bauteilen. Der einzige
Bauteil, der während der Funktion Bewegungen ausführt, ist die Blattfeder, deren
Federcharakteristik sich auch über lange Zeit hinweg nicht ändert. Die Ventilfunktion
dieser Blattfeder ist sowohl Vi Über- als auch bei Unterdruck gleich. Es ist technisch
sehr einfach, die Federcharakteristik der Blattfeder so einzurichten, daß sie für
einen beim Umkippen des Fahrzeugs entstehenden kleinen Druck nicht nachgibt. Im
übrigen handelt es sich um eine gro&, gleichmäßige Federfläche, die nur durch
Ausbiegung - nicht aber durch Ausknicken - betätigt wird. Die Abstimmung
einer solchen großflächigen Feder kann fein dosiert werden und auf jeden gew-ünschten
Druck erfolgen. Oberflächenmäßige Änderungen an der Feder können die Zuverlässigkeit
der Ventileinrichtung nicht gefährden. Schließlich ist eine Ventileinrichtung gemäß
der Erfindung fertigungstechnisch äußerst einfach. Die Ventilteite bestehen lediglich
aus zwei gleichen Preßteilen, die spiegelbildlich gegeneinander gedreht sind, und
aus der zwischen diesen Preßteilen zentral angeordneten Blattfeder.