DE19801512A1 - Verschlußdeckel mit einem Bauteil "Be- und Entlüftungsventil" für Kraftstofftanks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschlußdeckel für Kraftstofftanks, insbesondere für Diesel betriebene Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen haben verschiedene, teilweise gesetzlich vorgeschriebene Anforderungen zu erfüllen. Kraftstofftanks müssen zunächst so konzipiert sein, daß unabhängig von der Lage des Kraftstofftanks, nicht ohne weiteres Kraftstoff auslaufen kann. Kraftstofftanks müssen Gasaustausch mit der Umgebung gewährleisten, so daß Unter- oder Überdruck im Tank nur innerhalb vordefinierter Grenzen auftreten kann. Der Forderung nach Dichtigkeit hinsichtlich Kraftstoff im Kraftstofftank steht also die Forderung nach Gasdurchlässigkeit gegenüber. Bekannte Kraftstofftanks haben diesen Forderungen bisher mit flüssigkeitsdichten Verschlußdeckeln, mit denen die Kraftstofftanks über den Innendruck belüftet werden können, entsprochen. Spezifisch bei Euro-Motoren führt dies jedoch zu großen Nachteilen. Nachteilig sind auch Ventile in der Wandung der Kraftstofftanks, die Kraftstofftanks fertigungstechnisch komplizieren und verteuern. Nachteilig bei bekannten Verschlußdeckeln ist es auch, daß unterschiedliche Stutzentypen nicht mit einem Verschlußdeckel sicher verschlossen werden können und überdies ist nachteilig der hohe Kraftaufwand der beim Zu- oder Aufdrehen des Verschlußdeckels betrieben werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschlußdeckel für Kraftstofftanks, insbesondere für Diesel betriebene Kraftfahrzeuge, zu schaffen, mit dem o. g. Nachteile beseitigt oder vermindert werden.

Die Lösung erfolgt mit einem Verschlußdeckel für Kraftstofftanks, insbesondere für Diesel betriebene Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Gemäß der Erfindung ist ein Verschlußdeckel für Kraftstofftanks, insbesondere für Diesel betriebene Kraftfahrzeuge, mit einem zum Deckel schlüssig gehaltenen Dichtgehäuse und einem in das Dichtgehäuse integrierten Bauteil mit "Be- und Entlüftungsventil" ausgestattet. Das Dichtgehäuse ist zur Verschlußstutzenachse von einer zylindrischen Haltevorrichtung im Ventilgehäuse gehalten. Die zylindrische Haltevorrichtung ist radial an einen umlaufenden Ring des Ventilgehäuses angebunden, so daß vorteilhaft montiert werden kann. Ein Federbügel ist biegsam montiert zwischen dem Dichtgehäuse und einer Rückhaltevorrichtung und eine federnde Ringscheibe ist axial dichtend und drehbar am Dichtgehäuse gelagert. Erfindungsgemäß können daher unterschiedliche Verschlußstutzen nach DIN 73 400, Oktober 1993, Ausführung A oder B mit diesem Verschlußdeckel sicher verschlossen werden und überdies muß kein hoher Kraftaufwand beim Zu- oder Aufdrehen des Verschlußdeckels betrieben werden. Zur Tankaußen- und -innenseite stützt sich der Ventilschlauchring über ein axial verschiebliches tassenförmiges Element und jeweils mit einer Druckfeder zur Tankaußenseite gerichteten Scheibe und zur Tankinnenseite an dem Unterteil des Ventilgehäuses ab, so daß erfindungsgemäß das Auslaufen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zumindest weitgehend verhindert und das Be- und Entlüften des Kraftstofftanks ermöglicht wird.

Es ist zwar aus der DE 94 22 064 U1 bekannt, Kühler mit Verschlüssen zu versehen, in die Be- und Entlüftungsventile integriert sind. Diese Kühlerverschlüsse müssen jedoch nicht gleichzeitig erhöhten Dichtigkeitsanforderungen gegen das Auslaufen von Flüssigkeit genügen, so daß mit diesen Kühlerverschlüssen die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst werden kann. Kühlerverschlüsse weisen deutlich kleinere Abmessungen auf als Verschlußdeckel für Kraftstofftanks und unterliegen hinsichtlich Be- und Entlüftung anderen Anforderungen als Kraftstofftanks, deren Inhalt z. B. Ausgasen oder relativ schnell zur Verbrennung in den Motor abgeführt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zylindrischen Haltevorrichtung mittels Ultraschallschweißverfahren oder mittels eines O-Rings vertikal angebunden an den umlaufenden Ring des Ventilgehäuses.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Deckel des Verschlußdeckels und weitere Komponenten der Be- und Entlüftungsventile aus glasfaserverstärktem Polyamid gefertigt, das erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen die zersetzende Wirkung von Kraftstoffen, wie z. B. Diesel, aufweist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Federbügel konstruktiv vorteilhaft auf Vorsprüngen der Rückhaltevorrichtung biegsam montiert, so daß unterschiedliche Verschlußdeckelstutzen mit einem Verschlußdeckel verschließbar sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die federnde Ringscheibe auf einem gleitfähigen Dichtring radial und vertikal dichtend und drehbar am Dichtgehäuse gelagert, so daß beim Auf- und Verschließen geringere Kräfte aufzubringen sind.

Bei einem Druck im Kraftstofftank von z. B. größer 30 kPa wird der Dichtsitz des Ventilschlauchrings von der Dichtkante des Ventilgehäuses gehoben und Gas aus dem Kraftstofftank kann nach außen entweichen. Bei einem Unterdruck im Kraftstofftank von z. B. kleiner 10 kPa löst sich die radial innenliegende Dichtleiste des tassenförmigen Druckelements vom Ventilschlauchring und insbesondere Luft aus der Umgebung kann in den Kraftstofftank nachströmen. Erfindungsgemäß kann so ein umgestürzter Kraftstofftank, dessen Verschlußdeckel nach unten gerichtet ist, den im Kraftstofftank enthaltenen Kraftstoff optimal zurückhalten und sowohl Unter- als auch Überdruck im Kraftstofftank innerhalb der vordefinierten Druckgrenzen ausgleichen. Be- oder Entlüftungsventile in der Wandung des Kraftstofftanks können erfindungsgemäß entfallen, so daß die Fertigung des Kraftstofftanks deutlich vereinfacht und kostengünstiger wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Verschlußdeckel für Kraftstofftanks bei Überdruck im Kraftstofftank gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 einen Verschlußdeckel für Kraftstofftanks bei Unterdruck im Kraftstofftank gemäß der Erfindung.

Fig. 1: Ein Verschlußdeckel 1 für Kraftstofftanks weist einen Deckel 2 mit nach innen ragenden radialen Flanschen 3 auf. Symmetrisch zum Zentrum weist der Deckel 2 nach innen ragende Zylinder 4 auf. Radial außerhalb der Flansche 3 ist am Deckel 2 ein im wesentlichen zylindrischer Mantel 6 befestigt.

Ein an den Flanschen 3 formschlüssig montiertes Bauteil 5 weist ein Dichtgehäuse 8 und eine zylindrische Haltevorrichtung 9 für ein Ventilgehäuse 10 auf. Ventilgehäuse 10 ist vorzugsweise kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, in der zylindrischen Haltevorrichtung 9 gehalten. Die zylindrische Haltevorrichtung 9 kann mittels Ultraschallschweißen vertikal verschmolzen werden mit einem umlaufenden Ring 31 am Ventilgehäuse 10. Die vertikale Anbindung des Ventilgehäuses 10 an das Dichtgehäuse 8 kann aber auch über einen im umlaufenden Ring 31 des Ventilgehäuses 10 eingelegten O-Ring (nicht dargestellt) erfolgen, der durch Verclipsen das Dichtgehäuse 8 mit dem Ventilgehäuse 10 verbindet.

Dichtgehäuse 8 ist mittels Senkschrauben 12 mit einer Rückhaltevorrichtung 11 in Form eines runden Kunststoffteils mit einem mittig liegenden Federbügel 32 aus nichtrostendem Stahl als Bajonettverschluß für einen Verschlußstutzen (nicht dargestellt) befestigt. Die Rückhaltevorrichtung 11 weist eine zentrale Lüftungsöffnung (nicht dargestellt) und Löcher 34 für die Führung von vorzugsweise 4 Senkschrauben 12 auf. Rückhaltevorrichtung 11 ist auf der dem Federbügel 32 zugewandten Seite mit Vorsprüngen 35 versehen, auf denen die Federbügel 32 aufliegen, so daß die Federbügel 32 um die Vorsprünge 35 beispielsweise mit einem möglichen Hub von ca. 2 mm biegsam montiert sind.

Im Bauteil 5 ist ein Schlauchring 13 und ein radial und vertikal zum Dichtgehäuse 8 abdichtender, drehbarer Dichtring 14 zur Auflage auf den Verschlußstutzen montiert. Schlauchring 13 ist auf eine federnde Ringscheibe 36 aus nichtrostendem Federstahl montiert, die sich an dem Dichtring 14 abstützt. Dichtring 14 ist mit einer hoch gleitfähigen Oberfläche aus einem Fluorelastomer ausgestattet. Schlauchring 13 und federnde Ringscheibe 36 sind drehbar zum Dichtgehäuse 8 montiert. Bei Auflage auf einem Verschlußstutzen sind Schlauchring 13 und federnde Ringscheibe 36 drehfest zum Verschlußstutzen.

Der zylindrische Mantel 6 kann auch mit einem Innengewinde zur Verschraubung mit einem Außengewinde eines Verschlußstutzens ausgestaltet sein (nicht dargestellt). Das Ventilgehäuse 10 ist in diesem Fall an seinem Umfang mit einem Clip versehen, der zur Montage des Ventilgehäuses 10 in Deckel 2 dient.

Im Ventilgehäuse 10 sind Be- und Entlüftungsventile angeordnet. Eine Kreuzscheibe 15 aus vorzugsweise nichtrostendem Stahl ist an Profilen 37 eines im wesentlichen senkrechten Gehäuseelements 16 montiert. An Kreuzscheibe 15 liegt eine spiralförmige Überdruckfeder 17 an. Die spiralförmige Überdruckfeder 17 stützt sich in einer Unterdruckplatte 18 aus vorzugsweise nichtrostendem Stahl ab, die mit einem weit auskragenden Flansch 19 versehen ist. An dem weit auskragenden Flansch 19 ist ein Ventilschlauchring 20 befestigt.

Der sich senkrecht zu einer Verschlußstutzenachse 21 radial erstreckende Ventilschlauchring 20 ist in Richtung der Verschlußstutzenachse 21 verschieblich und stützt sich über ein axial verschiebliches tassenförmiges Druckelement 22 und eine Druckfeder 23 an einem Unterteil 24 des Ventilgehäuses 10 ab.

Der Ventilschlauchring 20 für die Be- und Entlüftung des Kraftstofftanks ist mit einer radial außenliegenden Überdruckplatte 25 und einer radial innenliegenden Dichtfläche 26 an dieser Überdruckplatte 25 versehen. Der Deckel 2 und das Ventilgehäuse 10 sind aus vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyamid gefertigt, das erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen die zersetzende Wirkung von Kraftstoffen, wie z. B. Diesel, aufweist. Metallische Bauteile des Verschlußdeckels 1 sind aus nichtrostendem Stahl oder entsprechendem Stahl mit veredelter Oberfläche. Der Ventilschlauchring 20 ist aus einem gegen Kraftstoffe resistentem Werkstoff gefertigt zur Vermeidung funktionsstörender Quellungen.

Der Durchmesser des Verschlußdeckels 1 ist für Verschluß­ stutzen nach DIN 73 400, Ausgabe Oktober 1993, Ausführung A oder B mit den lichten Weiten von 40-80 mm ausgelegt.

In Reihe geschaltet mit einem Filter, z. B. einem Aktivkohlefilter, kann der Verschlußdeckel 1 mit Be- und Entlüftung auch für Benzintanks verwendet werden.

Funktionsweise des Verschlußdeckels 1 für Kraftstofftanks

Bei gleichem Druck zu beiden Seiten der Be- und Entlüftungsventile liegt der Ventilschlauchring 20 mit der Überdruckplatte 25 auf einer Dichtkante 27 des Ventilgehäuses 10 auf und an der radial innenliegenden Dichtfläche 26 der Überdruckplatte 25 ist das tassenförmige Druckelement 22 abgestützt. Bei einem Druck im Kraftstofftank von z. B. größer 30 kPa wird die Überdruckplatte 25 des Ventilschlauchrings 20 gegen die Wirkung der Überdruckfeder 17 von der Dichtkante 27 des Ventilgehäuses 10 gehoben und Gas aus dem Kraftstofftank kann wie mit Linie 28 angedeutet durch das Ventilgehäuse 10 nach außen entweichen.

Fig. 2: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1 versehen. Bei Unterdruck im Kraftstofftank von z. B. kleiner 10 kPa liegt der Ventilschlauchring 20 mit der Überdruckplatte 25 auf der Dichtkante 27 des Ventilgehäuses 10 auf und löst sich die radial innenliegende Dichtlippe 26 der Überdruckplatte 25 des Ventilschlauchrings 20 gegen die Wirkung der Unterdruckfeder 23 von einer Dichtleiste 29 des tassenförmigen Druckelements 22 und Luft aus der Umgebung kann wie mit der Linie 30 angedeutet in den Kraftstofftank nachströmen.

Die Be- und Entlüftungsventile sind durch Variation der Parameter der Überdruckfeder 17 und der Druckfeder 23 einstellbar.

Paßungenauigkeiten zwischen unterschiedlichen Verschlußstutzen können durch den Hub des nachgiebigen Federbügels 32 ausgeglichen werden. Ein Überbiegen der federnden Ringscheibe 36 wird nach oben durch eine Sicherheitsstütze am Deckel 2 verhindert, die radial außen gegen die federnde Ringscheibe 36 zur Anlage kommen kann.

Claims (5)

1. Verschlußdeckel (1) mit einem Bauteil "Be- und Entlüftungsventil" für Kraftstofftanks, insbesondere für Diesel betriebene Kraftfahrzeuge, mit einem Deckel (2), einem Dichtgehäuse (8), das in dem Deckel (2) formschlüssig gehalten ist und einem in das Dichtgehäuse (8) integrierten Ventilgehäuse (10) mit Be- und Entlüftungsventilen, wobei das Dichtgehäuse (8) parallel zu einer Verschlußstutzenachse (21) von einer zylindrischen Haltevorrichtung (9) im Ventilgehäuse (10) gehalten ist, die zylindrische Haltevorrichtung (9) radial angebunden ist an einen umlaufenden Ring (31) von Ventilgehäuse (10), ein Federbügel (32) biegsam montiert ist zwischen dem Dichtgehäuse (8) und einer Rückhaltevorrichtung (11) und eine federnde Ringscheibe (36) axial dichtend drehbar am Dichtgehäuse (8) gelagert ist.

2. Verschlußdeckel (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Haltevorrichtung (9) mittels Ultraschallschweißverfahren oder mittels eines O-Rings vertikal an den umlaufenden Ring (31) des Ventilgehäuses (10) angebunden ist.

3. Verschlußdeckel (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) glasfaserverstärktes Polyamid enthält.

4. Verschlußdeckel (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (32) biegsam montiert ist auf Vorsprüngen (35) der Rückhaltevorrichtung (11).

5. Verschlußdeckel (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Ringscheibe (36) auf einem gleitfähigen Dichtring (14) radial und vertikal dichtend und drehbar am Dichtgehäuse (8) gelagert ist.