DE19908587A1 - Belüftungsventil für einen Kraftstoffbehälter - Google Patents
Belüftungsventil für einen KraftstoffbehälterInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein als Druckregelventil ausgebildetes Belüftungsventil für einen Kraftstofftank, wobei der Ventilkörper (5) über einen zweiarmigen Ventilhebel (10) mit einer Membran (6) in Wirkverbindung steht, so daß bei Unterdruck in einer von der Membran (6) begrenzten Regelkammer (7) die Membran (6) in Richtung auf den Hebel (10) verlagert wird, diesen verschwenkt und das Ventil zur Belüftung des Kraftstofftanks (2) öffnet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Belüftungsventil für einen
Kraftstoffbehälter, insbesondere für den Kraftstoffbehälter
eines von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Arbeitsge
rätes wie eine Motorkettensäge, ein Trennschleifer, ein
Freischneidegerät oder dgl. nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Belüftungsventile für Kraftstoffbehälter sind in vielfäl
tigen Ausführungen bekannt. So offenbart die DE 43 29 876
A1 einen aus einem gummielastischen Material gefertigten
Ventilkörper in der Form eines Pilzes, dessen äußerer Kopf
rand auf einem Ventilsitz dichtend aufliegt. Um eine Belüf
tung des Behälterraumes bei geringen Unterdrücken zu ge
währleisten, muß der Ventilkörper entsprechend weichela
stisch ausgeführt sein. Dies birgt jedoch Probleme bei auf
tretenden Überdrücken, da dann der Ventilkörper stark nach
gibt und sich dabei verformen kann, wodurch Undichtigkeiten
auftreten können.
Die bei Normaldruck geringen Schließkräfte des Pilzventils
bergen auch die Gefahr, daß bei sich auf dem Ventilsitz ab
setzenden Rückständen, Fremdkörpern oder dgl. ein ordnungs
gemäßes Schließen oder Öffnen des Pilzventils nicht mehr
gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Belüf
tungsventil derart weiterzubilden, daß es bereits bei ge
ringen Unterdrücken öffnet und eine Belüftung erlaubt, hin
gegen bei Überdrücken ohne mechanische Überlastung des Ven
tils sicher geschlossen ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Steuerung des Ventilgliedes über eine vom Druck im
Kraftstoffbehälter beaufschlagte Membran gewährleistet ei
nerseits ein sicheres Abdichten bei Überdrücken und ande
rerseits ein angepaßtes Belüften bei Unterdrücken, wobei
durch die Abmessungen der Membran ein feinfühliges Anspre
chen auch bei geringen Unterdrücken einstellbar ist.
Der Ventilkörper wird zweckmäßig von einer Feder in der
Schließstellung gehalten. Die Rückstellkraft der Feder ist
dabei abgestimmt mit dem gewünschten Öffnungsdruck des Be
lüftungsventils. Der Ventilkörper kann als Stößel ausgebil
det sein, welcher zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils
längsbewegt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Belüftungsventils ist die Membran mit ei
nem Membranteller fest verbunden, welcher über einen zwei
armigen Ventilhebel mit dem Ventilkörper wirkverbunden ist.
Unterschreitet der Druck in der Regelkammer eine vorgege
bene Differenz zum Bezugsdruck, wodurch die Membran gegen
die Rückstellkraft der Feder ausgelenkt wird, so betätigt
der mit der Membran bewegte Membranteller durch Verschwen
ken des Ventilhebels den Ventilstößel.
Eine einfache Gestaltung des Belüftungsventils ist möglich,
wenn als Bezugsdruck der Umgebungsdruck auf die Membran
wirkt, wobei das jenseits der Regelkammer an der Rückseite
der Membran angrenzende Bezugsvolumen mit der Atmosphäre in
Verbindung steht.
Das Ventil spricht leicht an, wenn die auf die Membran wir
kende Querschnittsfläche der Regelkammer um ein Mehrfaches
größer ist als der Rohrquerschnitt der vom Ventil ver
schließbaren Leitung. Das Ansprechen des Belüftungsventils
ist über die Abmessungen der Membran hinaus auch über die
Hebelarmlängen des Ventilhebels und/oder die Rückstellkraft
der Ventilfeder abstimmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Die einzige Figur zeigt schematisch die Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Belüftungsventils 1, welches dem Belüften
eines Flüssigkeitsbehälters, insbesondere eines Kraftstoff
behälters 2 dient, wie er in von einem Verbrennungsmotor
angetriebenen Arbeitsgeräten, z. B. einer Motorkettensäge,
einem Trennschleifer, einem Freischneidegerät oder dgl.
eingesetzt ist. In den Behälterinnenraum 3 mündet ein
Druckausgleichskanal 4, der im gezeigten Ausführungsbei
spiel über eine Belüftungsleitung 8 und ein Luftfilter 22
in die Atmosphäre ausmündet.
Ein hier nicht dargestellter Einfüllstutzen des Kraftstoff
behälters 2 kann von einem Kraftstoffdeckel druckfest ver
schlossen sein.
Zwischen dem Druckausgleichskanal 4 und der Belüftungslei
tung 8 ist das Belüftungsventil 1 angeordnet. Im Innenraum
23 des Ventilgehäuses 14 begrenzt eine Membran 6 eine Re
gelkammer 7, in die der Druckausgleichskanal 4 mündet. Der
Durchmesser D des Innenraums 23 und damit auch der Regel
kammer 7 ist um ein mehrfaches größer als der Durchmesser d
der vom Ventil 1 verschließbaren Leitung im Bereich des
Ventilsitzes, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Be
lüftungsleitung 8. Der Innenraum des Ventilgehäuses 14 ist
durch einen Deckel 15 abgeschlossen. Die Membran 6 teilt in
den Innenraum 23 die Regelkammer 7 von einem Restvolumen
ab, welches über eine Öffnungsbohrung 16 mit der Atmosphäre
in Verbindung steht. Die der Regelkammer 7 abgewandte Rück
seite der Membran 6 ist also mit dem Umgebungsdruck des Be
lüftungsventils 1 als Bezugsdruck gegenüber dem Druck in
der Regelkammer 7 beaufschlagt.
Die Membran 6 ist mit einem Membranteller 9 fest verbunden,
welcher auf einem Hebelarm 20 eines zweiarmigen Ventilhe
bels 10 aufliegt. Der Ventilhebel 10 ist an einem Bolzen um
eine Schwenkachse 21 drehbeweglich gehalten und ist mit
seinem zweiten Hebelarm 90 mit einem Ventilkörper 5 verbun
den. Der Ventilkörper 5 ist als Stößel 5 ausgebildet, wel
cher mit einem kegelförmigen Verschlußglied 11 von einem
Ventilsitz 12 abhebbar ist. Der Ventilsitz 12 ist durch die
Mündung der Belüftungsleitung 8 in die Regelkammer 7 gebil
det. Der Hebelarm 19 des Ventilhebels 10 ist an dem gegen
über dem Verschlußglied 12 liegenden Ende 5' des Ventilstö
ßels 5 befestigt. An dem Hebelarm 20 des Ventilhebels 10,
auf dem der Membranteller 9 aufliegt, greift eine Schrau
benfeder 13 an, welche sich an der Innenwand 17 des Ventil
gehäuses 14 abstützt. Die Schraubenfeder 13 hält dabei den
Ventilstößel 5 über den Ventilhebel 10 in der Schließstel
lung.
Die Hubbewegung des Ventilstößels 5 ist über dem Ventilhe
bel 10 an den Ausschlag der Membran 6 gekoppelt. Liegt in
dem Kraftstoffbehälter 2 und somit in der Regelkammer 7 ein
Unterdruck gegenüber der Atmosphäre vor, so wird die Mem
bran 6 unter Reduzierung des Volumens der Regelkammer 7
ausgelenkt und der Ventilhebel 10 von dem aufliegenden Mem
branteller 9 entgegen der Rückstellkraft der Schraubenfeder
13 niedergedrückt. Die Membran 6 schlägt in die strichliert
dargestellte Öffnungsposition des Ventils 1 aus, wobei über
dem Ventilhebel 10 der Stößel 5 von dem Ventilsitz 12 abge
hoben wird und die Strömungsverbindung zwischen der Belüf
tungsleitung 8 und dem Kraftstoffbehälter 2 freigegeben
wird. Sobald durch die Belüftung des Kraftstofftanks 2 ein
Druckausgleich zwischen der Regelkammer 7 und dem Umge
bungsdruck erfolgt ist, drängt die Schraubenfeder 13 den
Ventilstößel 5 in die Schließstellung und das Verschluß
glied 11 auf den Ventilsitz 12.
Bei einem möglichen Überdruck im Kraftstoffbehälter 2 hebt
der Membranteller 9 von dem Ventilhebel 10 ab und der Über
druck kann durch Volumenerweiterung der Regelkammer 7 aus
geglichen werden.
Der Ventilhebel 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit
bezüglich der Schwenkachse 21 gegenüberliegenden Hebelarmen
19, 20 ausgebildet, wodurch die öffnende Hubbewegung des
Ventilstößels 5 entgegengesetzt dem Ausschlag der Membran 6
in Pfeilrichtung 24 bei Vorliegen eines Unterdruckes in der
Regelkammer 7 erfolgt. Das membrangesteuerte Belüftungsven
til 1 kann bereits bei geringen Unterdrücken in der Regel
kammer 7 zur Belüftung des Kraftstofftanks 2 ansprechen.
Der Öffnungsdruck bzw. der Druckunterschied zwischen Regel
kammer und der Atmosphäre, bei dem das Belüftungsventil 1
anspricht, kann über die Abmessungen der Membran 6 und zu
sätzlich durch geeignete Abstimmung der Hebelarmlängen des
Ventilhebels 10 sowie über die Rückstellkraft der Ventilfe
der 13 bedarfsweise eingestellt werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Belüftungsventil
kompakt ausgebildet mit einer Anordnung des Ventilstößels 5
in einer Stößelkammer 8, die in dem Ventilgehäuse 14 ausge
spart ist. Die Belüftungsleitung 8 mündet in die Stößelkam
mer 18, wobei der Ventilsitz 12 am Boden der Stößelkammer
18 gebildet ist. Der Ventilstößel 5 ist im wesentlichen in
der Stößelkammer 18 aufgenommen und ragt mit seinem dem
Verschlußglied 11 gegenüberliegenden Ende 5' in die Regel
kammer 7 und ist an diesem Ende 5' mit dem zugeordneten He
belarm 19 des Ventilhebels 10 verbunden. Die Stößelkammer
18 kann in ihren Abmessungen so gestaltet werden, daß der
Ventilstößel 5 geführt ist. Zwischen dem Ventilstößel 5 und
der Innenwand der Stößelkammer 18 ist ein Raum gebildet,
durch den nach dem Abheben des Verschlußgliedes von dem
Ventilsitz 12 die Belüftungsluft in die Regelkammer 7 und
schließlich durch den Druckausgleichskanal 4 in den Kraft
stoffbehälter 2 strömen kann.
Das erfindungsgemäße Belüftungsventil arbeitet somit als
"Druckregler", wobei über die konstruktive Auslegung das
Ansprechverhalten und somit der Öffnungsdruck des Belüf
tungsventils 1 einstellbar ist. Somit ist eine druckausge
glichene Belüftung des Kraftstofftanks 2 möglich, während
ein sich aufbauender überdruck die Schließstellung des Stö
ßels 5 verstärkt. Bei überdruck im Kraftstofftank findet
somit keine Entlüftung nach außen statt.
Claims (12)
1. Belüftungsventil für einen Kraftstofftank (2), mit ei
nem in den Behälterraum (3) mündenden Druckausgleichs
kanal (4), der durch einen auf einem Ventilsitz (12)
dichtend aufliegenden Ventilkörper (5) verschließbar
ist, wobei der Ventilkörper (5) bei einem im Behälter
innenraum anstehenden Unterdruck vom Ventilsitz (12)
abhebt und den Druckausgleichskanal (4) zur Atmosphäre
öffnet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung des Ven
tilkörpers (2) an den Ausschlag einer Membran (6) ge
koppelt ist, welche eine fluidisch mit dem Druckaus
gleichskanal (4) verbundene Regelkammer (7) begrenzt
und auf ihrer Rückseite mit einem Bezugsdruck beauf
schlagt ist.
2. Belüftungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) von
einer Ventilfeder (13) in der Schließstellung gehalten
ist.
3. Belüftungsventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) als
längsbeweglicher Stößel ausgebildet ist.
4. Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (6) mit einem
Membranteller (9) fest verbunden ist, welcher über ei
nen zweiarmigen Ventilhebel (10) mit dem Ventilkörper
(5) wirkverbunden ist.
5. Belüftungsventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Membranteller (9) ab
hebbar auf dem Ventilhebel (10) aufliegt.
6. Belüftungsventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkammer (7) in ei
nem Ventilgehäuse (14) ausgebildet ist, wobei eine Ge
häusekammer jenseits der Membran (6) mit einem Bezugs
volumen, insbesondere der Atmosphäre, in Verbindung
steht.
7. Belüftungsventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (13) als
Schraubenfeder ausgebildet ist und sich an dem Hebel
arm (20) des Membrantellers (9) einerseits und an der
Innenwand (17) des Ventilgehäuses (14) abstützt.
8. Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebelarme (19,
20) bezüglich einer Schwenkachse (21) des Ventilhebels
(10) gegenüberliegen.
9. Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12) in der
Mündung einer Belüftungsleitung (8) in die Regelkammer
(7) gebildet ist.
10. Belüftungsventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12) am Bo
den einer in dem Ventilgehäuse (14) ausgesparten Stö
ßelkammer (18) liegt, in der der Ventilkörper (5)
längsbeweglich aufgenommen ist und mit seinem in die
Regelkammer (7) ragenden Ende (5') mit dem zugeordne
ten Hebelarm (19) des Ventilhebels (10) zusammenwirkt.
11. Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Membran (6)
wirksame Querschnittsfläche um ein Mehrfaches größer
ist als die freigebbare Querschnittsfläche des
Ventilsitzes (12).
12. Belüftungsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdruck des Be
lüftungsventils (1) über die Dimensionierung der Mem
bran (6) und/oder die Abstimmung der Hebelarmlängen
des Ventilhebels (10) und/oder die Rückstellkraft der
Ventilfeder (13) bestimmbar ist.
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