DE19908587A1 - Belüftungsventil für einen Kraftstoffbehälter - Google Patents

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.