DE2405965B2

DE2405965B2 - Auf Unterdruck und Überdruck ansprechendes Sicherheitsventil für Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2405965B2
Application number: DE19742405965
Authority: DE
Inventors: Paul Reilly Journee (Par Chaumont-En- Vixin) (Frankreich)
Original assignee: Societe de Diffusion Neiman
Current assignee: Societe de Diffusion Neiman
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1980-01-31
Also published as: GB1418269A; FR2221938A5; DE2405965A1

Description

Die Erfindung betrifft ein auf Unterdruck und Überdruck ansprechendes Sicherheitsventil für Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Ventilgehäuse, das behälterseitig einen Befestigungsstutzen und am entgegengesetzten Ende einen mit einem Durchlaß versehenen Deckel aufweist, sowie mit zwei am Ventilgehäuse angeordneten, axial verstellbaren und in entgegengesetzten Richtungen öffnenden Ventilelementen, die durch eine gemeinsame Spiralfeder in ihren Schließstellungen gehalten sind, wobei die Spiralfeder eine an das erste, als Ventilteller ausgebildete Ventilelement mit einem Ende angeschlossene und eine öffnung des zweiten Ventilelementes durchsetzende Ventilstange umgibt und wobei die Spiralfeder einerseits am freien Ende der Ventilstange und andererseits am zweiten Ventilelement abgestützt ist

Bei einem bekannten Sicherheitsventil der eingangs beschriebenen Gattung (DE-PS 6 17 376) ist ein zentraler Ventilteller mit Ventilstange und einem dazu konzentrischen Ring vorgesehen, der ebenfalls als Ventilteller funktioniert Beiden ist ein gemeinsamer, im Ventilgehäuse fest angeordneter Ventilkörper zugeordnet, der einen zentralen Ventilsitz sowie einen dazu konzentrischen Kranz von Durchlaßbohrungen aufweist Das bekannte Sicherheitsventil ist deswegen aufwendig, weil es einen besonderen, im Ventilgehäuse zu montierenden Ventilkörper erfordert, der verhältnismäßig kompliziert gestaltet ist und zwei betriebsmäßig beaufschlagte Ventilsitze besitzen muß, die entspre-

ls chend fein bearbeitet sein müssen. Außerdem weist das oekannte Sicherheitsventil nur in sehr geringem Umfang eine unterschiedliche Ansprechempfindlichkeit bei Ober- und bei Unterdruck auf. Das stört, weil in der Regel die Belastbarkeit von Behältern gegenüber Über- bzw. Unterdruck sehr unterschiedlich ist.

Ferner ist ein Sicherheitsventil bekannt (CH-PS 3 26 823), bei dem zwar das eine Ventilelement einen Ventilsitz für den Ventilteller des anderen Ventilelementes aufweist aber jedem der beiden Ventilelemente eine eigene Schließfeder zugeordnet ist. Dadurch werden zwar die Voraussetzungen für die Einstellung unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeiten bei Überbzw. Unterdruck verbessert, es muß jedoch ein erhöhter konstruktiver Aufwand und eine funktionell Trennung der bei Überdruck bzw. Unterdruck ansprechenden Teile in Kauf generamen werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß es bei einfachem, kostengünstigen Aufbau eine weitgehend unabhängige Abstimmung der Öffnungsdrücke bei Über- und Unterdruck ermöglicht

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das zweite Ventilelement den Ventilsitz für den das erste Ventilelement bildenden Ventilteller aufweist, am Ventilsitz mit einer Dichtung für den Ventilteller versehen und an seinem Außenumfang mit einer Axialbewegungen zulassenden Dichtung gegen das Ventilgehäuse abgedichtet ist, und daß das freie Ende der Ventilstange im Ventilgehäuse axial abgestützt ist

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zum Unteranspruch 4 ist zu bemerken, daß es grundsätzlich bekannt ist, eine zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannte Membrane

so mit einer Versteifungsplatte für die Übertragung einer Federkraft zu versehen (US-PS 25 74 151).

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsventil ist das z'veite Ventilelement gleichsam schwimmend im Ventilgehäuse angeordnet Betriebsmäßig beaufschlagte Dichtflächen sind dabei nur an dem als Ventilteller ausgebildeten ersten Ventilelement und an dem zugeordneten Ventilsitz am zweiten Ventilelement erforderlich, wobei beide Ventilelemente unabhängig vom Ventilgehäuse bearbeitet und in fertig bearbeitetem Zustand in dieses eingesetzt werden können. Die Abdichtung zwischen dem schwimmend angeordneten zweiten Ventilelement und dem Ventilgehäuse wird betriebsmäßig kaum beaufschlagt und kann deswegen auf einfache Weise und ohne aufwendige Feinbearbeitung des Ventilgehäuses z. B. mittels O-Ring oder elastischer Membran erfolgen. Der öffnungsdruck bei Über- bzw. Unterdruck ist durch den Durchmesser des Ventilsitzes bzw. durch den Außendurchmesser des

zweiten Ventilelementes bestimmt, die weitgehend unabhängig voneinander und insbesondere in erheblich verschiedener Größe angelegt werden können. — Im Ergebnis läßt sich das erfindungsgemäße Sicherheitsventil bei absolut zuverlässiger und reproduzierbarer Funktion in einfacher und kostengünstiger Weise auch in großen Stückzahlen herstellen.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, wobei

Fig. 1, 2 i'nd 3 ein erstes im Radialschnitt ι ο gezeichnetes Ausführungsbeispiel zeigen, wobei das Ventil in Ruhelage und in beiden Wirkungslagen bei Oberdruck und Unterdruck wiedergegeben ist,

Fig.4, 5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel in entsprechenden Lagen-wiedergegeben,

Fig.7, 8 und 9 ein drittes Ausführungsbeispiel in entsprechenden Lagen wiedergegeben und

Fig. !0,11 und 12 ein viertes Ausführungsbeispiel in entsprechenden Lagen wiedergegeben.

In den Figuren dieser verschiedenen Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleichartige bzw. gleichwertige Teile.

Wie aus den F i g. 1,2 und 3 ersichtlich ist, testeht das Sicherheitsventil aus einem Montagesitz 1, dessen Form und Durchmesser gemäß der Beschaffenheit eines Befestigungsstutzens des mit dem Ventil auszustattenden, hier nicht gezeichneten Kraftstoffbehälters zu wählen sind. Im vorliegenden Fall sind der Montagesitz 1 und das Ventilgehäuse 2 aus einem Stück geformt Auf dem Ventilgehäuse 2 ist ein Deckel 3 auf irgendeine geeignete Weise, wie z. B. hier mit einem teilweise wiedergegebenen Bajonettverschluß 4, befestigt Der Boden 5 des Ventilgehäuses 2 ist mit Löchern 6 und in seiner Mitte mit einem halbkugelförmigen Sitz 7 versehen. Auf diesem Sitz 7 ruht normalerweise eine 3s Ventilstange 8, deren unteres Ende eine halbkugelförmige Einsenkung 9 aufweist die auf dem Sitz 7 aufliegt

Um den unteren Teil der Ventilstange 8 ist eine auf einem Ring 11 ruhende Scheibe 10 angeordnet wobei der Ring 11 in einer Umfangsnut des unteren Teiles der Ventilstangi 8 befestigt ist Das obere Ende der Ventilstange 8 trägt als erstes Ventilelement einen Ventilteller 12, unter dem die Ventilstange 8 mit einem zweiten Ventilelement 13 umgeben ist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser der unteren Scheibe 10 ist. Zwischen der Scheibe 10 und dem zweiten Ventileler.;ent 13 ist um die Vontilstange 8 eine Spiralfeder 14 angeordnet Das Ventilelement 13 ist am Mittelteil mit einer als Dichtungsring ausgebildeten Dichtung 15 versehen, deren Aufgabe es ist, eine Abdichtung zwischen (km Ventilelement 13 und dem Ventilteller 12 zu verbürgen.

Das Ve.itilelement 13 ist am Außenrand mit einem Kragen 16, mit dem eine als Dichtungsring ausgebildete Dichtung 17 zusammenwirkt versehen. Der Deckel 3 weist einen zentralen Durchlaß 18 auf. Dieses Sicherheitsventil arbeitet folgendermaßen. In der in F i g. 1 wiedergegebenen Ruhelage stützt die Spiralfeder 14 sich auf der unteren Scheibe 10 ab, wobei sie die Ventilstange 8 gegen ihren Sitz 7 und das zweite Ventilelement 13 einerseits gegen den das erste Ventilelement bildenden Ventilteller 12 mittels der Dichtung 15 und andererseits gegen den Decke) 3 mittels der Dichtung 17 drückt In dieser Lage ist der Behälter (nicht gezeichnet) geschlossen. Dies bedeutet, daß er nicht in Verbindung mit seiner Umgebung steht Im Falle von Oberdruck im Behälter (Fig.2) wird die Ventilstange 8 beansprucht, wobei sie die Spiralfeder 14 zusammendrückt Die Ventilstange 8 verschiebt sich axial, wobei der Ventilteller 12 sich vom Ventilelement 13 entfernt Da der Durchmesser der Zentralöffnung 19 des Ventilelementes 13 etwas größer ist als der Außendurchmesser des entsprechenden Teiles der Ventilstange 8, kann das Gas aus dem Behälter durch das Ventilgehäuse 2 und dessen Deckel 3 ausströmen, so daß der Druck im Behälter fällt Sobald der Druck seine normale Höhe erreicht hat kehrt das Sicherheitsventil in die in F i g. 1 gezeichnete Ruhelage zurück. Im Unterdruckfall (F i g. 3) dagegen wird das Ventilelement 13 so beansprucht, daß es sich vom Ventilteller 12 löst, die Spiralfeder 14 zusammendrückt >!nd die Ventilstange 8 fester gegen ihren Sitz ϊ drückt Da der Durchmesser des Ventilelementes 13 giößer ist als der Durchmesser des Kontaktbereiches zwischen dem Ventilteller 12 und der Dichtung 15, reagiert das Sicherheitsventil bereits auf verhältnismäßig schwache Unterarücke. Dies bedeutet daß wegen der Durchmesserdifferenz der Kontaktbereiche der Dichtungen 17 und 15 das Sicherheitsventil empfindlicher ist für Unterdruck als für Überdruck. Sobald der Druck im Behälter wieder normal geworden ist kehrt das Sicherheitsventil in die in F i g. 1 wiedergegebene Ruhelage zurück.

Bei dem in den Fig.4, S und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Ventilelement 20 als Kegelmantel ausgebildet, wobei natürlich die mit dem Kegelmantel zusammenwirkenden Teile entsprechend gestaltet sind.

Beim in den F i g. 7,8 und 9 wiedergegebenen Beispiel ist das zweite Ventilelement 13 derart profiliert, daß es einen inneren kragenförmigen Absatz 21 für eine als profilierter Dichtungsring ausgebildete Dichtung 22 und einen zweiten, äußeren kragenförmigen Absatz 23 für eine ebenfalls als profilierter Dichtungsring ausgebildete Dichtung 24 aufweist. Die untere Scheibe JO hat hier einen nach oben umgebogenen Außsnrand 25 als Führung für den unteren Teil der Spiralfeder 14.

Bei dem in den Fig. 10, 11 und 12 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist das zweite Ventilelement 26, 29 als Membran 26 ausgebildet und mit dem Außenrand 27 zwischen dem Deckel 3 und dem Oberrand der Wand 28 des Ventilgehäuse^ 2 befestigt. Diese Membran 26 besteht aus einem elastischen Material, dessen innerhalb des Ventilgehäuses 2 befindlicher Teil mit einer ringförmigen Versteifungsplatte 29 versehen ist, auf die die Spiralfeder 14 einwirkt. Der das erste Vsnti!ele;nent bildende Ventilteller 12 ist hier mit einem zur Membran 26 gerichteten Randwulst 30 zwecks Verbesserung der Abdichtung in der Ruhelage versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auf Unterdruck und Oberdruck ansprechendes Sicherheitsventil für Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Ventilgehäuse, das behälterseitig einen Befestigungsstutzten und am entgegengesetzten Ende einen mit einem Durchlaß versehenen Deckel aufweist, sowie mit zwei im Ventilgehäuse angeordneten, axial verstellbaren und in entgegengesetzten Richtungen öffnenden Ventilelementen, die durch eine gemeinsame Spiralfeder in ihren Schließstellungen gehalten sind, wobei die Spiralfeder eine an das erste, als Ventilteller ausgebildete Ventilelement mit einem Ende angeschlossene und eine öffnung des zweiten Ventilelementes durchsetzende Ventilstange umgibt und wobei die Spiralfeder einerseits am freien Ende der Ventilstange und andererseits am zweiten Ventilelement abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (13; 26; 29jf den Ventilsitz iur den das erste Ventilelement bildenden Ventilteller (12) aufweist, am Ventilsitz mit einer Dichtung (15; 22; Membran 26) für den Ventilteller (12) versehen und an seinem Außenumfang mit einer Axialbewegungen zulassenden Dichtung (17; 24; Membran 26) gegen das Ventilgehäuse (2) abgedichtet ist, und daß das freie Ende (Jer Ventilstange (8) im Ventilgehäuse (2) axial abgestützt ist

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (20) als Kegelmantel ausgebildet ist

3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das zweien Ventilelement (13) am Ventilsitz und an seinem Außenumfang kragenförmige Absätze (21, Zi) au^fweist, in die die Dichtungen (22,24) eingelegt sind.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (26, 29) aus einer elastischen Membran (26) besteht die durch eine Versteifungsplatte (29) versteift und am Außenrand (27) mittels des Deckels (3) am Ventilgehäuse (2) befestigt ist, wobei die Spiralfeder (14) an der Versteifungsplatte (29) abgestützt ist.

5. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (8) an ihrem unteren Ende eine halbkugelförmige Einsenkung (9) aufweist, der ein an dem Boden (S) des Ventilgehäuses (2) vorgesehener halbkugelförmiger Sitz (7) zugeordnet ist.