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Versciiiuß für Behälter mit flüssigem Brennstoff
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Die Erfindung betritt einen Verschluß für Behälter mit flüssigem srennst-off,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestexls einer LeiLung zur Verbindung des
Inneren des Tanks mit der Außenluft.
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Derartige Verschlüsse müssen aus Gründe der Sicherheit den Durchgang
von Gas in der einen oder anderen Richtung in bestimmben Druckbereichen erlauben,
die sich über dem Kraftstoff im Tank und in der Einfüll-Leitung dieses Tanks befinden.
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im Fall eines Überdrucks, der im Inneren des Tanks herrscht, ist es
nötiy, den Tank mit der umgehenden Luft in Verbindung zu bringen, um den Überdruck
abzubauen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Verschluß mit einem Ventil zu versehen,
das durch eine Feder zurückgeholt wird. In bestimmten bekannten Verschlüssen wird
das Ventil von dem Verschluß selbst gebildet, der in bezug auf ein Montageteil koaxial
beweglich ist und eine Feder aufweist, die zwischen die beiden Teile gelegt wird.
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Bei Unterdruck im Innern des Tanks hat man ebenso vorgeschlagen, den
Verschluß mit einem Ventil zu versehen, z.B. mit einem federbelasteten Kügelchen.
In diesem Fall sind die Abmessungen des Ventils sehr klein und die Einstellung der
Feder ist sehr schwierig und ungenau. Es ist also praktisch unmöglich, einen vorbestimmten
Unterdruck im Tank zu gewährleisten.
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Aufgabe der Erfndun<j ist es, einen Verschluß zu schaffen, der
in genauer und wiederholbarer Art die Zufuhr frischer Luft in den Tank sichert bis
der Innendruck unter einen vorgegebenen Wert fällt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschluß
einen durchqehend geschlossenen Kragen, an dessen Außenseite eine mit der Außenluft
verbundene Leitung mündet, und eine elastisctse Membran aufweist, die auf dem Umfang
des Kragens derart angebracht ist, daß sie sich elastisch und frei auf dem Kragen
abstützt, daß Kragen und Membran einen geschlossenen Raum bilde, in den die zum
Tank führende Leitung mündet, und daß die Membran mindestens eine Öffnung in der
von dem Kragen begrenzten Zone besitzt.
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Wenn der Druck im Inneren des Tanks höher ist als der Druck der elastischen
Membran, legt sich diese Membran auf den Kragen, und es besteht keine Verbindung
zwischen dem Inneren und Xußeren des Tanks durch die Druckausgleichsleitung, denn
in diesem Fall mündet die Leitung in einem geschlossenen Raum, der aus der Membran,
dem Kragen und den angrenzenden Teilen des Verschlusses gebildet wird. Wenn der
Druck geringer wird als der Belastungsdruck, löst der Druck der Außenluft die Membran
von dem Kragen, und die Außenluft dringt in den Tank durch die dazu vorgesehene
oeffnung in der Membran.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschriehen. Es zeigen: rig. 1 schematisch einen axialen
Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verschluß, wobei die linke Hälfte den Verschluß
in seiner Stellung bei Unterdruck und die rechte Hälfte in seiner Stellung bei Unterdruck
zeigen; Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Verschluß entsprechend einer Abwandlung
der Erfindung, mit einem Schloß; Fig. 3 einen Ausschnitt aus Figur 2 in normaler
Stellung; lig. 4 einen Ausschnitt analog zu Figur 3, bei einem Unterdruck im Inneren
des Tanks; Fig. eie Aufsicht auf einen Teil des Verschlusses der Figuren 2 bis 4;
Fig. 6 einen axialen Schnitt durch eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen
Verschlusses; Fig. 7 eine Unteransicht eines Verschlusses nach Figur 6; Fig. 8 einen
Schnitt (teilweise in der Aufsicht) durch einen Verschluß entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel; Fig. 9 einen Ausschnitt in größerem Maßstab aus der Vorrichtung
nach Fig. 8 in Ruhestellung;
Fig. 10 einen Ausschnitt analog zu
Figur 9, in der Stellung, die die Vorrichtung zur Luftzuführung im Fall eines Unterdrucks
im Innern) des Tanks einnimmt; und ß Fig. 11 einen Ausschnitt analog zu den Figuren
9 und 10, im Fall eines Ueberdrucks im Inneren des Tanks.
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Der Tankverschluß, der in Figur 1 gezeigt wird, weist einen Körper
1 auf, der mit einer zentralen Nabe 2 versehen ist, die an der dem Körper 1 gegenüberliegenden
Seite einen nach außen vorspringenden Rand 3 besitzt. Außerdem weist der Verschluß
eine Festhaltescheibe 4 auf, die auf der Nabe 2 gleitet aber Lei Rotation in bezug
auf diese fest ist. Die Scheibe 4 ist allf ihrer dem Körper 1 gegenüberliegenden
Seite durch ein rohrförmiges Stück 5 verlängert, und eine Schraubenfeder 6 liegt
zwischen der Nabe 2 und dem Teil 5. Die Feder 6 stützt sich an einem Ende auf der
Scheibe 4 und am anderen Ende auf einem Träger 7 ab, der selbst auf dem vorspringenden
Rand 3 aufliegt. Die Feder (, kann also die Scheibe 4 zum Körper 1 hindrücken.
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Die Scheibe 4, die zwei oder mel,r Zweige haben kann, ist in herkömmlicher
1rt dazu bestimmt, zur Anlage gegen den vorspringenden haiid 8 des Stutzens 9 des
Tankeingangs (nicht gezeigt) Ztl kommen. In herkömmlicher Weise ist der vorspringende
Rand 8 nit Kerben verseilen, die durch Schrägen verlängert sind, die mit der Scheibe
4 zusammenarbeiten, um deren Einfädeln und Aufschrauben entlang der Schrägen beim
Drehen des Tankverschlusses zu ermöglichen, während die Feder 6 sich zusammendrückt.
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Der Körper I ist am Rand seiner Oberfläche, die der Scheibe 4
zugewandt
i L, mit: einer Dichtung 10 versehen, die sich auf einer Schulter 11 des Stutzens
9 abstützt. Der Gasdruck, der im Tank herrscht, legt sich auf die gesamte Oberfläche
des Körpers 1, die zwischen der r Nabe 2 und der Dichtung 10 liegt.
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Solange die Wirkung dieses Druckes durch diese Oberfläche unterhalb
der Kraft bzw. Einstellung (Tarierung) der Feder 6 liegt, bleibt die Dichtung gegen
den Stutzen gedr\129ckt, und es kann keine Verbindung zwischen dem Tank und dem
Äußeren stattfinden. Wenii im Gegensatz dazu der Druck (was durch die Pfeile symbolisiert
ist) derart ansteigt, daß diese Wirkung die Tarierung der Feder überschreitet, wird
der Körper 1 gehoben und entfernt sich von dem Stutzen 3, so daß die Gase, die im
Tank enthalten sind, entsprechend dem Pfeil F entweichen. Sobald der Druck im Tank
sich vermindert, wird die Wirkung der Feder 6 vorherrschend und der Körper 1 kommt
wieder zur Auflage auf die Schulter 11 des Stutzens 9. Die Teile des Verschlusses,
die beschrieben werden, sind bekannt, und ihre Beschreibung ist nur zum Zweck der
Beutlichkeit gegeben worden.
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Der Erfindung entsprechend hat der Körper 1 des Tankverschlusses durchgehende
Leitungen 12, die im Inneren der Nabe 2 münden und mit einer Kammer 13 in Verbindung
stehen, die durch eine Kappe 14 geschlossen wird, die den ganzen Körper 1 abdeckt.
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Die Kammer 13 ist mit einer peripheren Ausnehmung 15 verbunden, die
ihreseits ii. der Außenluft durch seitliche Öffnungen 16 in Verbindung steht. Die
Fläche des Körpers 1, die dem Tank zugewandt ist, weist einen kreiszylindrischen,
durchgebenden Kragen 17 auf, an dem die Leitungen 12 außen münden.
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Im Inneren der Nabe 2 befindet sich eine elastisch verform-Bare, mit
einer Manschette 1 fest verbundene Membran 18, die in der Nabe durch ein zentrales
Teil 20 gehalten wird, das ein Loch 21 aufweist. Die Membran 18 liegt normalerweise
(rechter
Teil der Zeichnung) öuf dem einen Ventilsitz bildenden
Kragen 17 an und hat an ihrer Oberfläche, die im Inneren des Kragens gelegen isl,
eine Öffnung 22.
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Der Druck liii Inneren des Tanks wirkt auf die gesamte Oberfläche
der Membran 18. Solange die Wirkung dieses Druckes auf die Oberfläche der Membran
höher ist als die Einstellung der Membran, bleibt die Membran atif dem Kragen anliegen,
und die Außenluft kann durch die Öffnung 22 nicht in den Tank eindringeti.
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Wenn im Gegensatz dazu diese Wirkung kleiner wird als die Einstellung
der Membran 18, wie es durch den Pfeil D links in der Figur symbolisiert ist, wird
die Membran von dem Kragen 17 abgehoben, u.td die Außenluft dringt in den Tank ein,
indem sie zwiscleii der Membran 18 und dem Kragen 17 durch die Offnung 22 strömt.
Sobald der Druck im Inneren des Tanks ansteigt, legt dieser Druck von netieiii die
Membran 18 auf den Kragen 17, so daß der Druck im Inneren des Tanks automatisch
reguliert wird.
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Zn dem beschriebenen Beispiel itctL der Verschluß keine diebstahlsichere
Schließvorrichtung. Bei der gezeigten Ausführungsform würde das Schloß exzentrisch
in den Verschluß eingebaut werden. Man kann allerdings auch die Ventilationsmembran
exzentrisch einbauen oder sie in der Verlängerung des Schlosses vorsehen.
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Die Verwendung einer Membran, wie in der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
erlaubt es, den inneren Druck des Tanks auf eine sehr große Oberfläche aufzubringen,
was die Empfindlichkeit beachtlich steigert. Außerdem besitzt die benutzte elastische
Membran mechanische Eigenschaften - besonders
eine Elastizität,
Kraft und Einstellbarkeit -, die dauerhaft und konstakt und für die Fabrikation
gleicher Stücke von Bedeutung sind.
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Der Verschluß in der Ausführungsform der Figuren 2 bis 4 ist ein diebstahlsicherer
Verschluß, der mittels eines Zylinderschlosses 30 betätigt wird. Er besitzt einen
Deckel 31, der durch einen rohrförmigen Ansatz 32 verlängert wird, in dem das Zylinderschloß
30 sich dreht. Eine Membran 33 ist zwischen dem Deckel 31 und einem Ring 34, der
an diesem fest ist, gespannt, und diese Membran hat eine zentrale Öffnung 35, durch
welche sich der Ansatz 32 erstreckt.
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In der gezeigten Ausführungsform hat die Fläche des Ringes 34, die
gegen den Deckel 31 gewandt ist, einen Labyrinthgang 36, der von einer Ringe 37
(Fig. 5) begrenzt wird. Der Gang 36 steht mit der Außenluft über einen Eingang 38
in Verbindung und mündet mit seinen anderen Ende in einer ringförmigen Kammer 39,
die von einem Randkragen 40 geschlossen wird, dessen Höhe größer ist als die der
Rippe 37. Der Rand der Öffnung 35 der Membran 33 liegt elastisch und frei so auf
dem Rand 40, daß in Ruhestellung (Fig. 3) der Labyrinthgang geschlossen ist. Die
Fläche des Ringes 34 gegenüber dem Deckel 31 hat eine gegen Wasser schützende Dichtung
41, die auf eine Schulter 42 der Leitung 43 der Tankenführung (Stützen) aufliegt.
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Der Verschluß weist außerdem wie üblich eine Einrichtung auf, die
drehbeweglich an dem Schloß 30 befestigt ist. Diese bewegliche Einrichtung ist aus
einem Ring 44 und einer Kappe 45 zusammengesetzt, die durch einen Splint 46 mit
dem Schloß 30 verbunden ist, wobei eine Schraubenfeder 47 zwischen den Ring und
die Kappe gelegt ist.
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Im Fall eines Überdrucks im Innern des Tanks wirkt sich dieser Überdruck
wie bekannt auf die Vorderseite des Ringes 34 aus, die auf der gegenüberliegenden
Seite des Labyrinthganges liegt, und hebt den festen Teil des Verschlusses in bezllg
auf die bewegliche Einrichtung derart an, daß die Dichtunq 41 nicht mehr auf den
Kragen 42 angedrückt wird und der Gasüberdruck im Tank ins Freie entweichen kann.
Dagegen hält der Druck jin Tnnern tlcs Tanks den Rand der Membran 33 auf den Kragen
40 gepreßt, und der Labyrinthgang 36 bleibt geschlossen (Fig. 3).
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Sobald im Gegensatz dazu ein Unterdruck im Tank entsteht, dessen Größe
durch die Eigenschaften der membran 33 bestimmt ist, hebt die atmosphärische Luft,
die durch den Labyrinthgang ei ngedrungen ist, den Rand der Membran 33 in bezug
auf den Kragen 40 (Fig. 4), und die Außenluft dringt in den Tank ein, um den Druck
aauszugleichen. Der Labyrinthgang verhindert wie bekannt das Eindringen von Feuchtigkeit
in das Innere des Tanks In der Ausführungsform der Figuren 6 und 7 ist der Verschluß
nicht diebstahlsicher. Er besitzt einen Deckel 50, der eine zentrale Nabe 51 aufweist,
an der eine Verriegelungsplatte 52 befestigt ist, die durch Bajonettverschluß eine
Festlegung auf dem Stutzen des Tanks erlaubt (nicht gezeigt). Die innere Fläche
des Deckels 50 hat eine kreisförmige Nut 53, die die Nal>e jl uiii<tibt tnd
durch einen Kragen 54 geschlossen ist. Der Kragen 54 umgibt eine ringförmige Kammer
55, die mit dem Äußeren des Verschlusses durch einen Kanal 56 in Verbindung steht.
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Eine Membran 57, die mit einer zentralen Öffnung 58 versehen ist,
ist an Boden des Deckels 50 untergebracht, und der Rand der Öffnung 58 legt sich
elastisch und frei auf den Kragen
54 auf. Eine Ringdichtung 59,
die mit dem Tankstutzen zusammenarbeitet, ist gegen die Membran 57 angedrückt, wobei
sie sich aber in bezug auf diese beim Verschließen des Stutzens drehen kann. Diese
Drehung kann dadurch erleichtert werden, daß ein Blatt Siliconpapier zwischen die
Membran 57 und die Dichtung 59 gelegt wird (nicht gezeigt).
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Im Fall eines Unterdrucks im Inneren des Tanks, der durch die Eigenschaften
der Membran 57 bestimmt wird, hebt der Außendruck, der über den Kanal 56 und die
Kammer 55 auf die Membran 57 wirkt, diese Membran in 57 von dem Kragen 54 ab, und
die Außeitlutt dringt iii den Tank ein, um hier den gewünschten Minimaldruck wieder
herzustellen.
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Der Verschluß, der iii dt.n Figuren 8 bis 11 gezeigt ist, weist keine
Diebstahlsicherung auf. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung ebenfalls
bei einem diebstahlgesicherten Verschluß verwendet werden.
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Der verschluß besitzt einen Deckel 60, dessen innere Fläche eine Duchtung
61 trägt, die auf einer Schelter 62 der Einfüll-Leitung 63 des Tanks aufliegt. Der
Deckel 60 weist eine zentrale hohle Nabe 64 auf, die von elastischen Klammern mit
ausgewölbten Außenrändern 65 abgeschlossen wird. Der Verschluß hat eine Platte zum
Festsetzen 66, die ohne sich zu drehen über die Nabe 64 gleitet. Eine Schraubenfeder
67 ist zwischen die Platte 66 und einen umgebogenen seitlichen Rand 68 eines Zwischenstücks
69 gelegt, wobei die Schraubenfeder 67 den Rand 68 gegen den Rand 65 drückt.
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In der Nabe 64 ist ein Kanal 70 ausgebildet, der eine Kammer 71 umschließt,
die durch eine Leitung 72 mit dem Äußeren des Verschlusses in Verbindung steht.
Der Kopf 73 eines Ventils
74 gleitet axial in der Kammer 71 mit
seitlicheln Spiel. Das Ventil 74 arbeitet ittit einem Sitz zusammen, der in einer
Metall platte 75 eingerichtet ist, die das Innere der hohlen Nabe 64 verschließt
und Verbindungsöffnungen 76 hat. Das Ventil 74 wird gegen seinen Sitz durch ein?
Schraubenfeder 77 zurückgedrückt.
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Eine elastische Membran 78 ist zwischen das Innere des Deckels 60
und die Platte 75 gespannt und hat eine zentrale Öffnung 79, durch welche niit Sl>iel
der Schaft des Ventils 74 hindurchläuft. Das Zwischenstück 69 hält die Einheit durch
einen Ring 81 fest zusammen, der an dem Stück 69 festliegt und sich im Inneren der
hohlen Nabe 64 befindet. Der Kopf 73 des ventils 74 weist auf seiner rückwärtigen
Seite einen durchlaufenden Kragen 82 auf, der mit der die Öffnung 79 umgebenden
Oberfläche der Membran 78 zur Abdichtung zusammenarbeitet.
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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verschlusses wird nun in bezug
auf die lt ihren 9 bis 11 erklärt In Ruhestellung, die in Figur 9 gezeigt ist, hält
die Feder 77 das Ventil 74 in Anlage auf seinem Sitz gegen die Mittelplatte 75.
Der Kragen 82 stützt sich so auf die Membran 78, daß keine Verbindung zwischen dem
Äußeren und dem Inneren des Tanks besteht.
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Im Fall eines bestimmten Unterdruckes, der im Inneren des Tanks herrscht,
drückt der äußere Druck, der sich unter Zwischenschaltung der Leitung 72, der Kammer
71 und des ringförmigen Spaltes, der zwischen des Kopf 73 des Ventils und der Wand
der Kammer 71 bestellt, atif die Membran 78 auswirkt, diese Membran gegen das Innere
des Tanks. Die Membran 78 hebt
sjch jet.zt vonl Kragen 82 als (Figur
10), und die Außenluft dringt entsprechend dem Pfeil in Figur 10 durch das Loch
79 der Membran 78 und denach durch die Löcher 76 der Metallplatte 75 iii den Tank
ein. Sobald der Druck im Titnern des Tanks wieder ausreichend sich ist, konimt die
Membran 78 wieder ztir Auflage atif den Kragen 82, und der Tank ist wieder abgedichtet.
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liii fall. eines Überdruckes ini Inneren des Tanks, der über einen
bestimmten Wert, der durch die Stärke der Rückholfeder 77 des Ventils 74 festgelegt
ist, hinausgeht, entfernt sich das Ventil von seinem Sitz. Die Membran 78 wird frei
und stützt sich auf das F,nde des Kanals 70 (Figur 11) , das einen festen Anschlag
bildet. Die Überdruckgase im Tank entweichen dann nach außeii entsprechend dem Pfeil
in Figur 11 durch die dffnungen 76, die Öffnung 79, den ringförmigen Spalt zwischen
dem Kopf 7.3 des Ventils 74 und tier Innenwand dt Kanals 70, die Kammer 71 und die
Leitung 72. Sobald der Druck im Innern des Tanks wieder die Stärke der Feder 77
erreicht hat, kehrt das Ventil 74 auf seinen Sitz zurück, und der Tank ist wieder
verschlossen Die Membran 78, die Metallplatte 75, das Ventil 74 und seine leder
77, sowie das Zwischenstück 69 können vorteilhaft zusammengefaßt werden, um eine
Untereinheit zu bilden, die danach in das Innere der Nabe 64 eingeführt wird, wo
sie durch Einklinken der umgekanteten Ränder 65 der Nabe 64 unter dem Zwischenstück
69 gehalten wird. Die Schraubenfeder 77 kann durch eine Hlattfeder (nicht gezeigt)
) ersetzt werden, wodurch der Platzbedarf der Untereinheit verringert wird.
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Die Vorrichtung zur Frischluftzuführung entsprechend der Erfindung
kann nicht nur zentral sondern auch exzentrisch in dem Verschluß angebracht werden.
Diese exzentrische Anordnung kann z.B. bei einem diebstahlgesicherten Verschluß
besonders interessant sein, der ein zentrales, axiales Schloß aufweist.