EP1861274B1 - Belüftungseinrichtung, insbesondere für fluidspeichernde behältnisse wie tanks - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung, insbesondere für fluidspeichernde Behältnisse wie Tanks, mit einem an einer Öffnung des Behältnisses anbringbaren Verbindungsteil zur Bildung einer luft- und/oder fluidführenden Verbindung zwischen dem Inneren des Behältnisses und der Umgebung, wobei diese Verbindung mittels einer labyrinthartigen Dichtung aus einem System aus Dichtungsgängen zumindest gegen einen Durchtritt von Eindringmedien, wie Wasser und/oder Reinigungschemikalien, wirksam abgedichtet ist, jedoch nicht gegenüber einem Luftaustausch für die eigentliche Belüftung, und wobei innerhalb der Verbindung ein Filterelement angeordnet ist.
• Belüftungseinrichtungen dieser Art sind bekannt, vgl. WO 98/22363 A1 und 2004/035343 A1 . Derartige Tank-Belüftungseinrichtungen verhindern, dass aus der Umgebung verschmutzende Eindringmedien in das mit dem Tank beginnende hydraulische System eindringen können, dass jedoch der erforderliche Luftaustausch stattfinden kann. Eine ungeeignet ausgelegte Behälterbelüftung könnte eine zusätzliche Belastung des Hydrosystemes verursachen und somit beispielsweise zu verkürzten Standzeiten von im Hydrosystem befindlichen Systemfiltern führen. Insbesondere sollen die Tank-Belüftungseinrichtungen mit ihren Filtern Feststoffpartikel aus Luft effizient abscheiden, die in den Tank gegebenenfalls nachströmt.
• Bekanntermaßen werden Tank- und/oder Motorverschmutzungen, die sich bei den praktischen Einsätzen ergeben, regelmäßig durch Reinigungsmaßnahmen mittels Dampfstrahlgeräten unter Hochdruck beseitigt, mit der Folge, dass Eindringmedien, wie Wasser und/oder Reinigungschemikalien, ins Innere der Belüftungseinrichtung und mithin ins Tankinnere eintreten können, was für die Qualität des bevorrateten Fluids im Tank ausgesprochen nachteilig ist, insbesondere wenn Verschmutzungspartikel über das Fluid noch mit eingespült werden.
• Im Hinblick auf diese Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Belüftungseinrichtung zu schaffen, die dahingehend verbessert ist, dass sie trotz einer besonders einfachen, kostengünstig herstellbaren Bauweise eine sichere Abdichtung gegenüber Eindringmedien jedweder Art gewährleistet, ohne jedoch einen erforderlichen Luftaustausch zu verhindern.
• Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Belüftungseinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
• Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 Dichtungsgänge des labyrinthartigen Dichtungssystems in einer vom Verbindungsteil der Einrichtung gesonderten Belüftungskammer vorgesehen sind, die zudem auch den Sitz für ein in die Belüftungseinrichtung integriertes Filterelement bildet, vereinfacht sich die Herstellung der Einrichtung in hohem Maße, weil die eigentlichen Funktionselemente nicht sämtliche in das Verbindungsteil eingebaut sein müssen, sondern an einer gesonderten Kammer vorgesehen sind, die als speziell der Belüftung und Abdichtung dienendes Bauteil gestaltet ist. Der Verbindungsteil kann daher als auf seine eigentliche Funktion als verschließbares Eingangsteil der Tanköffnung ausgerichtetes, verhältnismäßig einfaches Bauteil mit einem oder mehreren Fluid-Anschlussstutzen gestaltet sein. Gleichzeitig eröffnet sich die Möglichkeit, in konstruktiv einfacher Weise eine Mehrzahl von ein labyrinthartiges System bildenden Dichtungsgängen an dem gesonderten Bauteil der Belüftungskammer auszubilden, einschließlich des Filterblattes, das erfindungsgemäß so eingebaut ist, dass es als Trennwand zwischen zwei nebeneinander liegenden Dichtungsgängen fungiert, was zu einer weiteren Vereinfachung der Bauweise beiträgt.
• In vorteilhafter Weise kann der in der Belüftungskammer für das Filterblatt vorgesehene Sitz so ausgebildet sein, dass er das Filterblatt an näherungsweise seinem gesamten Umfang randseitig fixierend einfasst. Dadurch, dass das Filterblatt so einen festgelegten Bestandteil der Belüftungskammer bildet, vereinfacht sich die Montage der Einrichtung, weil beim Zusammenbau lediglich ein einteiliges Bauteil am Verbindungsteil anzubringen ist.
• Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Verbindungsteil für seine Anbringung am Behältnis, also speziell an einer Tanköffnung, einen Befestigungsflansch mit einer Dichtfläche für ein den Umfangsbereich des Flansches gegenüber dem Rand der Öffnung des Behältnisses abdichtendes Dichtelement aufweist, kann die Anordnung so getroffen sein, dass der Flansch im Abstand von seinem Umfangsbereich zumindest einen das Dichtelement umgehenden inneren Durchgang aufweist; der vom Inneren des Behältnisses zu einem ersten Dichtungsgang des labyrinthartigen Systems führt.
• Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel ist der mit dem Durchgang in Verbindung stehende erste Dichtungsgang vorzugsweise am Verbindungsteil ausgebildet und erstreckt sich zur Dichtungsebene des Flansches senkrecht entlang einer am Verbindungsteil seitlich vorgesehenen Anbringebene, an der die Belüftungskammer anbringbar ist, vorzugsweise durch Verschrauben.
• Bei der Belüftungskammer kann es sich um ein einseitig offenes Gehäuse von im Großen und Ganzen rechteckförmiger Gestalt handeln, dessen offene Seite mit Zwischenlage einer Abdichtung an der Anbringebene des Verbindungsteiles anbringbar ist.
• Dadurch, dass erfindungsgemäß wesentliche Elemente der Belüftungseinrichtung durch eine am Verbindungsteil anbringbare Belüftungskammer gebildet sind, lässt sich auf konstruktiv einfache Weise ein labyrinthartiges Dichtungssystem mit vier nebeneinander liegenden Dichtungsgängen verwirklichen, sodass eine besonders hohe Sicherheit gegen einen Durchtritt von Fremdmedien gewährleistet ist.
• Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Anbringebene für die Belüftungskammer an einem nach außen vorstehenden Ansatz vorgesehen, der sich vom Hauptkörper des Verbindungsteiles, d. h. einem zentralen, hohlzylindrischen Hülsenteil des Verbindungsteils, radial nach außen weg erstreckt, sodass der die Anbringebene für die Belüftungskammer bildende Teil der Außenwand des Verbindungsteiles gegenüber dem Hülsenteil nach außen hin abgesetzt ist, wobei dieser die Anbringebene bildende Wandteil eine ebene Innenfläche aufweist, die in einem Abstand von der zugekehrten Außenfläche des Hülsenteiles verläuft, sodass dazwischen ein den ersten Dichtungsgang bildender Zwischenraum gebildet wird, der am vom Flansch entfernten Ende geschlossen und an dem dem Flansch benachbarten Ende offen und mit dem Durchgang im Flansch in Verbindung ist.
• Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Es zeigen: '

Fig. 1

einen Schnitt eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung, entsprechend der in Fig. 2 mit I-I gekennzeichneten Schnittebene und

Fig. 2

eine gegenüber Fig. 1 in kleinerem Maßstab gezeichnete Draufsicht des Ausführungsbeispieles.

• In der Zeichnung ist mit der Bezugszahl 1 ein Verbindungsteil als Ganzes bezeichnet, bei dem es sich um ein metallisches Druckgussteil handelt, das einen zentralen Hülsenteil in Form eines runden Hohlkörpers 3 aufweist, der sich von einem oberen, offenen Ende 5 zu einem unteren Befestigungsflansch 7 erstreckt. Durch Verschrauben mittels nur in Fig. 2 sichtbaren Schraubenlöchern 9 ist der Flansch 7 an einer Öffnung eines in der Zeichnung nicht dargestellten Tanks mit der Tankwand verschraubbar, wobei der Rand der Öffnung gegenüber dem Flansch 7 mittels eines Dichtelementes 11 abgedichtet ist, das sich längs einer Dichtfläche 13 am Umfangsbereich des Flansches 7 erstreckt. Das dem Flansch 7 abgekehrte, obere Ende 5 des Verbindungsteiles 1 ist mittels eines Schraubdeckels 15 und einer Deckeldichtung 17 dicht verschließbar. Im Zentralbereich der Oberseite des Schraubdeckels 15 befinden sich vier vorstehende Erhebungen 19, die in der bei solchen Deckeln üblicher Anordnung und Gestaltung Angriffsflächen für eine Drehhandhabe bilden.
• Bei dem hier aufgezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Hülsenteil 3 des Verbindungsteiles 1 in der Nähe des unteren Endbereiches 21 des Hülsenteiles 3 an dessen Innenwand eine radial nach innen vorspringende Ringschulter 23 als Sitz für einen Tank-Top-Filter 25, der mittels einer zwischen Schraubdeckel 15 und Filterkörper 27 eingespannten Druckfeder 29 über einen dazwischen eingesetzten O-Ring 31 an die Ringschulter 23 angelegt ist. Als Zulauf für Fluid zum Innenraum des Hülsenteiles 3 und damit zur Außenseite des Filterkörpers 27 weist der Verbindungsteil 1 einen seitlichen Anschlussstutzen 33 mit Innengewinde 35 auf.
• Auf der dem Anschlussstutzen 33 diametral entgegengesetzten Seite weist der Verbindungsteil 1 einen vom Hülsenteil 3 weg radial nach außen vorstehenden Ansatz 37 auf, der an seiner Außenfläche eine Anbringebene 39 definiert, die eine Anlagefläche für das Anbringen einer Belüftungskammer 41 bildet. Die Belüftungskammer 41 ist mittels einer in eine Gewindebohrung 44 im Ansatz 37 eingeschraubten Halteschraube 43 an der Anbringebene 39 fixierbar, wobei eine Dichtung 45 zur Abdichtung gegenüber der Anlagefläche an der Anbringebene 39 vorgesehen ist.
• Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, verbleibt zwischen dem inneren Längsrand des Dichtelementes 11 und dem Endbereich 21 des Hülsenteiles 3 eine Eintrittstelle 47 für die Verbindung zwischen dem Inneren des Behältnisses oder Tanks und der Belüftungseinrichtung. Diese Verbindung ist durch einen Durchgang 52 gebildet, der sich im Inneren des Flansches 7 entlang des Außenumfanges des Endteiles 21 des Hülsenteiles 3 erstreckt. Wie bereits erwähnt, ist die Belüftungskammer 41 der Belüftungseinrichtung an einem nach außen vom Hülsenteil 3 abgesetzten Ansatz 37 angebracht. Die Innenfläche 49 des nach außen versetzten Wandteiles,- welcher die Anbringebene 39 bildet, befindet sich somit in einem Abstand von der Außenfläche 51 des Hülsenteiles 3, sodass ein erster Dichtungsgang 53 zwischen ihnen gebildet wird, der sich an den Durchgang 52 anschließt und somit unter Umgehung des Dichtelementes 11, siehe Eintrittsstelle 47, mit dem Inneren des Behältnisses oder Tanks in Verbindung ist.
• Der Wandteil 55, dessen Innenfläche 49 den ersten Dichtungsgang 53 begrenzt, weist in seinem oberen, vom Flansch 7 entfernt gelegenen Bereich einen Durchlass 57 auf, der zu einem zweiten Dichtungsgang 59 führt, der sich, ebenso wie der erste Dichtungsgang 53 im Wesentlichen senkrecht zur Dichtungsebene des Flansches 7 und im Wesentlichen parallel zum ersten Dichtungsgang 53 neben diesem erstreckt. Dieser zweite Dichtungsgang 59, der einerseits vom Wandteil 55 begrenzt ist, grenzt andererseits an ein im Umriss rechteckförmiges Filterblatt 61 an, das an einem die Gewindebohrung 44 im Wandteil 55 umgebenden Vorsprung 63 mit seiner einen Breitseite anliegt, während die andere Breitseite des Filterblattes 61 an einem Vorsprung 65 an einer im Abstand vom Filterblatt 61 parallel zu diesem verlaufenden Innenwand 67 der Belüftungskammer 41 anliegt. Das so im Abstand sowohl vom Wandteil 55 als auch der Innenwand 67 gehaltene Filterblatt 61 bildet somit zusammen mit der Innenwand 67 einen dritten Dichtungsgang 69, der wiederum parallel zum zweiten Dichtungsgang 63 verläuft, wobei die Verbindung zwischen den letztgenannten Dichtungsgängen durch den durch das Filterblatt 61 hindurch erfolgenden Fluiddurchgang gegeben ist.
• Wiederum im oberen Bereich bildet die Innenwand 67 einen Durchlass. 71 zu einem Zwischenraum zwischen Außenseite der Innenwand 67 und Innenseite der Außenwand 73 der Belüftungskammer 41, wodurch ein vierter Dichtungsgang 73 gebildet wird, mit ähnlicher Lageorientierung wie die daneben liegenden Dichtungsgänge, wobei der vierte Dichtungsgang 73 ein unteres, zur Umgebung hin offenes Ende 77 besitzt.
• Bei an der Anbringebene 39 angeschraubter Belüftungskammer 41 ist das Filterblatt 61 in seinem etwa zentral gelegenen Bereich durch Anlage am Vorsprung 63 am Wandteil 55 gehalten. Auch bei von dem Verbindungsteil 1 abgenommener Belüftungskammer 41 ist das Filterblatt 61 an der Belüftungskammer 41 fixiert. Zu diesem Zweck ist der im Bereich des offenen Endes der Belüftungskammer 41 für das Filterblatt 61 vorgesehene Sitz 79 so gestaltet, dass er das Filterblatt 61 über dessen praktisch gesamten Umfangsbereich mit solcher Passung einfasst, dass der Sitz 79 für das Filterblatt 61 fixierend wirkt. Für den Montagevorgang bildet somit das Filterblatt 61 zusammen mit der Belüftungskammer 41 ein einheitliches Bauteil, das durch Verschrauben mittels der Halteschraube 43 an dem die Anbringebene 39 definierenden Wandteil 55 befestigbar ist. Dabei erstreckt sich die Halteschraube 43 durch etwa im Zentralbereich der Belüftungskammer 41 gelegene Durchgangsbohrungen in der Außenwand 75 sowie der Innenwand 67 in die Gewindebohrung 44 hinein. Wie der Vergleich der Figuren 1 und 2 zeigt, ist die Belüftungskammer 41 im Umriss im. Großen und Ganzen rechteckförmig, in Entsprechung zu dem rechteckförmigen Umriss des darin aufgenommenen Filterblattes 61. Wie der Verbindungsteil 1 ist die Belüftungskammer 41 als metallisches Druckgussteil hergestellt. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind im Hinblick hierauf die den ersten Dichtungsgang 53 und den vierten Dichtungsgang 73 begrenzenden Wände zur Begünstigung der Ausformvorgänge ganz leicht divergierend. Wie aus Fig. 1 ebenfalls erkennbar ist in Entsprechung hierzu auch der Hülsenteil 3 an seiner Innenfläche entsprechend geformt, sodass sich die lichte Weite des inneren Hohlraumes des Hülsenteiles 3, ausgehend vom oberen, dem Verschlussdeckel 15 benachbarten Ende 5, bis zur Ringschulter 23 hin, in ganz geringem Maße verringert.

Claims (12)

1. Belüftungseinrichtung, insbesondere für fluidspeichernde Behältnisse wie Tanks, mit einem an einer Öffnung des Behältnisses anbringbaren Verbindungsteil (1) zur Bildung einer luft- und/oder fluidführenden Verbindung zwischen dem Inneren des Behältnisses und der Umgebung, wobei diese Verbindung mittels einer labyrinthartigen Dichtung aus einem System aus Dichtungsgängen (53, 59, 69, 73) zumindest gegen einen Durchtritt von Eindringmedien, wie Wasser und/oder Reinigungschemikalien, wirksam abgedichtet ist, jedoch nicht gegenüber einem Luftaustausch für die eigentliche Belüftung, und wobei innerhalb der Verbindung ein Filterelement (61) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Dichtungsgänge an einer am Verbindungsteil (1) lösbar anbringbaren Belüftungskammer (41) ausgebildet ist und dass diese einen Sitz (79) für das als Filterblatt (61) ausgebildete Filterelement aufweist, in dem das Filterblatt so gehalten ist, dass es mit zumindest einem Teil seiner beiden Breitseiten eine Trennwand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Dichtungsgängen (59, 69) bildet, die sich in zumindest näherungsweise zueinander parallelen Hauptrichtungen nebeneinanderliegend erstrecken.
2. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (79) in der Belüftungskammer (41) das Filterblatt (61) an näherungsweise seinem gesamten Umfang randseitig fixierend einfasst.
3. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (1) für seine Anbringung am Behältnis einen Befestigungsflansch (7) mit einer Dichtfläche (13) für ein den Umfangsbereich des Flansches (7) gegenüber dem Rand der Öffnung des Behältnisses abdichtendes Dichtelement (11) aufweist und dass der Flansch (7) im Abstand von seinem Umfangsbereich zumindest einen unter Umgehung des Dichtelementes (11) vom Inneren des Behältnisses zu einem ersten Dichtungsgang (53) des labyrinthartigen Systems führenden Durchgang (52) aufweist.
4. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtungsgang (53) am Verbindungsteil (1) ausgebildet ist und sich in zur Dichtungsebene des Flansches (7) senkrechter Richtung entlang einer am Verbindungsteil (1) seitlich vorgesehenen Anbringebene (39) erstreckt, an der die Belüftungskammer (41) anbringbar ist.
5. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungskammer (41) durch Verschrauben an der Anbringebene (39) des Verbindungsteiles (1) befestigbar ist.
6. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungskammer (41) ein einseitig offenes Gehäuses von im Großen und Ganzen rechteckförmiger Gestalt ist, dessen offene Seite mit Zwischenlage einer Abdichtung (45) an der Anbringebene (39) des Verbindungsteiles (1) anbringbar ist.
7. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Breitseite des Filterblattes (61) und der die Anbringebene (39) der Belüftungskammer (41) bildende Teil (55) der Außenwand des Verbindungsteiles (1) einen zwischen ihnen befindlichen zweiten Dichtungsgang (59) begrenzen und dass die den ersten Dichtungsgang (53) vom zweiten Dichtungsgang (59) trennende Außenwand des Verbindungsteiles (1) mindestens einen Durchlass (57) aufweist.
8. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Breitseite des Filterblattes (61) und eine im Abstand zu dieser parallel verlaufende, innere Zwischenwand (67) der Belüftungskammer (41) zwischen sich einen dritten Dichtungsgang (69) begrenzen und dass die Zwischenwand (67) einen Durchlass (71) aufweist.
9. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (67) und die im Abstand von ihr befindliche Außenwand (75) der Belüftungskammer (41) zwischen sich einen vierten Dichtungsgang (73) begrenzen, der an seinem dem Flansch (7) des Verbindungsteiles (1) zugewandten Ende (77) offen und über den Durchlass.(71) in der Zwischenwand (67) mit dem dritten Dichtungsgang (69) in Verbindung ist.
10. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (57, 71) zwischen aufeinanderfolgenden Dichtungsgängen jeweils in deren vom Flansch (7) des Verbindungsteiles (1) entfernt gelegenen Bereich vorgesehen sind.
11. Belüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (1) einen zentralen, runden Hülsenteil (3) aufweist, der ein durch einen Verschlussdeckei (15) verschließbares, vom Flansch (7) entfernt gelegenes Ende (5) und in einem dem Flansch (7) näher gelegenen Bereich an der Innenwand eine radial nach innen vorspringende Ringschulter (23) zur Bildung eines Sitzes für einen in dem Behältnis aufnehmbaren Tank-Top-Filter (25) aufweist.
12. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der die Anbringebene (39) für die Belüftungskammer (41) bildende Teil (55) der Außenwand des Verbindungsteiles (1) an einem vom Hülsenteil (3) weg radial nach außen vorstehenden Ansatz (37) vorgesehen ist, wobei der die Anbringebene (39) bildende Wandteil (55) eine ebene Innenfläche (49) aufweist, die in einem Abstand von der zugekehrten Außenfläche (51) des Hülsenteiles (3) verläuft, sodass dazwischen ein den ersten Dichtungsgang (53) bildender Zwischenraum gebildet wird, der am vom Flansch (7) entfernten Ende geschlossen, an dem dem Flansch (7) benachbarten Ende offen und mit dem das Dichtelement (11) umgehenden Durchgang (52) in Verbindung ist.

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