DE2207210A1 - Brennstoff-Einfüllkappe - Google Patents
Brennstoff-EinfüllkappeInfo
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Description
220721Q
F & E Manufacturing Co.
Brennstoff-Einfüllkappe
Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Einfüllkappe mit Druck-Vakuum-Entlastung.
"Verdampfungsverlustüberwachung" oder "Verdampfungsausströmungsüberwachung"
sind allgemein gebräuchliche Begriffe zur Definition einer Überwachung oder eines Verfahrens zur Überwachung der Kohlenwasserstoffausströmungen
an die Atmosphäre, welche durch Verdampfung des Brennstoffes hervorgerufen sind. In diese Definition sind die auf Verdampfung
beruhenden Verluste von Brennstoffvergasertank-Belüftungssystemen und von Brennstoffbehälter-Belüftungssystemen eingeschlossen.
Wenn eine heiße Maschine abgestellt wird, dann kann die Restwärme in
der Maschine dazu führen, daß die Brennstofftanktemperaturen in einigen
Fällen beispielsweise über 93° C ansteigen. Unter bestimmten klimatischen
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und geographischen Bedingungen ist es nicht unüblich, daß der Brennstofftank
vollständig trockenkocht, wobei die zugehörigen verdampften Kohlenwasserstoffe an die Atmosphäre ausströmen,
Verdampfungsverluste am Brennstofftank können meist in der gleichen
Art auftreten, obwohl die zugeordneten Temperaturen, die damit verbunden sind, etwas herabgesetzt sein können. Wenn ein Brennstofftank
mit einem relativ kühlen Brennstoff aus einem unterirdischen Speichertank
gefüllt und dann unter Bedingungen hoher Umgebungstemperatur stehengelassen wird, so kann sowohl ein Verlust von Brennstoff in
flüssiger Form als auch ein durch Verdampfung bedingter Verlust auftreten» Diese Verluste entstehen entweder durch belüftete Brennstoffbehälter
oder belüftete Brennstoff-Einfüllkappenj diese werden deswegen
angewandt, um einen Bruch des Brennstoffbehälters und/oder Druckunterschiede
zu verhindern, welche die Arbeitsweise der Brennstoffpumpe beeinflussen können.
Es wurde festgestellt, daß die vorbeschriebenen Verluste zehn bis fünfzehn
Prozent der gesamten Kohlenwassers to ff-Abgabe an die Atmosphäre
betragen können, die in Verbindung mit Brennkraftmaschinen auftritt.
Von einigen gesetzgebenden Organen sind Gesetze erlassen worden, die eine Überwachung dieser Verluste vorschreiben,
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Im allgemeinen werden zwei Überwachungssysteme von der lndustr-ie
angewandt. Das erste System wird allgemein als Dampf-Rückgewinnungssystem
bezeichnet} hierin werden die Dämpfe zum Kurbelgehäuse gerichtet, und es wird eine Brennstoff-Einfüllkappe mit Druck-Vakuum-Entlastung
als Vorrichtung zum Schütze des Brennstoffbehälters gegen bauliche Zerstörung aufgrund übermäßiger, während des harten bzw,
schweren Betriebes oder durch Fehlleistung des Systems hervorgerufener Drucke benutzt. Das System wird als ausfallsicher angesehen, da der
Brennstoff-Einfüllkappen-Aufbau die Möglichkeit einer gefährlichen Beschädigung
des Systems ausschaltet«
Das zweite System wird allgemein als Absorptions-Ausscheidungssystem
bezeichnet, und es entspricht dem ersten System mit der Ausnahme, daß
ein Kohle- bzw, Holzkohlebehälter zum Einfangen der Dämpfe für eine spätere Verbrennung benutzt wird. Dieses System verwendet auch eine
Brennstoff-Einfüllkappe mit Druck-Vakuum-Entlastung,
Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine Brennstoff-EinfülJkappe
mit kombinierter Druck- und Vakuum-Entlastung zu schaffen, welche in der Lage ist, sowohl einen Überdruck als auch ein Vakuum in einem
System mit Verdampfungsverlusten oder einem Verdampfungsausströmungsüberwachungssystem
zu entspannen} diese Brennstoff-Einfüllkappe soll
einfach aufgebaut sein und leicht zusammengebaut werden können, und
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sie soll weiterhin wirkungsvoll innerhalb vorbestimmter Grenzen arbeiten.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoff-Einfüllkappe mit Druck-Vakuum-Entlastung
gelöst, welche einen Deckel und einen an diesem fest angebrachten Verschluß- bzw, Verriegelungsbecher sowie eine fest auf- bzw,
in letzterem eingebaute Ventilanordnung umfaßt. Diese Ventilanordnung
umfaßt zusammen- bzw, ineinanderpassende Ventilkörper, und zwar einen oberen und einen unteren Ventilkörper, die aus Kunststoff hergestellt sind.
Ein Druckentspannungsventil und ein zugeordneter Sitz sowie ein Vakuumentspannungsventil
und ein zugeordneter Sitz sind innerhalb der Ventilanordnung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines In den Figuren 1 bis 4 der
Zeichnung dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig, 1 eine vertikale Schnittansicht der Brennstoff-Einfüllkappe
gemäß der Erfindung, wobei die rechte Hälfte dieses Schnitts die Lage der Kappe relativ zum Einfüllstutzen zeigt, wenn die
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Kappe auf letzterem aufgebracht ist;
Fig. 2 einen Teil einer Schnittansicht, welche die linke Hälfte der
Brennstoff-Einfüllkappe während einer Vakuum-Entlastung zeigt;
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Fig. 3 einen Teil einer Schnittansicht der rechten Hälfte der Brennstoff-Einfüllkappe
während einer Druckentlastung} und
Fig« 4 eine teilweise auseinandergezogene Schnittansicht eines Teils
der Brennstoff-Einfüllkappe.
In den Figuren der Zeichnung, insbesondere in Figur 1 ist ein Handgriff
dargestellt, der mit einem Deckel 11 durch Warzenpunktschweißung zusammengefügt
ist. Der Handgriff 10 ist gegenüber den Vertiefungen 12
und irgendwelcher Beschriftung auf dem Deckel 11 so ausgerichtet, daß
der Text nicht durch den Handgriff 10 verdeckt wird.
Ein Verschlußbecher 13, ein Dichtring 14, ein Dichtring 21 und ein Federmetall-Zwischenwandring
16 sind danach zusammengefügt, und der Deckel 11 sowie der Handgriff 10 sind an den Verschlußbecher 13 angeschweißt.
Die Warzenpunktschweißung zur Befestigung des Deckels 11 am Verschlußbecher
13 ist in einer solchen Weise ausgerichtet, daß die Belüftungslöcher 17 im Verschlußbecher 13 stets gegenüber den Lücken oder Räumen 18
im Deckel 11 zu liegen kommen und niemals durch die Vertiefungen 12
versperrt werden, damit, wenn die Vertiefungen 12 nicht genau in bezug
auf die Belüftungslöcher 17 ausgerichtet sind, eine begrenzte Luftströmung durch das Belüftungssystem auftreten kann.
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Der Dichtring 14 wird während des Schweißens etwas zwischen der flachen Oberfläche der Verschlußkappe 13 und der Zwischenwand 16
zusammengedrückt. Ein kreisförmiger Abdichtungsring 19 ist In der
Zwischenwand 16 ausgebildet, damit an dieser Stelle eine Dichtung vorhanden Ist* Die Zwischenwand 16 hat außerdem bei 20 eine herausgedrückte,
kreisförmige Lippe, um die Möglichkeit zu verhindern, daß Material vom Dichtring 14 in Belüftungslöcher 17 herausgedrückt wird,
wodurch die Luftströmung durch die Belüftungslöcher 17 begrenzt würde.
Ein Dichtring 21 ist so ausgebildet bzw« angebracht, daß er sich in der
vorgesehenen Lage frei drehen kann. Wenn die Kappe auf den Einfüllstutzen
22 aufgebracht wird, dann wird der Dichtring 21 an der Stelle zusammengedrückt, wodurch sich eine Dichtung an dieser Stelle um den
gesamten Durchmesser des Einfüllstutzens 22 herum ergibt«
Der Ventllaufbau 25 besteht aus einem oberen Ventilkörper 26 und einem
unteren Ventilkörper 27, einer Druckentlastungsfeder 28, einer Ventilkappe 29, einem Ventilsitz 30, einem Ventil 31 und einer Vakuumentlastungsfeder
32, Die Ventilkörper 26, 27 wie auch das Ventil 31 sind
vorzugsweise aus organischem Kunststoff, wie beispielsweise aus Nylon hergestellt» Der obere und untere Ventilkörper 26 bzw, 27 sind so aufgebaut,
daß es möglich ist, diese Teile gegen die inneren Federkräfte zusammenschnappenzu lassen, und zwar derart, daß die Teile während
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des Schweißens in ihrer Lage bleiben. Der Durchmesser 32a am Ventflkörper
26 und der Durchmesser 33 am Ventilkörper 27 bilden Passungen mit Übermaß bzw. Festsitze. Beide Teile haben hinterschnittene angeformte
bzw. gegossene Durchmesser, die benachbart zu den Durchmessern 32a und 33 sind. Am Ende des Ventilkörpers ist eine Schrägkante 36 zusätzlich
vorgesehen, um eine gewisse Einwärtsführung während des Zusammenbaues zu gewährleisten» Diese Konstruktion gestattet es, die
Teile durch einfache manuelle oder mechanische Mittel zusammenschnappen zu lassen» Die interferierenden Durchmesser und die zugeordneten Hinterschnei
dungsdurchmesser erlauben es den Ventilkörperhälften nicht, sich zu trennen, es sei denn, daß äußere physische Kraft angewandt wird.
Wenn die vorerwähnten Teile in der dargestellten Lage gehalten werden, werden der obere Ventilkörper 26 und der untere Ventilkörper 27 mit
Ultraschall verschweißt, um eine luftdichte Dichtung auszubilden. Die
Ultraschallverschweißung erfordert eine genaue Aufnahme der Teile in einer Haltevorrichtung, jedoch müssen sie nicht in irgendeiner anderen
Weise gehalten werden, welche die richtige Schwingung bzw. Vlbration
der Teile nachteilig beeinflussen würde, was wesentlich für die Funktion bzw. das Ansprechen ist. Wenn die Teile einmal zusammengeschweißt
sind, weisen sie eine luftdichte Verbindung an der Stelle 37 um den gesamten Durchmesser herum auf.
Der Ventilaufbau 25 und ein Dichtring 38 werden hierauf in den Ver-
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schlußbecher 13 eingefügt. Die vier langgestreckten Lappen bzw» Vorsprünge 39 am Verschlußbecher 13 werden dann in die vorgesehene Lage
umgebogen, um den Ventilaufbau 25 im Verschlußbecher 13 zurückzuhalten·
Durch diesen Vorgang wird der Dichtring 38 zwischen der inneren flachen
Oberfläche des Verschlußbechers 13 und der Dichtungswulst 40 auf dem
oberen Ventilkörper 26 zusammengedrückt, so daß eine luftdichte Dichtung ausgebildet wird. Der Brennstoff-Einfüllkappenzusammenbau Ist
nunmehr abgeschlossen.
Wenn die Brennstoff-Einfüllkappe auf den Einfüllstutzen 22 aufgebracht
wird, werden luftdichte Abdichtungen an den Stellen 19 und 23 hervorgerufen. Dadurch wird sichergestellt, daß es nur einen einzigen Luftströmungsweg
vom Inneren des Brennstoffbehälters zur Atmosphäre
oder umgekehrt gibt, welcher durch den Ventilaufbau 25 selbst und die zugeordneten Durchgänge im Deckelteil der Brennstoff-Einfüllkappe
führt.
Das Ventil 31 wird gegen die Unterseite des Sitzes 30 am Durchmesser
des Ventils an der Stelle 41 durch die Feder 32 gehalten« Die Feder 32
Ist schwächer als die Feder 28, und zwar um einen solchen Betrag, daß die Ventilkappe 29 und der Ventilsitz 30 in Kontakt mit dem Dichtungsdurchmesser des Körpers 27 an der Stelle 42 gehalten werden· Der
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—· y —
Ventilsitz 30 weist eine Umbiegung gegenüber der Ventilkappe 29 um
den inneren Durchmesser an der Stelle 42 auf. Diese Umbiegung hält
den Ventilsitz 30 während des Betriebs des Ventilsaufbaus an der Ventilkappe 29 in richtiger Lage, Dieser Umbiegungsvorgang ist jedoch sehr
leicht, so daß dadurch nicht die untere Fläche des Ventilsitzes 30 deformiert wird, wodurch sonst eine Undichtigkeit an der Stelle 41 oder
hervorgerufen werden könnte.
Die Dichtungsflächen an den Stellen 41 und 42 sind sehr kritisch für den
Aufbau, weil dort keine Undichtigkeit durch das Ventil auftreten darf,
bevor nicht die berechneten Druckunterschiedswerte zwischen dem Brennstoffbehälter
und der Atmosphäre erreicht sind. Diese Dichtflächen müssen flach, glatt und frei von irgendwelchen Oberflächenunregelmäßigkeiten
sein. Wegen der vorerwähnten Forderung, den Gesamtaufbau luftdicht
zusammenzuschweißen, und ein Zusammenschnappverfahren für das Zusammenbauen
vorzusehen in Verbindung mit den gewünschten Oberflächenzuständen an den Stellen 41 und 42, werden Kunststoffe als Material für
die Herstellung der Teile 26, 27 und 31 gewählt. Die Oberflächen des
Ventilsitzes 30 (beide Seiten) sind auch wichtig für diese Auslegung bzw,
diesen Aufbau, Sie müssen federnd sein sowie flach und frei von Unvollkommenheiten,
Das dafür ausgewählte Material ist ein Gummi niedriger Härte, Normalerweise werden diese Arten von Teilen aus erhältlichen
Platten- bzw. Tafel werkstoffen durch Stempel bzw. Matrizen ausge-
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schnitten. Es können jedoch auch geformte oder gegossene Ausbildungen
verwendet werden«
Wie bereits vorstehend erläutert, werden luftdichte Abdichtungen an den
Stellen 42, 41 40, 37, 23 und 39 hervorgerufen, wenn sich die Kappe an ihren Ort auf dem Einfüllstutzen 22 befindet, wobei diese Abdichtungen
sicherstellen, daß keine Luft vom Brennstoffbehälter zur Atmosphäre oder
umgekehrt durch die Kappe fließt, ausgenommen durch den Ventilaufbau 25, und zwar auch das nur bei denjenigen Druckunterschieden, welche die
Grenzen überschreiten, für die die Kappe ausgelegt worden ist«
Wenn ein positiver Druckunterschied im Behälter aufgebaut wird, und
dieser einen vorbestimmten Wert erreicht, dann bewegen sich das Ventil 31, der Ventilsitz 30 und die Kappe 29 gegen die Einwirkung der Feder
nach oben. Das Ventil bleibt dann in dieser Lage, bis der Druckunterschied auf einen Wert abfällt, bei dem die Kraft der Feder 28 ausreicht,
um das Ventil in den geschlossenen Zustand zurückzubringen. Die relative
Lage der Teile und der Weg der Druckentlastung bzw. -entspannung durch
die Kappe ist in Figur 3 dargestellt.
Wenn ein negativer Druckunterschied im Behälter aufgebaut wird, dann
bewegt sich das Ventil 31 gegen die Wirkung der Feder 33 nach unten.
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Das Ventil 31 bleibt in dieser Stellung, bis der Druckunterschied auf
den Wert herabgesetzt ist, bei welchem die Kraft der Feder 32 ausreicht, das Ventil in seine geschlossene Stellung zurückzubringen,
in der die Stelle 41 am Sitz 30 anliegt. Die relative Lage der Teile und
der Weg der Vakuumentspannung bzw, -entlastung durch die Kappe sind in Figur 2 dargestellt.
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Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHEΙ·) Brennstoff-Einfüllkappe mit Druck-Vakuum-Entlastung, gekennzeichnet durch ·einen Deckel (11), an dem dazu mittig ein Verschluß- bzw. Verriegelungsbecher (13) fest angebracht ist, wobei zwischen beiden ein Dichtring (14) und ein Zwischenwandring (16) angebracht sind, um eine elastische Kraft auf eine Einfüllöffnung zu erzeugen; eine Ventilanordnung (25), die In dem Verschluß- bzw, Verriegelungsbecher fest einbaubar ist und einen oberen Ventilkörper (26), einen unteren Ventilkörper (27) und eine Vorrichtung zur reibungsmäßigen Verbindung des unteren Ventilkörpers auf dem bzw· am oberen Ventilkörper umfaßt, sowie ein Druckentlastungsventil (28, 30, 42) und einen bzw* mit einem zugeordneten Ventilsitz innerhalb der Ventilanordnung sowie ein Vakuumentlastungsventil (30, 31, 32, 41) und einen bzw, mit einem zugeordneten Ventilsitz Innerhalb der Ventilanordnung,2, Brennstoff-Einfüllkappe gemäß der Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,209847/062 6daß die Vorrichtung zur Verbindung der Ventilkörper (26, 27) miteinander teleskopartig ineinander passende bzw. miteinander in Eingriff tretende Teile (32a, 33) umfaßt.3. Brennstoff-Einfüllkappe gemäß der Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopartig ineinander passenden Teile (32a, 33) miteinander in Eingriff tretende Umfangswülste umfassen, die übereinander schnappen können bzw. eine Einschnappverbindung bilden.4. Brennstoff-Einfüllkappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Umfangswülste, vorzugsweise beide, einen hinterschnittenen Teil aufweisen,5. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Schrägkante (36) an einer der Umfangswände der Ventilkörper zur Erleichterung des Zusammenbaues mit der anderen Umfangswand.6. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,2098A7/0626daß der obere und untere Ventilkörper (26, 27) aus Kunststoff bestehen.7. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß der obere und untere Ventilkörper durch UI traschall schweißung verbunden sind.8. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß der Verschluß- bzw. Verriegelungsbecher (13) gebogene Teile (39) umfaßt bzw. aufweist, um die Ventil anordnungen (25) innerhalb des Verschluß- bzw. Verriegelungsbechers fest- bzw. zurückzuhalten.9. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß das Druck-Entlastungsventil ein Druckventil (30, 42) mit einem ersten Ventilteil (30) umfaßt sowie eine Federanordnung (28), welche das Druckventil in einer Richtung mit einem nachgiebigen Druck beaufschlagt, wobei der untere Ventilkörper (27) einen Ventilsitz umfaßt bzw. aufweist.'10#l Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,209847/0626— ^ *■"ASdaß das Vakuum-Entlastungsventil ein Vakuumventilteil (31) umfaßt, sowie eine Feder (32), welche das Vakuumventilteil nachgiebig gegen das erste Ventil teil (30) drückt,11. Brennstoff-Einfüllkappe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,daß die Federanordnung (28) und/oder die Feder (32) eine Druckfeder ist bzw. aufweist, welche zwischen den Ventilkörper (26 bzw. 27) und das Ventilteil (30 bzw. 31) eingefügt ist.12. Brennstoff-Einfüllkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,daß die Vorrichtung zur reibungsmäßigen Verbindung des unteren mit dem oberen Ventilkörper (27 bzw. 26) so ausgebildet ist, daß eine luftdichte Dichtung (37) entsteht.209847/0626/6Leerseite
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