DE4105088A1 - Tankentlueftungsventil - Google Patents
TankentlueftungsventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Tankentlüftungsventil zur
Abführung von sich in einem Tank ansammelnden Gasen mit
einem Gehäuse, in welchem eine Einlaßkammer mit einem
Einführungsstutzen und einer Auslaßkammer mit einem
Ableitungsstutzen verbunden sind und in welchem in dem
Durchgang zwischen den Kammern eine diese trennende Membran
angeordnet ist, die von einer Druckfeder, die sich über
einen Stützteller auf ihr abstützt, gegen eine offene
Stirnwand der Einlaßkammer in Schließstellung vorgespannt
ist und den Durchgang öffnet, wenn der Druck in der
Einlaßkammer einen vorgewählten Wert übersteigt.
Bei bekannten Entlüftungsventilen dieser Gattung (EP
03 18 978 A1) sind einerseits die Feder in der Auslaßkammer
und andererseits der verengte Übergangskanal vor der
Einlaßkammer angeordnet. Diese bekannten Entlüftungsventile
weisen einen hohen Strömungswiderstand auf. Die Membran
öffnet den Durchgang zwischen den Kammern nur sehr
geringfügig, wobei sie ständig zwischen Öffnungsstellung und
Schließstellung flattert, sobald der Druck in der
Einlaßkammer einen Überdruck mit einem vorgewählten Wert
übersteigt. Sobald der Druck in der Einlaßkammer, der auf
die Membran einwirkt, nach deren Öffnen zur Auslaßkammer hin
wieder auf den vorgewählten Überdruckwert oder einen
geringfügig darunter gelegenen Wert abgenommen hat, sperrt
die Membran erneut den Durchgang zwischen den Kammern. Dies
führt bei den bekannten gattungsgemäßen Tankentlüftungs
ventilen zu einem quasi-labilen Zustand im Bereich des
vorgewählten Überdruckwertes, in welchem sich die Membran
ständig öffnet und schließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tankentlüftungsventil der
eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß die
Membran nach ihrem Öffnen auch dann noch geöffnet bleibt,
wenn der von der Einlaßkammer her auf sie wirkende Druck
unter den vorgewählten Überdruckwert fällt, und erst wieder
schließt, wenn dieser Druck einen zweiten vorgewählten,
wesentlich niedrigeren Überdruckwert erreicht, so daß ein
labiler Zustand der Membran, in welchem diese ständig nur
geringfügig öffnet und schließt, mit Sicherheit
ausgeschlossen ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung,
ein solches Tankentlüftungsventil derart zu gestalten, daß
die Membran einen höheren Druck im Tank als bisher üblich
aufrecht erhalten kann, um dort die Gase unter Druck zu
halten, bis die Membran dann öffnet und einen weitgehenden
Druckabbau zuläßt, und zwar nicht nur bei Motorstillstand,
sondern auch während des Motorbetriebs, wenn am
Ableitungsstutzen kein stationärer Druckzustand herrscht,
vielmehr Unterdruckschwankungen auftreten.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einem
Tankentlüftungsventil der eingangs genannten Gattung vor
gesehen, daß zwischen Auslaßkammer und Ableitungsstutzen ein
verengter Übergangskanal angeordnet ist, dessen Kanaldurch
messer wesentlich geringer als der Innendurchmesser des
Ableitungsstutzens ist. Dabei ist vorteilhafterweise weiter
hin vorgesehen, daß der Kanaldurchmesser des Übergangskanals
zwischen ca. 25% und ca. 75%, insbesondere ca. 40% und ca.
60% und bevorzugt 50% des Innendurchmessers des Ableitungs
stutzens aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt bei einem
Innendurchmesser des Ableitungsstutzens von ca. 4 mm der
Kanaldurchmesser des Übergangskanals zwischen ca. 1 mm und
ca. 3 mm, und bevorzugt zwischen ca. 1,1 mm und 2 mm. Bei
einem Innendurchmesser des Ableitungsstutzens von ca. 6 mm
liegt der Kanaldurchmesser des Übergangskanals bevorzugt bei
etwa 3 mm.
Die dritte Gehäusekammer, in welcher die Druckfeder
angeordnet ist, ist vorteilhafterweise durch eine
Belüftungsöffnung zur Umgebung hin offen oder bevorzugt
durch einen Belüftungskanal mit dem Ableitungsstutzen direkt
verbunden. Bei Motorstillstand herrscht Umgebungsdruck in
der Auslaßkammer. Im Motorbetrieb, z. B. im Motorleerlauf
bildet sich jedoch in dem Ableitungsstutzen ein in seiner
Höhe schwankender Unterdruck aus, der in die Auslaßkammer
fortwirkt und somit Einfluß auf die Öffnungscharakteristik
der Membran und Druckfeder nimmt, da in der dritten
Gehäusekammer unverändert Umgebungsdruck herrscht. Wenn, wie
bei der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die dritte
Gehäusekammer über einen eigenen Belüftungskanal mit dem
Ableitungsstutzen stromabwärts des verengten
Übergangskanals, d. h. auf dessen von der Auslaßkammer
abgelegenen Seite verbunden ist, wird ein solcher negativer
Einfluß auf die Schließcharakteristik der Membran und der
Druckfeder vermieden, da dann in der dritten Gehäusekammer
und dem Ableitungsstutzen immer etwa gleiche Drücke
herrschen und sich im stationären Zustand bei geschlossener
Membran somit in der Auslaßkammer und der dritten
Gehäusekammer gleich hohe Drücke bilden. Wenn der Druck in
der Einlaßkammer den vorbestimmten Wert übersteigt und die
Membran öffnet, breitet sich dieser Druck ebenfalls in die
Auslaßkammer aus, d. h. er wirkt dann auf eine wesentlich
vergrößerte Membranfläche. Die Druckfeder kann somit die
Membran erst wieder schließen, wenn der Druck in der
Einlaßkammer und der Auslaßkammer, die miteinander in
Verbindung stehen, unter einen weit geringeren Wert fällt.
Der zeitliche Verlauf des Druckabfalls wird dabei von dem
verengten Übergangskanal wesentlich beeinflußt, der zur
Bildung eines Staudruckes führt, dessen Höhe wesentlich von
dem spezifischen Strömungsvolumen des Gas-Luftgemisches
abhängt.
Der Öffnungsdruck, bei dem die Membran öffnet, ergibt sich
aus dem Quotienten aus der Öffnungskraft, die die
Schließkraft der Schließfeder übersteigt, und dem
Durchmesser der Querschnittsfläche der Membran, die zum
zylindrischen Rohr hin gerichtet ist. Der Schließdruck, bei
welchem die Membran wieder schließt, ergibt sich aus dem
Quotienten der Kraft, die unter die Schließkraft der
Schließfeder fällt, und der Querschnittsfläche der gesamten
Membran, d. h. der Summe aus der zum zylindrischen Rohr hin
gerichteten Querschnittsfläche und der zur Auslaßkammer hin
gerichteten Querschnittsfläche der Membran.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäß vorgesehenen
verengten Übergangskanals zwischen Auslaßkammer und
Ableitungsstutzen besteht darin, daß über die Größe von
dessen Querschnittsfläche das Verhältnis von Luftdurchfluß
in Liter pro Stunde zu dem in der Auslaßkammer herrschenden
Druck in mm Wassersäule in vorbestimmter Weise eingestellt
werden kann.
Ein wesentlicher Effekt der Erfindung besteht darin, daß ein
ständiges Öffnen und Schließen der Membran auf einfache
Weise vermieden ist und die zeitlichen Abstände zwischen
einem Öffnen und darauffolgenden Schließen der Membran
wesentlich beeinflußt werden können zum einen durch die
Verhältnisse der Querschnittsflächen der Membran und zum
anderen durch die Wahl der Größe der Querschnittsfläche des
verengten Übergangskanals zur Staudruckbildung in
Abhängigkeit vom spezifischen Strömungsvolumen des
Luft-Gas-Gemisches.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten
Ausführungsform eines Tankentlüftungsventils und
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer weiteren
Ausführungsform eines Tankentlüftungsventils.
Nach Fig. 1 umfaßt das Tankentlüftungsventil ein Gehäuse 10,
in dessen oberen Teil eine Einlaßkammer 12 ausgebildet ist,
die mit einem Einführungsstutzen 14 in Verbindung steht. Die
Einlaßkammer 12 setzt sich in ihrer zum Einführungsstutzen
14 entgegengesetzten Wand in einem zylindrischen Rohr 32
fort. Um das zylindrische Rohr 32 herum ist eine
Auslaßkammer 16 in Form einer Ringkammer ausgebildet, die in
einem oberen Endbereich in einen Ableitungsstutzen 18
übergeht.
Eine Membran 20 ist gegen die freie Stirnwand des
zylindrischen Rohres 32 der Einlaßkammer 12 durch eine
Druckfeder 22 vorgespannt, die in einer dritten
Gehäusekammer 34 außerhalb der Einlaßkammer 12 und
Auslaßkammer 16 angeordnet ist und über einen Stützteller 24
Druck auf die Membran 20 überträgt.
Im Übergangsbereich zwischen Auslaßkammer 16 und
Ableitungsstutzen 18 ist ein verengter Übergangskanal 28
angeordnet, dessen Kanaldurchmesser in vorgewählter Weise
kleiner als der Innendurchmesser des Ableitungsstutzens 18
ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der verengte
Übergangskanal 28 in einer verdickten Gehäusewandung 30
ausgebildet, die in den Ableitungsstutzen 18 übergeht.
Bei der beispielsweise dargestellten Ausführungsform beträgt
der Innendurchmesser des Einführungsstutzens 14 ca. 3 mm,
derjenige des Ableitungsstutzens 18 ca. 6 mm und derjenige
des dargestellten verengten Übergangskanals 28 3 mm.
Der Innendurchmesser des zylindrischen Rohres 32 der
Einlaßkammer 12 beträgt ca. 6 mm, während bei der als
Ringkammer ausgebildeten Auslaßkammer 16 der innere
Durchmesser etwa 8 mm und der äußere Durchmesser etwa 30 mm
beträgt. Hieraus ergibt sich ein Verhältnis der vom
zylindrischen Rohr 32 her beaufschlagten Fläche und der von
der Ringkammer 16 her beaufschlagten Fläche der Membran 20
von ca. 1 zu 5. Dabei ist zu beachten, daß die Membran 20
durch die Stützteller 24 abgestützt ist. Der Durchmesser des
Stütztellers 24 ist etwa viermal so groß wie derjenige des
zylindrischen Rohres 32, so daß sich ein Verhältnis der vom
Druck beaufschlagten Flächen von wenigstens 1 : 4 ergibt.
Durch Vorwahl des Durchmessers des verengten Übergangskanals
28, d. h. eines sogenannten Restriktionsdurchmessers im
Übergang von der Auslaßkammer 16 zum Ableitungsstutzen 18
kann eine vorgewählte Abhängigkeit eines Druckwertes in der
Auslaßkammer 16 vom Luftdurchfluß in Liter pro Stunde
eingestellt werden. Da die Auslaßkammer 16 als Ringkammer um
das zylindrische Rohr 32 der Einlaßkammer 12 angeordnet ist
und der Bodenbereich der Ringkammer ebenso wie des Rohres
von der Membran 20 abgedeckt wird, wirkt der Druck in der
Ringkammer ebenso auf die Membran 20 in deren Öffnungsrich
tung ein wie der Druck im zylindrischen Rohr 32 der
Einlaßkammer 12. Solange somit ein Luftdurchfluß
vorgewählter Größe vom zylindrischen Rohr 32 in die
Ringkammer der Auslaßkammer 16 und von dort durch den
verengten Übergangskanal 28 in den Ableitungsstutzen 18
austritt, bleibt die Membran auch dann geöffnet, wenn der
Druck im zylindrischen Rohr 32 unter denjenigen
Überdruckwert fällt, bei
welchem die Membran 20 erst öffnet, solange in der
Auslaßkammer 16 der Umgebungsdruck herrscht. Hierbei wird
unterstellt, daß auch in der dritten Gehäusekammer 34, in
der die Druckfeder 22 angeordnet ist, Umgebungsdruck
herrscht, da die dritte Gehäusekammer 34 durch eine
Belüftungsöffnung 36 mit der Umgebung in Verbindung steht.
Nur bei Motorstillstand bildet sich in der Auslaßkammer 16
Umgebungsdruck aus, so daß dann in der Auslaßkammer 16 und
der dritten Gehäusekammer 34 beiderseits der Membran 20 etwa
gleich hohe Drücke herrschen. Die Schließkraft der Membran
20 wird in diesem Zustand im wesentlichen von der Kraft der
Druckfeder 22 bestimmt.
Während eines Motorbetriebs wirken schwankende Unterdrücke
bis in den Ableitungsstutzen 18 und durch den verengten
Übergangskanal 28 in die Auslaßkammer 16 zurück, so daß sich
zu der Kraft der Druckfeder 22 die Kraft addiert, die sich
auf Grund der Druckdifferenz zwischen der dritten
Gehäusekammer 34 einerseits und der Auslaßkammer 16
andererseits beiderseits der Membran einstellt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten weiteren Ausführungsform ist
deshalb die zur Umgebung offene Belüftungsöffnung 36 ersetzt
durch einen Belüftungskanal 36′, der in der verdickten
Gehäusewandung 30 ausgebildet ist. Der Belüftungskanal 36′
verbindet die dritte Gehäusekammer 34′ mit dem
Ableitungsstutzen 18 stromabwärts von dem verengten
Übergangskanal 28, d. h. auf der von der Auslaßkammer 16
abgelegenen Seite des verengten Übergangskanals 28.
Der bei der zweiten Ausführungsform vorgesehene
Belüftungskanal 36′ sorgt dafür, daß bei geschlossener
Membran 20 der in dem Ableitungsstutzen 18 herrschende Druck
nicht nur in der Auslaßkammer 16, sondern auch in der dritten
Gehäusekammer 34′ herrscht und somit keine Druckdifferenz
über die Membran entstehen kann.
Der in dem zylindrischen Rohr 32 herrschende Druck, der zum
Öffnen der Membran 20 führen soll, muß größer sein als der
Quotient aus der Schließkraft der Druckfeder 22 und der
Querschnittsfläche der Membran 20, die zum zylindrischen
Rohr 32 hin gerichtet ist. Der Druck, bei dem die Membran 20
wieder schließt, ist wesentlich geringer als der
Öffnungsdruck, denn er muß kleiner sein als der Quotient aus
der Schließkraft der Druckfeder 22 und der gesamten
Membranfläche, die bei der dargestellten Ausführungsform
etwa fünfmal so groß wie die in Schließstellung zum
zylindrischen Rohr hin gerichtete Querschnittsfläche ist.
Bezugszifferntabelle
10 Gehäuse
12 Einlaßkammer
14 Einführungsstutzen
16 Auslaßkammer
18 Ableitungsstutzen
20 Membran
22 Druckfeder
24 Stützteller
26 offene Stirnwand
28 verengter Übergangskanal
30 Gehäusewandung
32 zylindrisches Rohr
34, 34′ dritte Gehäusekammer
36 Belüftungsöffnung
36′ Belüftungskanal
12 Einlaßkammer
14 Einführungsstutzen
16 Auslaßkammer
18 Ableitungsstutzen
20 Membran
22 Druckfeder
24 Stützteller
26 offene Stirnwand
28 verengter Übergangskanal
30 Gehäusewandung
32 zylindrisches Rohr
34, 34′ dritte Gehäusekammer
36 Belüftungsöffnung
36′ Belüftungskanal
Claims (18)
1. Tankentlüftungsventil zur Abführung von sich in einem
Tank ansammelnden Gasen mit einem Gehäuse (10), in
welchem eine Einlaßkammer (12) mit einem Einführungs
stutzen (14) und einer Auslaßkammer (16) mit einem
Ableitungsstutzen (18) verbunden sind und in welchem in
dem Durchgang zwischen den Kammern (12, 16) eine diese
trennende Membran (20) angeordnet ist, die von einer
Druckfeder (22), die sich über einen Stützteller (24) auf
ihr abstützt, gegen eine offene Stirnwand (26) der
Einlaßkammer (12) in Schließstellung vorgespannt ist und
den Durchgang öffnet, wenn der Druck in der Einlaßkammer
(12) einen vorgewählten Wert übersteigt, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Auslaßkammer
(16) und Ableitungsstutzen (18) ein verengter Übergangs
kanal (28) angeordnet ist, dessen Kanaldurchmesser
wesentlich geringer als der Innendurchmesser des
Ableitungsstutzens (18) ist.
2. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kanaldurchmesser des
verengten Übergangskanals (28) zwischen ca. 25% und ca.
75%, insbesondere ca. 40% und ca. 60% und bevorzugt 50%
des Innendurchmessers des Ableitungsstutzens (18)
aufweist.
3. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einem Innendurch
messer des Ableitungsstutzens (18) von ca. 4 mm der
Kanaldurchmesser des verengten Übergangskanals (28)
zwischen ca. 1 mm und ca. 3 mm beträgt.
4. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kanaldurchmesser des
verengten Übergangskanals (28) zwischen ca. 1,1 mm und
ca. 2 mm liegt.
5. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einem Innendurch
messer des Ableitungsstutzens (18) von ca. 6 mm der
Kanaldurchmesser des verengten Übergangskanals (28)
zwischen ca. 2 mm und ca. 4 mm beträgt.
6. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kanaldurchmesser des
verengten Übergangskanals (28) ca. 3 mm beträgt.
7. Tankentlüftungsventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der verengte Übergangskanal (28) in einer verdickten
Gehäusewandung (30) ausgebildet ist, die in den
Ableitungsstutzen (18) übergeht.
8. Tankentlüftungsventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einlaßkammer (12) im Bereich von ihrem Abschluß durch
die Membran (20) als zylindrisches Rohr (32) ausgebildet
ist, um das die Auslaßkammer (16) als Ringkammer
angeordnet ist, wobei die Membran (20) den gemeinsamen
offenen Boden von Einlaß- und Auslaßkammer (12, 16)
abdeckt und die Druckfeder (22) mit Stützteller (24) in
einer dritten Gehäusekammer (34) mit Belüftungsöffnung
(36) außerhalb der Auslaßkammr (16) angeordnet ist.
9. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung
(36) zur Umgebung offen ist.
10. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung
als Belüftungskanal (36′) mit dem Ableitungsstutzen (18)
stromabwärts des bzw. auf der von der Auslaßkammer (16)
abgelegenen Seite des verengten Übergangskanals (28) in
Strömungsverbindung steht.
11. Tankentlüftungsventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Innendurchmesser des zylindrischen Rohres (32) etwa ein
bis zweimal so groß wie der Kanaldurchmesser des
Ableitungsstutzens (18) ist.
12. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Innendurchmesser des
zylindrischen Rohres (32) und Ableitungsstutzens (18)
etwa gleich sind.
13. Tankentlüftungsventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche und Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innenquerschnitt der
Auslaßkammer (16) etwa fünf- bis fünfzehn- und bevorzugt
etwa fünfmal so groß wie der Innenquerschnitt des
zylindrischen Rohres (32) ist.
14. Tankentlüftungsventil nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Innendurchmesser des
zylindrischen Rohres (32) etwa 6 mm beträgt.
15. Tankentlüftungsventil nach den Ansprüchen 13 und 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Auslaßkammer (16) als Ringkammer einen Innenradius von
etwa 4 mm und einen Außenradius von etwa 15 mm aufweist.
16. Tankentlüftungsventil nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Stützteller (24) einen Durchmesser aufweist, der ca.
zwei- bis sechsmal, insbesondere drei- bis fünfmal und
bevorzugt viermal so groß wie der Durchmesser des
zylindrischen Rohres (32) ist.
17. Tankentlüftungsventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stützteller (24) und die Membran (20) einstückig
ausgebildet sind.
18. Tankentlüftungsventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche und Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Druckkraft der Druckfeder
(22) in Abhängigkeit vom Innendurchmesser des
zylindrischen Rohres (32) so bemessen ist, daß sie die
Verbindung zwischen Einlaßkammer (12) und Auslaßkammer
(16) öffnet, wenn der Druck in der Einlaßkammer (12)
einen Überdruck von vorbestimmter Größe im Verhältnis
zum Druck in der Auslaßkammer (16) (Umgebungsdruck bzw.
Druck im Ableitungsstutzen (18)) übersteigt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914105088 DE4105088A1 (de) | 1990-02-20 | 1991-02-19 | Tankentlueftungsventil |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005309 | 1990-02-20 | ||
DE19914105088 DE4105088A1 (de) | 1990-02-20 | 1991-02-19 | Tankentlueftungsventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4105088A1 true DE4105088A1 (de) | 1991-08-22 |
Family
ID=25890347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914105088 Ceased DE4105088A1 (de) | 1990-02-20 | 1991-02-19 | Tankentlueftungsventil |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4105088A1 (de) |
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