DE29503574U1

DE29503574U1 - Druckausgleichsventil für einen Kraftstoffbehälter

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Publication number: DE29503574U1
Application number: DE29503574U
Authority: DE
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2005-03-04
Also published as: FR2731260B1; FR2731260A1; JPH08246972A; JP2619622B2; US5725016A

Description

Firma A 40 298/ksu

Andreas Stihl

Badstraße 115 2. März 1995

71336 Waiblingen

Druckausgleichsventil für einen Kraftstoffbehälter

Die Erfindung betrifft ein Druckausgleichsventil für einen Betriebsstoffe enthaltenden Behälter eines Arbeitsgerätes, insbesondere eines handgeführten Arbeitsgerätes mit einem Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Betriebsstoffe enthaltender Behälter ist z. B. der Kraftstoffbehälter, aus dem der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff versorgt ist. Somit kann sich oberhalb des Kraftstoffspiegeis ein Unterdruck aufbauen, der das Abfließen des Kraftstoffs behindern kann. Daher wird bei einem Kraftstoffbehälter ein Druckausgleichsventil vorgesehen, welches bei Auftreten eines Unterdrucks öffnet, damit Außenluft nachströmt.

Baut sich aufgrund einer Wärmeeinwirkung auf den Kraftstoffbehälter in diesem ein Überdruck auf, ist dieser durch eine meist als Drosselbohrung ausgebildete Entlüftungsöffnung abzubauen. Dabei ist sicherzustellen, daß kein Kraftstoff unkontrolliert abfließen kann.

Bei der Be- und Entlüftung des Behälters ist ferner zu gewährleisten, daß keine Fremdpartikel in den Kraftstoffbehälter eintreten. Daher ist der Druckausgleichsstutzen meist durch eine Gehäusekappe abgedeckt, die eine Luftein-

trittsöffnung aufweist, welche in im wesentlichen schmutzfreien Bereichen liegt.

Die zum Druckausgleich vorgesehenen Ventilanordnungen sind aufgrund der vielfältigen Anforderungen sehr komplex und kompliziert aufgebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus wenigen Teilen bestehendes Druckausgleichsventil anzugeben, welches auch in schmutzbehafteten Einsatzbereichen einen funktionssicheren Druckausgleich gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Die Gehäusekappe ist auf ein feinporiges Filterelement aufgesetzt, welches seinerseits an dem Druckausgleichsstutzen festgelegt ist. Das feinporige Filterelement filtert sowohl die zum Abbau eines Unterdrucks zuströmende Außenluft als auch die bei einem überdruck im Behälter austretenden Gase, wobei ggf. mit den Gasen austretende Betriebsstoffe in dem feinporigen Filterelement zurückgehalten werden. Das Filterelement stellt somit nicht nur ein schmutzpartikelfreies Belüften des Behälters sicher, sondern gibt auch Sicherheit gegen den Austritt von Betriebsstoffen aus dem Behälter.

Bevorzugt ist das Filterlement als vorzugsweise hohlzylindrische, domartige Filterkappe ausgebildet, welche insbesondere kraftschlüssig in dem Druckausgleichsstutzen gehalten ist. Die domartige Ausbildung gewährleistet eine große Filterfläche bei kleinem Bauraum, wobei durch das axiale Einstecken in den Druckausgleichsstutzen eine einfache Montage des Filterelementes gegeben ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in

der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckausgleichventil ,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Druckausgleichsventil nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.

Das Druckausgleichsventil 10 besteht im wesentlichen aus einem Kombinationsventil 1, welches im wesentlichen durch ein Filterelement 2 abgedeckt ist, daß eine luftundurchlässige Gehäusekappe 3 trägt. Das Druckausgleichsventil 10 ist in einer Behälterwand 4 eines Behälters angeordnet, der z. B. Betriebsstoffe für ein Arbeitsgerät enthält. So kann der Behälter der Kraftstoffbehälter eines handgeführten Arbeitsgerätes mit einem Verbrennungsmotor, z. B. einer Motorkettensäge oder dgl. sein. Ein derartiger Kraftstoffbehälter muß zum Druckausgleich sowohl zu Entlüften als auch zu Belüften sein.

In der Behälterwand 4 ist eine nach außen offene Ansenkung 5 vorgesehen, in dessen Boden 6 eine zentrale Aufnahme 7 für das Kombinationsventil 1 vorgesehen ist. In dem Ringbereich zwischen der zentralen Aufnahme 7 und dem Rand der Ansenkung 5 ist zumindest eine Entlüftungsöffnung 8 vorgesehen. Bevorzugt sind über den Umfang mehrere Entlüftungsöffnungen angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Entlüftungsöffnung 8 als Drossel ausgebildet.

Das Kombinationsventil 1 hat im wesentlichen eine pilzförmige Gestalt und besteht aus einem elastischen Material, z. B. Kautschuk, Gummi oder dgl. Der Stiel 11 des pilzförmigen Kombinationsventils 1 durchragt die Aufnahme 7, wobei der

Kopf 12 des Kombinationsventils 1 auf dem Boden 6 der Ansenkung 5 aufliegt. Die Ansenkung 5 hat eine Tiefe, die größer als die Höhe des Kopfes 12 ist.

Der Kopf 12 deckt die Entlüftungsöffnung 8 ab; er bildet somit einen Ventilkörper 13, der zusammen mit der Entlüftungsöffnung 8 ein bei überdruck im Behälter öffnendes Entlüftungsventil 14 darstellt.

Der in die Aufnahme 7 eingeknöpfte Stiel 11 weist einen axial durchgehenden Belüftungskanal 9 auf, der an seinem dem Behälterinnenraum 17 zugewandten Ende verschlossen ist, Der Stiel 11 ist in seinem im Behälterinnenraum 17 liegenden freien Ende nach Art eines Schnabels 15 ausgebildet, der einen das verschlossene Ende des Belüftungskanals 9 auftrennenden Schlitz 16 trägt. Im unbelasteten Zustand des aus elastischem Material ausgebildeten Ventilschnabels 15 ist der Schlitz 16 im wesentlichen luftdicht verschlossen. Bei überdruck im Behälterinnenraum 17 wird der Ventilschnabel 15 radial zusammengedrückt, so daß der Schlitz 16 verschlossen bleibt; der überdruck baut sich über die als Drossel ausgebildete Entlüftungsöffnung 8 ab, die dann durch den sich abhebenden Ventilkörper 13 freigegeben ist.

Steht im Behälterinnenraum 17 Unterdruck an, wird der Ventilkörper 13 luftdicht auf der Entlüftungsöffnung 8 aufliegen, über den Belüftungskanal 9 tritt Außenluft zu, wobei aufgrund des Druckgefälles am Ventilschnabel 15 der Schlitz 16 öffnet und ein Belüften des Behälters gewährleistet ist. Der Ventilschnabel 15 mit dem Schlitz 16 bildet ein Belüftungsventil.

Die Ansenkung 5 geht in einen ähnlich einem Rohransatz ausgebildeten Druckausgleichsstutzen 20 über, dessen Innendurchmesser dj_ größer ist als der Innendurchmesser d_a der

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Ansenkung 5. Die dadurch gebildete innere Ringschulter 21 dient der Begrenzung der Einschubtiefe des Filterelementes 2, der vorzugsweise als zylindrische, insbesondere domartige Filterkerze 22 ausgebildet ist. Die Filterkerze 22 weist einen Fußabschnitt 23 auf, dessen Wandstärke w dicker als die übrige Filterwandung ausgebildet ist. Hierzu ist der Fußabschnitt 23 unter Bildung einer äußeren Ringstufe 24 im Außendurchmesser D größer als das übrige Filterelement 2 ausgebildet. Der Außendurchmesser D ist dabei gegenüber dem Innendurchmesser dj_ mit geringem Übermaß ausgebildet, so daß bei einem Einstecken des Filterelementes in den Druckausgleichsstutzen 20 der Fußabschnitt 23 kraftschlüssig im Druckausgleichsstutzen 20 gehalten ist. Das Filterelement 2 wird dabei bis auf Anschlag an der Ringschulter 21 axial in den Druckausgleichsstutzen 20 eingeschoben, wobei die äußere Ringstufe 24 etwa auf einer Höhe mit der von der Behälterwand 4 abgewandten Stirnseite 25 des Druckausgleichsstutzen 20 liegt. Der etwa einem Aufnahmering entsprechende Druckausgleichsstutzen 20 ist an seinem freien Ende 26 innen leicht konisch erweitert, so daß der mit Übermaß ausgebildete Fußabschnitt 23 axial leicht in den Druckausgleichsstutzen 20 eingefädelt und eingeschoben werden kann. Der Druckausgleichsstutzen 20 ist vorzugsweise einteilig als äußerer Rohransatz an der Behälterwand 4 ausgeformt.

Das Filterelement 2 bzw. die Filterkerze 22 ist in ihrer den Fußabschnitt 23 enthaltenden Hälfte 30 etwa rohrzylindrisch und in der anderen, der Behälterwand 4 abgewandten Hälfte 31 etwa hohlkegelstumpfförmig ausgebildet. Der Innenraum 27 der Filterkerze 2 bildet den Filterreinraum 27, in den der Behälter entlüftet und aus dem der Behälter belüftet wird. Das Filterelement 2 besteht dabei bevorzugt aus einem Sintermaterial, insbesondere einem Kunststoffsintermaterial wie Polyethylen, mit einer Porengröße von etwa &Igr;&Ogr;&Ogr;&mgr;&iacgr;&eegr;, vorzugsweise etwa 80&mgr;&idiagr;&eegr;. Dieses Material hat auch

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flüssigkeitsspeichernde Eigenschaften, so daß bei einem eventuellen Kraftstoffaustritt in den Filterreinraum 27 die Flüssigkeit im Material des Filterelementes 2 gespeichert und bei Belüftungsvorgängen in den Behälter zurückgeführt wird.

An dem geschlossenen Kegelstumpfende 32 der Filterkerze ist eine äußere, ebene Anlagefläche ausgebildet, auf der axial der Boden 33 der Gehäusekappe 3 aufliegt. Die Gehäusekappe 3 ist im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei ein der Behälterwand 4 zugewandter Befestigungsabschnitt 34 rohrzylindrisch mit einem Innendurchmesser G ausgebildet ist, der geringfügig kleiner als der Außendurchmesser G^ der rohrzylindrischen Hälfte 30 des Filterelementes 2 ist. Die Gehäusekappe 3 umgreift den rohrzylindrischen Abschnitt des Filterelementes 2 somit kraftschlüssig, wobei die dem Fußabschnitt 23 zugewandte Stirnseite 35 der Gehäusekappe 3 auf der Ringschulter 24 des Filterelemntes aufliegt. Der Außendurchmesser D^ der Gehäusekappe 3 entspricht dabei etwa dem Außendurchmesser D des Fußabschnitts 23 bzw. des Innendurchmesser dj_ des Rohransatzes 20.

Der von der Behälterwand 4 abgewandte Abschnitt 36 der Gehäusekappe 3 ist kegelstumpfförmig verjüngt, wobei der Kegelwinkel 28 der Gehäusekappe 3 geringer ist als der Kegelwinkel 29 der Filterkerze 22. Dadurch ergibt sich im Bereich der kegelstumpfförmigen Hälfte 31 der Filterkerze 22 ein diesen umgebender Ringraum 37, welcher über eine Lufteintrittsöffnung 38 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Wie sich auch aus den Fig. 2 und 3 ergibt, hat die Gehäusekappe in Draufsicht etwa Q-förmige Gestalt, die aufgrund eines sich im wesentlichen axial über die gesamte Höhe des Filterelementes 2 erstreckenden Luftkanal 40 gegeben ist.

Der Luftkanal 40 hat eine mittlere Höhe H, die geringfügig kleiner als der halbe Durchmesser F der Filterkerze 22 ist. Die Breite B des Luftkanals 40 entspricht etwa dem halben inneren Durchmesser F der Gehäusekappe 3, also etwa der Höhe H. Der Luftkanal 40 endet am Boden 33 der Gehäusekappe 3 und ist über seine gesamte axiale Länge L zur Filterkerze 22 offen. Sein der Behälterwand zugewandtes Ende 39 überragt den Druckausgleichsstutzen 20 im wesentlichen über dessen gesamte Länge und endet kurz vor der Behälterwand Um einen ausreichenden Luftzutritt in den Luftkanal 40 zu gewährleisten, ist dessen der Behälterwand 4 zugewandtes Ende 39 unter einem Winkel von etwa 45° abgeschrägt, wodurch sich eine nach außen gerichtete Lufteintrittsöffnung 38 ergibt. Die Lufteintrittsöffnung 38 gewährleistet die Luftzufuhr in den bzw. Luftabfuhr aus dem Innenraum 37 der Gehäusekappe 3.

Das die Lufteintrittsöffnung 38 aufweisende Ende 39 überragt den Rand 3 5 der Gehäusekappe 3 axial. Die Gehäusekappe 3 hat eine geringere axiale Länge als der Luftkanal 40. Dieser endet mit geringem Abstand vor der Behälterwand 4, wobei er den Druckausgleichsstutzen 20 übergreift.

Das erfindungsgemäße Druckausgleichsventil 10 besteht aus wenigen Teilen, nämlich dem Kombinationsventil 1, dem Filterelement 2 und der Gehäusekappe 3. Das Kombinationsventil 1 ist in einfacher Weise in die Behälterwand 4 eingeknöpft; das Filterelement 2 wird axial in den Druckausgleichsstutzen 20 eingedrückt. Die Gehäusekappe 3 ist auf das Filterelement 2 aufgedrückt, so daß die Gehäusekappe 3 auf dem Filterelement 2 und das Filterelement 2 in dem Druckausgleichsstutzen 20 kraftschlüssig gehalten ist. Das Druckausgleichsventil 10 stellt eine Entlüftung des Behälters sicher, wobei ggf. austretender Kraftstoff in dem Material des Filterelementes 2 zurückgehalten wird. Der Ventilschnabel 15 läßt bei einem Unterdruck im Behälter

eine Belüftung zu, wobei ggf. in dem Material des Filterelementes 2 gespeicherter Kraftstoff beim Belüften in den Behälter zurückgeführt wird. Es ist somit in konstruktiv einfacher Weise eine kraftstoffauslaufsichere Be- und Entlüftung des Kraftstoffbehälters gegeben. Die Gehäusekappe.3 verhindert ein Ansetzen von Flugschnee, Spänen oder dgl. auf dem Filterelement 2 und stellt somit auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen die Funktion des Druckausgleichsventils sicher.

Claims

Palentanwalt DIpl.-lng. W. Jackisch & Partnöf Menzelsir. 40 · 701 £2 Stuttgart Firma A 40 298/ksu Andreas Stihl Badstraße 115 2. März 1995 71336 Waiblingen Ansprüche

1. Druckausgleichsventil für einen Betriebsstoffe enthaltenden Behälter eines Arbeitsgerätes, insbesondere eines handgeführten Arbeitsgerätes mit einem Verbrennungsmotor, mit einer in der Behälterwand (4) angeordneten Druckausgleichsöffnung {8, 9), die in einen Druckausgleichsstutzen (20) mündet und von einem Ventilglied (13, 15) gesteuert ist , wobei der Druckausgleichsstutzen (20) in einer im wesentlichen luftundurchlässigen Gehäusekappe (3) endet, deren Innenraum mit der Atmosphäre in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) auf einem feinporigen Filterelement (2) gehalten ist, welches an dem Druckausgleichsstutzen (20) festgelegt ist.

2. Druckausgleichsventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (2) als vorzugsweise hohlzylindrische, domartige Filterkerze (22) ausgebildet ist.

3. Druckausgleichsventil nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (2) kraftschlüssig in dem Druckausgleichsstutzen (20) gehalten ist.

4. Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (2) einen in den Druckausgleichsstutzen (20) eingreifenden Fußabschnitt (23) mit einer dicker als die übrige Filterwandung ausgebildeten Wandstärke (w) aufweist.

5. Druckausgleichsventil nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Fußabschnitt (23) unter Bildung einer äußeren Ringstufe (24) im Außendurchmesser (D) größer als das übrige Filterelement (2) ausgebildet ist.

6. Druckausgleichsventil nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstufe (24) etwa auf einer Höhe mit der von der Behälterwand (4) abgewandten Stirnseite (25) des Druckausgleichsstutzen (20) liegt.

7. Druckausgleichsventil nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (G^) der Gehäusekappe dem Außendurchmesser (D) des Fußabschnitts (23) entspricht.

8. Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (2) in der dem Behälter zugewandten Hälfte (30) etwa rohrzylindrisch und in der anderen Hälfte (31) leicht hohlkegelstumpfförmig ausgebildet ist.

9. Druckausgleichsventil nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die äußere freie Stirnseite des Hohlkegelstumpfes (32) axial an einem Boden (33) der Gehäusekappe (3) anliegt.

10. Druckausgleichsventil nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) in ihrem der Behälterwand (4) abgewandten Endabschnitt kegelstumpf förmig ausgebildet ist, wobei der Kegelwinkel (28) der Gehäusekappe (3) kleiner ist als der Kegelwinkel (29) des Filterelementes (2).

11.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) mit
einem unteren Rand (35) auf einer Ringschulter (24) des Filterelementes (2) aufliegt.

12.Druckausgleichsventil nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) auf der rohrzylindrischen Hälfte (30) des Filterelementes (2)
kraftschlüssig gehalten ist.

13.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) im
Durchmesser Q-förmig ausgebildet ist.

14.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) eine der

Behälterwand (4) zugewandte Lufteintrittsöffnung (38)
aufweist.

15.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekappe (3) einen
axial über die Höhe des Filterelementes (2) verlaufenden Luftkanal (40) aufweist.

16.Druckausgleichsventil nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (40) über die
Höhe des Filterelementes (2) zum Filterelement (2) hin
offen ist.

17.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement aus einem
Sintermaterial, insbesondere aus einem Kunststoffsintermaterial wie Polyethylen mit einer Porengröße von vorzugsweise etwa 80&mgr;&idiagr;&eegr; besteht.

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18.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsstutzen (20) einteilig mit der Behälterwand (4) ausgebildet ist, vorzugsweise als äußerer Rohransatz.

19.Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied einen gegen überdruck von der Entlüftungsöffnung (8) abhebenden Ventilkörper (13) und ein bei Unterdruck öffnenden Ventilschnabel (15) aufweist.

20.Druckausgleichsventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschnabel (15) und der Ventilkörper (13) ein einteiliges, pilzartiges Kombinationsventil (1) bilden.

21. Druckausgleichsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (8) als Drossel ausgebildet ist.