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Diese Erfindung betrifft eine Rückschlagsperre für den
Kraftstofftank von Fahrzeugen, wobei die Rückschlagsperre einen
aufragenden Teil eines Einfüllstutzens sowie ein Rückschlagventil
enthält, das im aufragenden Teil eingeschlossen ist.
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Es sind Rückschlagventile gemäß dem Stand der Technik bekannt, die
einen rohrförmigen Ventilkörper, der in den aufragenden Teil des
Einfüllstutzens eingesetzt wird, einen inneren, ringförmigen
Ventilsitz, der dem Tank gegenüberliegt, sowie einen Verschluss
enthalten, der in einem Teil des rohrförmigen Körpers zwischen dem
Sitz und jenem Ende des Körpers, das näher zum Tank liegt, so
eingeschlossen ist, dass er im rohrförmigen Körper frei
verschiebbar ist und unter der Wirkung von Kraftstoff in den Sitz
eingreifen kann, wenn der Kraftstoff infolge eines übermäßigen
Drucks im Tank den Einfüllstutzen hinauf zurückschlagen sollte.
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Bei derartigen bekannten Rückschlagventilen wird der Verschluss
von einer Hohlkugel aus Kunststoff gebildet, die in einen Käfig
eingeschlossen ist.
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Dieser bekannte Aufbau besitzt zwei Nachteile.
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Ein erster Nachteil besteht darin, dass die Kugel dazu neigt, zu
brechen und sich mit Kraftstoff zu füllen, wodurch sie schwerer
wird, bis die Kraft, die von dem aus dem Tank zurückschlagenden
Kraftstoff ausgeübt wird, die Kugel nicht mehr hoch genug heben
kann, um in den Ventilsitz einzugreifen.
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Ein anderer Nachteil besteht darin, dass die hohlen
Kunststoffkugeln in einer Form geblasen, werden, die aus zwei
Hälften besteht, die rund um einen Meridian der Kugel eine Naht
zurücklassen. Wenn die Naht in den Ventilsitz eingreift, dichtet
die Kugel das Ventil nicht zufriedenstellend ab. Andererseits ist
es in einem Herstellungsverfahren mit niedrigen Kosten nicht von
Vorteil, wenn diese Naht beseitigt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist es, eine Rückschlagsperre zu liefern,
wie sie oben erwähnt wurde, mit der die beiden oben erwähnten
Nachteile überwunden werden, wobei sie sowohl leicht herzustellen
als auch billiger als Ventile gemäß dem Stand der Technik ist.
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Dieser Gegenstand wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer
Rückschlagsperre gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Bei einem Aufbau gemäß der Erfindung unterscheidet sich der
Verschluss des Rückschlagventils dadurch wesentlich von einer
Kugel, dass er keinen flüssigen Kraftstoff aufnehmen kann, weil er
auf der Unterseite offen ist. Wenn ein Rückschlag von Kraftstoff
den Verschluss erreicht, flutet dieser Kraftstoff den Hohlraum im
Verschluss, wobei er sowohl einen hydrostatischen als auch einen
hydrodynamischen Druck nach oben auf den Verschluss ausübt. Dieser
doppelte Druck stellt sicher, dass das Ventil wirkungsvoll
schließt. Wenn der Rückschlag des Kraftstoffs endet, fließt der
Kraftstoff zurück in den Tank.
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Wie später aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen
besser ersichtlich ist, ist ein glockenförmiger Verschluss gemäß
der Erfindung für einen Pressvorgang in zwei Halbschalen oder
Formen geeignet, deren Verbindungsstelle nicht mit jener
Abdichtungsfläche übereinstimmt, die mit dem Ventilsitz
zusammenwirkt. Jede von der Verbindungsstelle zwischen den beiden
Formen zurückbleibende Naht liegt in einem Bereich des
Verschlusses, der keine Abdichtfunktion besitzt.
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Das Dokument US-A-5,282.497 offenbart ein Rückschlagventil, um ein
Überfüllen des Kraftstofftanks eines Fahrzeugs zu verhindern.
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Dieses bekannte Ventil besitzt einen rohrförmigen Ventilkörper,
der so aufgebaut ist, dass er in einen Kraftstofftank an einem
unteren Ende eines Einfüllstutzens so eingesetzt werden kann, dass
die Längsachse des Ventilkörpers im Wesentlichen horizontal liegt.
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Der Ventilkörper besitzt einen inneren, ringförmigen Ventilsitz,
der in den Tank gerichtet ist.
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Ein Verschluss ist in einem Teil des rohrförmigen Ventilkörpers
zwischen dem Ventilsitz und jenem Ende des Körpers, das näher zum
Tank liegt, so eingeschlossen, dass er im Ventilkörper gleiten
kann.
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Der rohrförmige Ventilkörper enthält eine Feder, die normalerweise
den Verschluss gegen den Ventilsitz vorspannt, um eine "normal
geschlossene" Stellung festzulegen.
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Der Verschluss wird von einem glockenförmigen Element gebildet,
das zum Tank offen ist und einen Hals besitzt, der radial von der
Mantelfläche des rohrförmigen Körpers beabstandet ist.
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Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun
folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten jedoch
nichteinschränkenden Ausführungsform sowie anhand der beiliegenden
Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
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Fig. 1 die teilweise geschnittene Ansicht eines Kraftstofftanks
mit einem Einfüllstutzen, in den ein Rückschlagventil eingebaut
ist;
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Rückschlagventil;
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Fig. 3 den Explosionsschrägriss dieses Ventils; und
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Fig. 4 den vergrößerten Schnitt entlang der Achse TV-IV von Fig.
2.
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Im Zusammenhang mit Fig. 1 besitzt ein Kraftstofftank T (für
Benzin, Diesel oder ähnliches) einen Einfüllstutzen P, der mit
einem Deckel C verschlossen ist.
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Ein Rückschlagventil V sitzt im Einfüllstutzen P. Mit dem
Bezugszeichen L ist das Niveau des Kraftstoffs im Tank T
bezeichnet, während das Bezugszeichen S den Raum über dem Niveau L
angibt.
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Wenn der Druck im Raum S über den Luftdruck ansteigt,
beispielsweise infolge einer Überhitzung, da das Fahrzeug in der
Sonne abgestellt wurde, versucht dieser Druck, den Kraftstoff im
Stutzen P aufsteigen zu lassen. Sollte der Deckel C unter diesen
Bedingungen entfernt werden, um Kraftstoff nachzufüllen, und
sollte das Rückschlagventil V fehlen, dann könnte Kraftstoff auch
heftig aus der Öffnung des Stutzens P überlaufen. Das
Rückschlagventil V dient daher dazu, um das zu verhindern, indem
es verhindert, dass Kraftstoff im Einfüllstutzen P infolge des
hohen Drucks im Raum S aufsteigt, wobei jedoch der Tank T auf alle
Fälle gefüllt werden kann.
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Im Zusammenhang mit Fig. 2 bis 4 enthält ein Rückschlagventil
gemäß der Erfindung nur zwei Teile, die aus einem
kraftstoffbeständigen Material hergestellt werden, beispielsweise
aus einem Acetatharz. Einer dieser Teile, der die Bezugsziffer 10
trägt, besteht aus einem rohrförmigen Ventilkörper, der auf
bekannte Art in den Einfüllstutzen P von Fig. 1 eingesetzt werden
kann. Beim anderen Teil, der die Bezugsziffer 12 trägt, handelt es
sich um einen Verschluss.
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Der Verschluss 12 ist im rohrförmigen Körper 10 so eingeschlossen,
wie dies später erläutert wird.
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Der Körper 10 besitzt einen inneren, im Wesentlichen
kegelstumpfförmigen, ringförmigen Ventilsitz 14 (Fig. 2), wobei er
so eingebaut wird, dass der Sitz zum Tank gerichtet ist.
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Der Verschluss 12, der nunmehr beschrieben werden soll, ist in
einem Teil des rohrförmigen Körpers 10 zwischen dem Sitz 14 und
jenem Ende des Körpers 10 eingeschlossen, das beim Einbau in das
Fahrzeug ganz unten liegt und in den Tank gerichtet ist.
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Wie Fig. 2 und 3 zeigen, wird der Verschluss 12 von einem
glockenförmigen Element gebildet, das zum Tank geöffnet ist.
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Der Hals des glockenförmigen Elements 12 trägt die Bezugsziffer 16
und die Stirnwand die Bezugsziffer 18.
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Die Außenseite des Halses 16 ist mit Abstandsrippen 20 versehen,
die verschiebbar in die Mantelfläche des rohrförmigen Körpers 10
eingreifen. Die Rippen 20 halten den Verschluss 12 koaxial in der
Mantelfläche des Körpers 10 und von dieser beabstandet, damit
während des Nachfüllens Kraftstoff in den Tank fließen kann.
Um das Einströmen von Kraftstoff in den Tank zu erleichtern, ist
die Stirnwand 18 vorzugsweise gewölbeartig ausgebildet, wie dies
die Zeichnungen zeigen.
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Der Umfang der gewölbeartigen Wand 18 bildet eine ringförmige
Abdichtungsfläche, die so geformt ist, um mit dem ringförmigen
Sitz 14 zusammenzuwirken.
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Um den Verschluss im rohrförmigen Körper 10 verschiebbar
eingeschlossen zu halten, sind die Rippen 20 mit Vorsprüngen 22
versehen, die im Längsschnitt im Wesentlichen sägezahnförmig
ausgebildet sind. Dieses Profil wird von einer geraden Kante 22a
und einer rampenförmigen Kante 22b gebildet.
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Die gerade Kante 22a liegt dem offenen Ende des Halses 16
gegenüber, während die Höhe der rampenförmigen Kante 22b vom Ende
der geraden Kante 22a zum gegenüberliegenden Ende des Halses 16
abfällt.
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In der Mantelfläche des rohrförmigen Körpers 10 sind Öffnungen 24
ausgebildet, mit denen die Vorsprünge 22 dauernd im Eingriff
stehen.
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Dadurch sind keine zusätzlichen Teile notwendig, um den Verschluss
im Ventilkörper zu halten, während bei den Kugelventilen gemäß dem
Stand der Technik ein drittes Käfigelement benötigt wurde, um die
Kugel im Ventilkörper zu halten.
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Die beiden Teile 10 und 12, aus denen das Ventil besteht, werden
einfach dadurch zusammengesetzt, dass der Verschluss 12 in den
Körper 10 in Pfeilrichtung A von Fig. 2 eingesetzt wird, bis die
rampenförmigen Kanten 22b in den offenen unteren Rand des Körpers
10 eingreifen. An dieser Stelle dehnt sich dieser Rand in
Pfeilrichtung B von Fig. 2 unter der Nockenwirkung der schrägen
Kanten 22b infolge der Elastizität des Materials aus, aus dem der
Körper 10 besteht, bis die Vorsprünge 22 in die Öffnungen 24
einschnappen.
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Wenn sie einmal eingeschnappt sind, sind der rohrförmige Körper 10
und der Verschluss 12 dadurch dauernd miteinander verbunden, dass
die geraden Kanten 22a der Vorsprünge 22 verhindern, dass der
Verschluss 12 aus dem ortsfesten Körper gezogen wird, da dann,
wenn das Ventil geöffnet ist, die geraden Kanten 22a an den
unteren Kanten der Öffnungen 24 anliegen.
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Wenn das Rückschlagventil von Kraftstoff getroffen wird, der aus
dem Tank zurückschlägt, fließt der Kraftstoff in die Glocke 12 und
drückt diese sowohl durch den hydrostatischen als auch den
hydrodynamischen Druck nach oben, bis sie jene Stellung erreicht,
die in Fig. 2 strichliert dargestellt ist und in der sie das
Ventil schließt.
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Wenn der Rückschlag endet, fließt der Kraftstoff aus der Glocke
12, die in ihre Stellung zurückkehrt, in der das Ventil geöffnet
ist, wie dies Fig. 2 mit Volllinien zeigt.
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Ein glockenförmiger Verschluss, wie er hier gezeigt wurde, kann in
zwei Halbschalen oder Formen gespritzt werden, wobei die
Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen von der
Abdichtungsfläche entfernt liegt, die vom gewölbeartigen Teil 18
gebildet wird. Vorteilhaft liegt die Verbindungsstelle an jener
Stelle, die in Fig. 3 mit der Linie 26 dargestellt ist, wodurch
eine harmlose Naht gebildet wird. Es ist ersichtlich, dass diese
Linie 26 im Bereich unmittelbar unterhalb der Vorsprünge 22 der
Rippen 20 liegt.