EP0905373A1

EP0905373A1 - Kraftstoffsystem

Info

Publication number: EP0905373A1
Application number: EP98116785A
Authority: EP
Inventors: Paul Edward Mcneill
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Techtronic Industries Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-05
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: JP3182400B2; DE59806509D1; US5913296A; JPH11159337A; EP0905373B1

Abstract

Ein Kraftstoffsystem (3) eines Verbrennungsmotors (1) ist mit einem Halter (5) versehen, der einen ersten Kupplungsteil (8) enthält. In den Halter (5) ist ein wiederverwertbarer Tank (7) mit einem zweiten Kupplungsteil (9) einsetzbar, der in den ersten dichtend eingesetzt werden kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit einer Kraftstoffleitung zur Abfuhr von Kraftstoff für Verbrennungszwecke und einem Tank, der mittels eines Halters mittelbar oder unmittelbar an dem Verbrennungsmotor gehalten wird, und dessen Verwendung.

Die US-A-3,731,846 offenbart ein tragbares Arbeitsgerät in der Form einer Kettensäge mit einem Kraftstoffsystem, das einen Behälter enthält, in dessen Bodenbereich ein oder zwei Rohrstutzen münden, von denen aus und über eine Kraftstoffleitung Kraftstoff einem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Der Behälter ist so ausgebildet, daß er einen mit Kraftstoff gefüllten Tank in sich aufnehmen kann, und die Rohrstutzen sind dermaßen spitz ausgebildet, daß sie den Tankboden durchdringen, wenn dieser in den Behälter eingepreßt wird. Der Tank wird in dem Behälter mittels eines Deckels gehalten, der mittels Dichtungen auf Behälterwandungen aufliegt und eine Entlüftungsschraube enthält. Der Tank wird nach dem Gebrauch vernichtet und durch einen anderen gefüllten Tank ersetzt.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, daß ein durchstochener Tankboden nicht dichtend an den oder dem Rohrstutzen anliegt. Wenn der Tank entnommen wird, steigen somit gesundheitsschädliche Dämpfe auf und der Tank ist mit Kraftstoff benetzt. Wenn bei der Handhabung des den Behälter aufweisenden Geräts der Behälter nach unten kippt oder der Tank unachtsam abgelegt wird, tritt restlicher Kraftstoff aus und gelangt evtl. in das Bodenreich.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickelnde Merkmale aufgeführt sind, bzw. eine vorteilhafte Verwendung beansprucht wird.

Auf diese Weise sind Bauelemente vorgesehen, die so ausgebildet sind, daß sie eine dichtende Verbindung herstellen. Es kommt somit nicht zu unkontrolliertem Kraftstoffaustritt und die Umgebung des Halters und des Tanks bleiben trocken. Der Halter kann direkt an das Motorgehäuse, aber auch an einem mit diesem verbundenen Bauteil, wie einem Rahmen, Träger oder dergleichen befestigt sein.

Wenn in oder an dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil ein Sperrventil vorgesehen ist und somit auch nach der Demontage des Tanks aus diesem kein Kraftstoff austreten kann, kann dieser auf beliebige Weise bis zur Wiederverwertung gehandhabt werden.

Die Verwendung von Formteilen an dem Halter und dem Tank machen es möglich, den Tank ohne Werkzeuge und richtig ausgerichtet an dem Halter festzulegen, was Umrüstzeit, bzw. Tankzeit reduziert und eine richtige Verbindung garantiert.

Eine gute Führung, ein sicherer Halt und relativ geringe Herstellungskosten werden erreicht, wenn beide Formschlußteile in der Art einer Schwalbenschwanzführung miteinander verbunden werden, was dadurch erreicht wird, daß für beide ein T-Profil gewählt wird.

Wenn der Halter einen Stutzen zur Aufnahme des ersten Kupplungsteils aufweist, kann eine evtl. in ihm vorgesehene Kammer zur Aufnahme des Tanks umso größer ausfallen und der Stutzen kann speziell zur Aufnahme des ersten Kupplungsteils ausgebildet werden. Somit kann der Stutzen z. B. relativ fest geformt werden, um einen ausreichenden Widerstand bei der Aufnahme des zweiten Kupplungsteils zu bieten.

Die Füllung des Tanks mit gebrauchsfertig gemischtem Kraftstoff, d. h. mit Zusätzen und einem evtl. Ölgemisch, schafft die Voraussetzung für eine schadstoffreie Kraftstoffanwendung und für einen optimalen Betrieb des Motors unter umweltpolitischen Gesichtspunkten und bei bester Leistung.

Zwar könnte der Tank auch an einer geeigneten Stelle wieder befüllt werden; bei den geringen infrage kommenden Gebinden, ist es jedoch sinnvoller, den Tank aus einem recyclingfähigen Material herzustellen.

Eine vollkommene Trennung sonstiger Funktionen eines Kraftstoffsystems, wie z. B. eine Entlüftung oder eine ausreichende Zufuhr von Kraftstoff unter allen Betriebsumständen, von dem Tank kann dadurch erreicht werden, daß ein Verteiler mit einem ersten Anschluß für eine Kraftstoffleitung zur Abgabe von Kraftstoff für den Verbrennungsvorgang, einem zweiten Anschluß für eine Kraftstoffleitung für eine Entlüftungs- und oder Anlaßvorrichtung und einem dritten Anschluß für die Verbindung mit dem Tank vorgesehen wird.

Dadurch, daß zwischen dem ersten und dem dritten Anschluß ein Vorratsbereich mit einem größeren Durchmesser vorgesehen ist, kann sich stets Kraftstoff ansammeln, der einen Flüssigkeitsspiegel bildet, der ein Eindringen von Luft in die Kraftstoffleitung z. B. zu einem Vergaser unterbindet.

Die Anordnung des ersten Anschlusses unterhalb des dritten Anschlusses macht eine Pumpe oder dergleichen entbehrlich, weil dann der Kraftstoff alleine aufgrund der Erdanziehungskraft zu dem Verbrennungsvorgang fließt.

Eine Entlüftung des Kraftstoffsystems mittels einer von dem Tank getrennten Entlüftungsvorrichtung hat den Vorteil, daß der Tank einfach gehalten werden kann und die Entlüftungsvorrichtung nicht bei jedem Tankwechsel mit ausgetauscht wird.

Wenn die ankommende Kraftstoffmenge größer ist als die für den Verbrennungsvorgang benötigte, ist in dem Vorratsbereich immer genug Kraftstoff vorhanden, um eine Flüssigkeitssperre gegen den Eintritt von Luft zu bilden.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems für einen Verbrennungsmotor an Geräten der Grundstücks- und Gartenpflege, insbesondere Fadenmähern, vermeidet die Verseuchung von Bodenreich im Garten und die Gefährdung von Laien, die vielfach mit derart motorgetriebenen Werkzeugen arbeiten.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1: einen Motor mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffsystem in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2: einen Verteiler des Kraftstoffsystems aus Figur 1 in Seitenansicht,
Fig. 3: den Verteiler aus Figur 2 in einem vertikalen Längsschnitt,
Fig. 4: einen Tank des Kraftstoffsystems aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 5: den Tank aus Figur 4 in einem vertikalen Längsschnitt entlang der Linie 5-5 und in der Blickrichtung der dazugehörigen Pfeile in Figur 4,
Fig. 6: den Tank aus Figur 4 in einem vertikalen Querschnitt entlang der Linie 6-6 und in der Blickrichtung der dazugehörigen Pfeile in Figur 5,
Fig. 7: einen Halter des Kraftstoffsystems aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung von einer Seite,
Fig. 8: den Halter aus Figur 7 in perspektivischer Darstellung von der anderen Seite,
Fig. 9: den Halter aus Figur 7 in einem vertikalen Längsschnitt entlang der Linie 9-9 und in der Blickrichtung der dazugehörigen Pfeile in Figur 7, und
Fig. 10: den Halter aus Figur 7 in einem vertikalen Querschnitt entlang der Linie 10-10 und in der Blickrichtung der dazugehörigen Pfeile in Figur 7.

Aus Gründen der Einfachheit wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem Motor 1 der Zwei-Takt-Bauart für einen Fadenmäher beschrieben, wie er in Figur 1 gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß das beschriebene Kraftstoffsystem 3 in einer großen Variation von Anwendungsfällen einschließlich Rasenmähern, Heckenschneidern, Gebläsen, Kettensägen und anderen vergleichbaren Werkzeugen angewendet werden kann. Der Motor 1 treibt eine Welle 2 in bekannter Weise an. Ein Kraftstoffsystem 3 für flüssigen Kraftstoff ist mittels eines Metallflansches 4 an den Motor 1 angebaut. Das Kraftstoffsystem 3 enthält einen gegossenen Halter 5, von dem aus sich ein Stutzen 6 forterstreckt. Ein Tank 7 ist lösbar an dem Halter 5 festgemacht. Ein erster Kupplungsteil 8 in der Art einer Muffe ist zur Verbindung mit einem passenden zweiten Kupplungsteil 9 in dem Tank 7 in den Stutzen 6 eingebaut. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der erste Kupplungsteil 8 als der weibliche und der zweite Kupplungsteil 9 als der männliche Teil einer Kupplung ausgebildet, was allerdings auch umgekehrt möglich wäre. Ein Vergaser 12 des Motors 1 ist mittels Kraftstoffleitungen 10 und 11 an das Kraftstoffsystem 3 und an einen auch als Ansaugrohr dienenden Verteiler 13 angeschlossen. Der Verteiler 13 erhält Kraftstoff durch einen Tankauslaß 14 und belüftet das Kraftstoffsystem 3.

Der Tank 7, wie er in den Figuren 4 bis 6 gezeigt ist, ist ein Behälter aus einem hochdichten Polyethylen oder aus einem anderen brauchbaren Material gebildet, das wiederverwendet werden kann. Ein erster in der Art eines Steges ausgebildeter Formschlußteil 16 ist stoffschlüssig in die Oberfläche 15 des Tanks 7 eingegossen, um mit einer Schlitzkonstruktion in dem Halter 5 in Eingriff zu geraten, wie dies weiter unten näher beschrieben ist. Wie es in Figur 5 gezeigt ist, ist der Querschnitt des Tanks 7 in der Längsrichtung so gewählt, daß er Kraftstoff an einem Auslaß 17 sich ansammeln läßt, der sich in einem Eckbereich an dem untersten Ende 18 des Tanks 7 befindet. Ein Boden 19 des Tanks 7 neigt sich zu dem Auslaß 17 hinab, um es dem Tank 7 zu ermöglichen, sich vollkommen und ohne Rückstände zu belassen, zu entleeren. Figur 5 zeigt einen passenden zweiten Kupplungsteil 9, wie er in dem Auslaß 17 gesichert ist. Der zweite Kupplungsteil 9 ist mittels Gewinde 21 gesichert oder in den Auslaß 17 eingegossen und mit einem Sperrventil versehen, das öffnet, wenn die Verbindung mit dem zweiten Kupplungsteil 9 hergestellt wird. Es ist angebracht, daß der zweite Kupplungsteil 9 im Hinblick auf geringe Kosten ausgewählt wird, da dieses Teil mit dem Tank 7 vernichtet wird. Der Tank 7 ist so ausgebildet, daß er in den Halter 5 paßt, was eine universellere Formgebung des Tanks 7 zuläßt. Die Konstruktion des Tanks 7 ist auch so gewählt, daß er an ein Füllverfahren und verschiedene Werkzeuge der Produktreihe angepaßt ist. Für die gegenwärtig erwogenen Anwendungsfälle wird der Tank 7 mit einer Kapazität von 0,24 - 0,38 Liter (8 - 12 amerikanische Flüssigkeits-Ounces) ausgebildet.

Der Halter 5 für den Tank 7 ist entweder aus einem gegossenen Kunststoff oder aus Stahl hergestellt, um in die Umgebung des Tanks 7 bei einem bestimmten Produkt, z. B. dem Motor 1 eines Fadenmähers, wie er in Figur 1 gezeigt ist, zu passen. Der Halter 5 stellt eine Komponente des Motors 1 dar und wird im angebauten Zustand mit diesem verkauft. Eine Kammer 22 wird von der Struktur des Halters 5 umgeben und im allgemeinen gleichmäßig in ihrer Form ausgebildet, um den Tank 7 aufzunehmen, unabhängig davon, was die Erfordernisse der Tankumgebung sind. Ein im allgemeinen zylindrischer Flansch oder Stutzen 6 erstreckt sich von dem Halter 5 aus nach außen, um einen strukturellen Sitz 24 für den ersten Kupplungsteil 8 zu bilden. Der erste Kupplungsteil 8 ist in Figur 9 als ein sog. Mutterstück ausgebildet und nimmt den zweiten Kupplungsteil 9 des Tanks 7 auf, wenn der Tank 7 in die Kammer 22 eingesetzt wird. Ein T-förmiger und in der Art eines Schlitzes ausgebildeter zweiter Formschlußteil 23 ist in den Halter 5 eingegossen oder eingeprägt und öffnet sich zu der Kammer 22 hin, um mit dem entsprechend T-förmigen ersten Formschlußteil 16 des Tanks 7 in eine formschlüssige Verbindung gelangen zu können. Die Mittel, mit denen der Tank 7 in der Kammer 22 des Halters 5 in Eingriff gebracht und gesichert werden kann, können im Aussehen variieren, aber es ist wichtig, daß der Tank 7 in einer Weise festgelegt werden kann, die die Flüssigkeitsverbindung des Tanks 7 innerhalb des Kraftstoffsystems 3 aufrechterhält. Diese Art der Verbindung eines zweiten Formschlußteils 23 mit einem ersten Formschlußteil 16 stellt eine wirksame Festlegung des Tanks 7 in dem Halter 5 dar. Das Einrücken des zweiten Kupplungsteils 9 in den ersten Kupplungsteil 8 sorgt ebenfalls für eine Haltekraft. Der erste Kupplungsteil 8 ist in einer Öffnung 25 montiert, die in dem Sitz 24 des Stutzens 6 ausgebildet ist, und mittels einer Mutter 26, die in das Gewinde 20 eingreift, sicher an Ort und Stelle befestigt.

Der Motor 1 ist mittels des Verteilers 13 an das Kraftstoffsystem 3 angeschlossen, wie dies am besten in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Der Verteiler 13 ist im wesentlichen ein Rohr aus Stahl und umgibt einen vergrößerten Vorratsbereich 27 und einen Entlüftungsbereich 28, die miteinander verbunden sind. Der Verteiler 13 dient verschiedenen Zwecken. Der Verteiler 13 sorgt für eine Entlüftung des Kraftstoffsystems 3 an seinem höchsten offenen Endbereich. An seinem unteren Endbereich enthält er einen ersten Anschluß 29, der mit der Kraftstoffleitung 11 in Verbindung steht, die zu dem Einlaß des Vergasers 12 führt, um Kraftstoff aus dem Tank 7 dem Vergaser 12 zuzuführen. In einem dazwischenliegenden Bereich ist ein dritter Anschluß 30 oder Zulaufbereich vorgesehen, der mit dem Tankauslaß 14 des Tanks 7 in Verbindung steht, um den Fluß von Kraftstoff durch den Vorratsbereich 27 zu ermöglichen. Ein oberer oder zweiter Anschluß 31 steht in Verbindung mit einem Reinigungs- oder Anlaßkreis, der das Pumpen von Kraftstoff zu dem Vergaser 12 gestattet. Der Kraftstoff wird dem Verteiler 13 aufgrund der Schwerkraft zufließen, und es ist daher erforderlich, daß der Verteiler 13 und der Tank 7 richtig ausgerichtet sind, um die Funktion des Kraftstoffsystems 3 sicherzustellen. Der Vorratsbereich 27 bleibt mit Kraftstoff gefüllt, um eine Art Flüssigkeitsdichtung für die Kraftstoffleitung 11 zu dem Vergaser 12 zu erzeugen. Auf diese Weise werden Luftblasen verhindert, die dazu führen könnten, daß die Leistung des Motors 1 abfällt, oder dieser gar abschaltet.

Für den Betrieb ist vorgesehen, daß der Halter 5 an dem bestimmten Motor 1 verbleibt, mit dem zusammen er benutzt werden soll. Die Kammer 22 ist so ausgebildet, daß sie den Tank 7 aufnimmt, der eine allgemeine Form besitzt, so daß er mit Motoren 1 verschiedenen Modells und verschiedenen Formen benutzt werden kann. Der Tank 7 bildet eine dichte Einheit, wenn er mit dem zweiten Kupplungsteil 9 zusammengefügt wird. Der Tank 7 wird entweder durch den zweiten Kupplungsteil 9 oder auf eine andere brauchbare Weise mit Kraftstoff gefüllt. Der Kraftstoff wird für den betreffenden Motor 1 optimiert, indem vorgemischtes Öl, oder andere Zusätze hinzugefügt werden, die die Abgase verbessern und die Motorleistung erhöhen. Somit wird der Tank 7 dem Benutzer in einem gebrauchsfertigen Zustand zur Verfügung gestellt, und es ist nicht vorgesehen, ihn an Ort und Stelle nachzufüllen. Auf diese Weise wird für den Benutzer die Notwendigkeit vermieden, ein Kraftstoff-Öl-Gemisch abzumessen und den Tank 7 zu füllen, was Dämpfe, Überlaufen von Kraftstoff und Fehler vermeidet, die normalerweise mit solchen Handlungen einhergehen. Der Tank 7 ist auf dem Halter 5 befestigt und an das Kraftstoffsystem 3 durch ein Einrasten des ersten Kupplungsteils 8 in dem zweiten Kupplungsteil 9 angeschlossen, was auf bequeme Weise den Anschluß und die Trennung des Tanks 7 an bzw. von dem Kraftstoffsystem 3 ermöglicht. Die Aufwendigkeit und die Kosten des Tanks 7 werden durch die Verwendung des Verteilers 13 minimiert, der das Kraftstoffsystem 3 entlüftet und eine Verbindung zu der Kraftstoffleitung 11 zu dem Vergaser 12 herstellt. Der Verteiler 13 stellt auch eine Verbindung der Kraftstoffleitung 10 für den Reinigungs- oder Anlaßkreis zu dem Kraftstoffsystem 3 her. Der Vorratsbereich 27 wird von einem kleinen vergrößerten Bereich des Durchgangs des Verteilers 13 gebildet, der eine kleine Menge des Kraftstoffs zurückhält. Auf diese Weise wird eine konstante Abdichtung der Kraftstoffleitung 11 geschaffen.

Auf diese Weise wird ein geeignetes Kraftstoffsystem 3 zur Verfügung gestellt, das einen abgedichteten wegwerfbaren Tank 7 enthält, der ohne Füll- und Mischvorgang benutzt werden kann. Der Kraftstoff selbst kann hinsichtlich der Abgase und der Leistung des Motors 1 optimiert werden. Indem der Tank 7 aus einem wiederverwertbaren Material hergestellt wird, ist der Umwelteinfluß des Kraftstoffsystems bei verringerten Abgasen des Motors 1 gering gehalten.

Claims

Kraftstoffsystem (3) eines Verbrennungsmotors (1) mit einer Kraftstoffleitung (11) zur Abfuhr von Kraftstoff für Verbrennungszwecke und einem Tank (7), der mittels eines Halters (5) mittelbar oder unmittelbar an dem Verbrennungsmotor (1) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung (11) mit einem ersten Kupplungsteil (8) verbunden ist und der Tank (7) einen zweiten Kupplungsteil (9) aufweist, die dichtend miteinander verbindbar sind.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Kupplungsteil (8, 9) ein Sperrventil aufweisen.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (7) mit einem ersten Formschlußteil (16) und der Halter (5) mit einem zweiten Formschlußteil (23) versehen ist, die lösbar miteinander in Verbindung bringbar sind.
Kraftstoffsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formschlußteil (16) in der Art eines über den Tank (7) hinausragenden Formflansches und der zweite Formschlußteil (23) in der Art eines in dem Halter (5) gebildeten Schlitzes mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet ist, der dem Querschnitt des Formflansches im wesentlichen entspricht.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (5) mit einem Stutzen (6) versehen ist, in dem der erste Kupplungsteil (8) gehalten ist.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (7) mit gebrauchsfertig gemischtem Kraftstoff gefüllt ist.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (7) aus einem wiederverwertbaren Material besteht.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verteiler (13) mit einem ersten Anschluß (29) für eine Kraftstoffleitung (11) zur Abgabe von Kraftstoff für den Verbrennungsvorgang, einem zweiten Anschluß (31) für eine Kraftstoffleitung (10) für eine Entlüftungs- und/oder Anlaßvorrichtung und einen dritten Anschluß (30) für die Verbindung mit dem Tank (7).
Kraftstoffsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem dritten Anschluß (29) und (30) ein Vorratsbereich (27) mit einem größeren Durchmesser vorgesehen ist.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß (29) unterhalb des dritten Anschlusses (30) angeordnet ist.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Tank (7) getrennte Entlüftungsvorrichtung, insbesondere in dem Verteiler (13), vorgesehen ist.
Kraftstoffsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den dritten Anschluß (30) ankommende Volumenstrom größer ist als der durch den ersten Anschluß (29) abfließende.
Verwendung eines Kraftstoffsystems nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche für einen Verbrennungsmotor an Geräten der Grundstücks- und Gartenpflege, insbesondere Fadenmähern.