DE2731886A1

DE2731886A1 - Verschluss fuer den fuellstutzen eines kraftstoffbehaelters

Info

Publication number: DE2731886A1
Application number: DE19772731886
Authority: DE
Inventors: Jun Paul H Sloan
Original assignee: Stant USA Corp
Current assignee: Stant USA Corp
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR2358596B3; JPS5740028B2; CA1092059A; JPS5320054A; FR2358596A1

Description

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STANT MANUFACTURING COMPANY, INO. Conneroville, Indiana, V.St.A.

Verschluß für den Füllstutzen eines Krnftstoffbehiiltera

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungsringe zum Abdichten von zwischen benachbarten Flachen vorhandenen Ringräumen. Derartige Dichtungsringe werden häufig auch als O-Dichtungsringe bezeichnet. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung einen Dichtungsring, der im radialen Querschnitt, d.h. in einer die Achse des Ringes enthaltenden Ebene, einen allgemein C-förmigen Querschnitt hat.

Dichtungsringe, die in radialen Querschnitten, welche in ihre Achsen enthaltenden Ebenen liegen, einen unrunden Querschnitt haben, sind bereits bekannt, z.B. aus den nachstehenden US-PSen: 1 697 814, 2 271 777, 2 547 185, 2 729 478,

2 733 052, 2 746 778, 2 882 073, 2 906 552, 3 015 510,

3 085 515, 3 052 476, 3 127 049, 3 347 556, 3 366 392, 3 418 001, 3 490 232, 3 498 623, 3 572 539, 3 591 207, 3 746 209, 3 854 761, 3 918 605.

Veiterhin sind Dichtungsringe der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, in den nachstehenden ausländischen Patentschriften beschrieben: GB-PS 926 789, DT-OS 2 262 968 und NL-Octrooiaanvrage 6 710 603.

Wenn solche Dichtungsringe aus elastischen Materialien hergestellt sind, werden sie beim Gebrauch zusammengedrückt, um teilweise oder vollständig jeweils einen Ringraum zwischen benachbarten Bauteilen auszufüllen, um diese Bauteile gegeneinander abzudichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte elastische Dichtungsringe zum Abdichten von Ringräumen zwischen benachbarten Bauteilen, insbesondere zum Abdichten eines Kraftstofftankdeckels gegenüber dem Füllstutzen eines Kraftstofftanks zu schaffen.

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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die Schaffung eines elastischen Dichtungsrings gelöst, der geeignet ist, einen Ringraum abzudichten, wie er entsteht, wenn eine erste, radial veiter innen liegende Fläche in axialer Richtung gegenüber einer zweiten, radial weiter außen liegenden Fläche vorgeschoben wird» Hierbei ist die radiale Breite des Ringraums kleiner als die radiale Abmessung des Dichtungsrings. Der Dichtungsring weist eine sich radial nach außen öffnende Ringnut auf, die durch eine axial weiter innen liegende Lippe, eine axial weiter außen liegende Lippe und einen die Lippen miteinander verbindenden, radial nach innen versetzten Steg abgegrenzt wird. Jede der beiden Lippen weist eine axial nach innen gerichtete und eine axial nach außen gerichtete Fläche auf. Der Stegabschnitt besitzt eine radial nach innen gerichtete Fläche und eine radial nach außen weisende Fläche. Die genannte Ringnut wird mindestens teilweise durch die axial nach außen gerichtete Fläche der inneren Lippe, die axial nach innen gerichtete Fläche der äußeren Lippe und die radial nach außen weisende Fläche des Stegs gebildet. Wird dieser Dichtungsring in axialer Richtung in den Ringraum eingeführt, kommt die axial nach innen gerichtete Fläche der axial weiter innen liegenden Lippe zur Anlage an der genannten zweiten Fläche, wobei eine anfängliche Abdichtung herbeigeführt wird. Wird die erste Fläche zusammen mit dem Dichtungsring axial weiter gegenüber der zweiten Fläche nach innen bewegt, beginnt die axial nach innen gerichtete Fläche der inneren Lippe, über die zweite Fläche hinwegzugleiten. Diese wischende Bewegung bewirkt, daß auf die innere Lippe ein Biegemoment aufgebracht wird, das auch auf den axial veiter innen liegenden Teil des Stegs wirkt, wobei sich die innere Lippe gegenüber Ihrem entspannten Zustand gleichzeitig axial nach außen und radial nach innen bewegt.

Das auf diese Weise erzeugte Biegemoment bewirkt, daß längs der axial nach innen gerichteten Fläche der inneren Lippe eine Zugspannung entsteht und daß die axial nach außen weisende Fläche der inneren Lippe in radialer Richtung einer Druck-

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spannung ausgesetzt wird. Bei dieser axialen, nach außen gerichteten Vischbewegung der inneren Lippe wird der Dichtungsring elastisch in der Weise eingerollt, daß eine zweite Abdichtung zwischen der genannten ersten Fläche und der radial nach innen gerichteten Fläche des Dichtungsrings herbeigeführt wird. Hierbei steht die an dieser zweiten Abdichtungsstelle wirksame Kraft im Gleichgewicht mit der an der ersten Abdichtungsstelle wirksamen Kraft.

Wird die erste Fläche des Dichtungsrings gegenüber der zweiten Fläche weiter nach innen bewegt, erzeugen die auf die axial weiter innen liegende Lippe wirkenden Kräfte ein zweites Biegemoment nahe dem sich radial erstreckenden, axial weiter innen liegenden Teil des Dichtungsrings, und hierbei bewirkt der Einrollvorgang, daß die radial nach innen gerichtete Fläche des Stegs an ihrem inneren axialen Ende radial nach außen gedrückt wird. Dieses zweite Biegemoment wird dadurch hervorgerufen, daß sich die Zugspannung längs der axial weiter innen liegenden Fläche der inneren Lippe mit der Zugspannung an der radial nach innen weisenden Fläche des Stegs ausgleicht und daß sich die Druckspannung längs der axial nach außen gerichteten Fläche der axial weiter innen liegenden Lippe mit der Druckspannung ausgleicht, die auf die radial nach außen weisende Fläche des Stegs wirkt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kommt die axial nach innen gerichtete Fläche der äußeren Lippe zur Anlage an der zweiten abzudichtenden Fläche. Eine Zugspannung, die längs der axial nach innen gerichteten Fläche der äußeren Lippe wirkt, und eine Druckspannung, der die axial nach außen gerichtete Fläche der äußeren Lippe ausgesetzt ist, erzeugen ein drittes Drehmoment, durch das die äußere Lippe axial nach außen gedrückt wird. Diese zuletzt genannte Zugspannung führt zu einer Verringerung der Druckspannung längs der äußeren Umfangsflache des Stegs derart, daß die äußere Umfangsflache des Stegs an ihrer Übergangsstelle zu der axial weiter außen liegenden Lippe radial nach außen gezogen wird. Hat der Dichtungsring seine volle Einbautiefe erreicht, bewirkt die axial

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nach innen gerichtete Fläche der äußeren Lippe eine direkte Druckabdichtung zwischen der Lippe und dem Füllstutzen sowie einer axial nach innen gerichteten Fläche des Kraftstofftankdeckels.

Bei zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung weist die axial nach außen gerichtete Fläche der inneren Lippe einen ersten Druckring auf, zu dem eine axial nach außen weisende obere Fläche und eine unter einem Winkel geneigte, axial nach außen und radial nach innen verlaufende Fläche gehören. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die geneigte Fläche unter einem Winkel von etwa 45° zur Oberseite des ersten Druckrings angeordnet. Wenn die erste Fläche und der Dichtungsring vollständig in die zweite Fläche eingeführt sind, steht der erste Druckring in Berührung mit einer Wand der Nut, so daß eine Abdichtung an einer vierten Stelle bewirkt wird.

Bei zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist ein zweiter Druckring an der axial nach innen gerichteten Fläche der äußeren Lippe ausgebildet. Zu diesem zweiten Druckring gehören eine axial nach innen weisende untere Fläche und eine dagegen geneigte, radial und axial nach innen gerichtete Fläche, welch letztere unter einem Winkel von etwa 45° zur Unterseite des zweiten Druckrings verläuft.

Bei zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Ringnut des Dichtungsrings zum Teil durch die radial nach außen weisende Fläche eines geraden Stegs gebildet, der sich zwischen den beiden Lippen erstreckt und die betreffenden Lippenflächen miteinander verbindet. Der Steg weist ferner eine gerade, radial nach innen gerichtete Fläche auf, die zur Anlage an der ersten Fläche kommt. Durch das Aufbringen des genannten zweiten Biegemoments wird der Steg nahe seinem inneren Ende radial nach außen durchgebogen und im Bereich seines äußeren Endes radial nach innen an die erste Fläche angepreßt.

Bei einer dritten Ausführungsform hat der Steg gekrümmte Innen- und Außenflächen, die zügig in die Wände der inneren

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und der äußeren Lippe übergehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Flg. 1 in einem axialen Schnitt einen Kraftstofftankdeckel mit einem erfindungsgemäßen Dichtungsring, der am Füllstutzen eines Kraftstofftanks angebracht ist;

Fig. 2 einen vergrößerten axialen Schnitt des Dichtungsrings nach Fig. 1, der den Dichtungsring im entspannten Zustand zeigt;

Fig. 3 den Kraftstofftankdeckel nach Fig. 1 für den Fall, daß der Dichtungsring nach Fig. 1 und 2 nicht die richtige Lage einnimmt, wobei zu erkennen ist, daß der Dichtungsring bestrebt ist, den Kraftstofftankdeckel wieder in seine richtige Lage zu bringen;

Fig. 4 in einem axialen Schnitt einen Kraftstofftankdeckel mit einem Dichtungsring nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei der Deckel am Füllstutzen des Kraftstofftanks angebracht ist;

Fig. 5 einen verkürzten, vergrößerten axialen Schnitt des Dichtungsrings nach Fig. 4, der den Dichtungsring im entspannten Zustand zeigt;

Fig. 6 den Kraftstofftankdeckel nach Fig. 4 für den Fall, daß der Dichtungsring nach Fig. 4 und 5 gegenüber dem Füllstutzen nicht die richtige Lage einnimmt und bestrebt ist, den Deckel in seine richtige Lage zu bringen;

Fig. 7 in einem axialen Schnitt einen Kraftstofftankdeckel mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsrings in Verbindung mit dem Füllstutzen eines Kraftstofftanks;

Fig. 8 einen verkürzten, vergrößerten axialen Schnitt des Dichtungsrings nach Fig. 7, der den Dichtungsring im entspannten Zustand zeigt;

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Fig. 9 den Kraftstofftankdeckel nach Fig. 7 für den Fall, daß der Dichtungsring nach Fig. 7 und 8 gegenüber dem Füllstutzen nicht die richtige Lage einnimmt und bestrebt ist, den Deckel in die richtige Lage zu bringen;

Fig. 10 in einem axialen Schnitt einen Kraftstofftankdeckel mit einer weiteren Ausfuhrungsform eines Dichtungsrings nach der Erfindung in Verbindung mit dem Füllstutzen eines Kraftstofftanks;

Fig. 11 einen verkürzten, vergrößerten axialen Schnitt des Dichtungsrings nach Fig. 10, der den Dichtungsring im entspannten Zustand zeigt; und

Fig. 12 den Kraftstofftankdeckel nach Fig. 10 für den Fall, daß der Dichtungsring nach Fig. 10 und 11 gegenüber dem Füllstutzen nicht die richtige Lage einnimmt und bestrebt ist, den Deckel in seine richtige Lage zu bringen.

In Fig. 1 ist ein Dichtungsring 10 dargestellt, der einen Ringraum 12 zwischen einer radial weiter innen liegenden ersten Fläche 14, ζ.Β«, einer radial nach außen gerichteten Fläche eines Gehäuses 16 eines Kraftstofftankdeckels 18 mit einem Verschlußteil und einem Überdruck-Unterdruck-Entlüftungsventil, und einer zweiten, radial weiter außen liegenden Fläche 20, z.B. der radial nach innen weisenden Fläche des FUIlstutzens 22 eines Kraftstoffbehälters, abdichtet.

Gemäß Fig. 2 weist der Dichtungsring 10 eine sich radial nach außen öffnende Ringnut 24 auf, und er ist mit einer axial weiter innen liegenden Lippe 26, einer axial weiter außen angeordneten Lippe 28 und einem radial nach innen versetzten, die Lippen verbindenden Stegabschnitt 30 versehen. Die innere Lippe 26 weist eine axial nach innen gerichtete Fläche 32 and eine axial nach außen weisende Fläche 34 auf. Zu dem Steg 30 gehören eine radial nach innen gerichtete Fläche 26 und eine radial nach außen weisende Fläche 38. Die äußere Lippe 28 besitzt eine axial nach innen weisende Fläche 40 und eine axial nach außen gerichtete Fläche 42.

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Gesäß Fig. 2 wird die sich radial nach außen öffnende Ringnut 24 durch die Flächen 34, 38 und 40 abgegrenzt. Zu der radial nach innen weisenden Fläche 36 des Stegs gehören ein äußeres Ende bzw. ein Rand 44 und ein inneres Ende bzw. ein Rand 46.

Gemäß Fig. 1 ist der Dichtungsring 10 üb die Außenfläche 14 des Ventilgehäuses des Kraftstofftankdeckels 18 herumgelegt. Wird der Deckel 18 gegenüber dem Füllstutzen 22 axial nach innen bewegt, kommt die innere Fläche 32 zur Anlage an der Lippe 48 am äußeren Ende des Füllstutzens 22, so daß an einer ersten Stelle eine Abdichtung zwischen den Flächen 14 und 20 bewirkt wird. Beim weiteren Einführen des Deckels gleiten die Flächen 20 und 32 relativ zueinander.

Die an der Lippe 48 eintretende Berührung bewirkt, daß ein erstes Biegemoment entsteht, durch das die innere Lippe 26 des Dichtungsrings axial nach außen und radial nach innen gedrückt wird. Dieses erste Biegemoment erzeugt eine Zugspannung längs der Fläche 32 und eine Druckspannung längs der Fläche 34, so daß zwischen den Flächen 14 und 44 eine Kraft wirksam wird, die im Gleichgewicht mit einer zwischen den Flächen 20 und 32 wirksamen Kraft steht.

Bei der weiteren axialen Einwärtsbewegung des Deckels tritt längs des Randes 46 des Dichtungsrings ein zweites Biegemoment auf, wodurch der Dichtungsring 10 so eingerollt wird, daß sein innerer Rand 46 im Bereich der inneren Fläche 36 radial nach außen gedrückt wird. Gleichzeitig mit diesem zweiten Biegemoment tritt längs der Fläche 32 eine Zugspannung auf, durch welche die Zugspannung längs der Fläche 36 ausgeglichen wird. Längs der Fläche 34 entsteht eine Druckspannung, die sich mit der Druckspannung längs der Fläche 38 ausgleicht. Der äußere Rand 44 der Fläche 36 wird gegen die Umfangsfläche 14 des Ventilgehäuses 16 gedrückt. Die elastische Durchbiegung an dem Rand 46 ermöglicht es den Dichtungskräften, die durch die innere Fläche 32 der inneren Lippe 26 auf die Lippe 48 des Füllstutzens ausgeübt werden, ins Gleich-

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gevicht mit der Kraft zu kommen, die durch den Rand 44 auf die Fläche 14 aufgebracht wird. Nach dem Erreichen des Gleichgewichtszustands ist der Ringraum 12 somit in radialer Richtung abgedichtet.

Wird der Deckel 18 axial in den Füllstutzen 22 eingeführt, kommt auch die innere Fläche 40 der äußeren Lippe 28 zur Anlage an der Lippe 48 des Füllstutzens 22. Hierdurch wird auf die Lippe 28 ein Biegemoment aufgebracht, so daß auf die Fläche 40 eine Zugspannung und auf die Fläche 42 eine Druckspannung wirkt. Die Wirkung der Zugspannung auf die Fläche verringert hierbei die Wirkung der Druckspannung auf die Fläche 38. Gleichzeitig verringert die Druckspannung an der Fläche 42 die Zugspannung an der Fläche 36. Hierdurch wird das Einrollen des Stegs 30 radial nach außen an seinem inneren Ende verstärkt, so daß sich die Kraft vergrößert, die der äußere Rand 44 der Fläche 36 auf die Fläche 14 ausübt. Der Rand 44 hält die durch die Fläche 40 auf die Fläche 20 des Füllstutzens 22 aufgebrachte Kraft und eine Komponente der durch die Fläche 14 auf das Ventilgehäuse 16 ausgeübten Kraft im Gleichgewicht, so daß zwischen den Flächen 14 und 20 eine direkte ruhende Druckabdichtung bewirkt wird.

Der Dichtungsring 10 kann axialen und radialen Verlagerungsbewegungen unter der Wirkung statischer oder dynamischer Kräfte einen Widerstand entgegensetzen, um eine Unterbrechung der Abdichtung des Ringraums 12 verhindern. Jede Relativbewegung der Flächen 14 und 20 führt nach Bedarf zu einer Verringerung oder einer Vergrößerung der radialen und/oder axialen Druckkräfte, die zwischen diesen Flächen zur Wirkung kommen. Hierbei entsteht gleichzeitig das Bestreben, den Dekkel 18 gegenüber dem Füllstutzen 22 wieder in die richtige Lage zu bringen. Diese Wirkungsweise geht am deutlichsten aus Fig. 3 hervor, wo der Deckel 18 gegenüber dem Füllstutzen 22 nicht die richtige Lage einnimmt. Eine solche Verlagerung kann z.B. bei einem Zusammenstoß hervorgerufen werden. Die Zunahme der axialen und/oder radialen Zusammendrückung

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des rechten Teils des Dichtungsrings 10 in Fig. 3 wird von einer entsprechenden Verringerung der Zusammendrückung des Dichtungsrings auf der linken Seite begleitet. Da der Dichtungsring zu seiner Achse symmetrisch ist, bewirkt die zusätzliche Zusaamendruckung auf der rechten Seite, daft zwischen der axial nach innen gerichteten Fläche 49 des Deckels 18, die das Ventilgehäuse 16 umgibt, und der Lippe 48 des Füllstutzens 22 eine Rückstellkraft auftritt. Diese Rückstellkraft ist bestrebt, die Kraft auszugleichen, welche durch den Dichtungsring 10 über den ganzen Umfang des Deckels 18 und des Füllstutzens 22 auf die Flächen 48 und 49 aufgebracht wird.

Der Dichtungsring 10 kann aus einem beliebigen elastischen Material hergestellt werden, das chemisch hinreichend widerstandsfähig ist, so daft es nicht mit Stoffen reagiert, mit denen es in Berührung gebracht wird. Beispielsweise kann man einen Dichtungsring für den Füllstutzendeckel des Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs zum Abdichten gegen Kraftstoffdämpfe aus Urethankautschuk herstellen. Bei einem solchen erfindungsgemäß hergestellten Dichtungsring betrug der Außendurchmesser etwa 50 mm und der Innendurchmesser etwa 40 mm. Der Steg 30 hatte eine Wandstärke von etwa 1,5 mm. Die Dicke des Dichtungsrings, d.h. die Länge der Wand 36, betrug etwa 6,4 mm. Die Lippen 26 und 28 hatten dort, wo sie in den Steg 30 übergingen, eine axiale Dicke von etwa 2 mm.

In Fig. 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsrings dargestellt, wobei Elemente, die Elementen des Dichtungsrings nach Fig. 1 bis 3 bezüglich ihrer Wirkungsweise entsprechen oder ähneln, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Gemäß Fig. 4 bis 6 weist die axial nach außen gerichtete Fläche 34 der inneren Lippe 26 einen Druckring oder Wulst 50 auf, zu dem eine axial nach außen gerichtete obere Fläche 52 und eine der Ringnut 24 zugewandte, axial nach außen gerichtete und radial nach innen verlaufende Fläche 54 gehören,

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wobei die Fläche 54 gegen die Fläche 52 unter einem Winkel von etwa 45° geneigt ist. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 52 und der axial nach innen gerichteten Fläche 32 der inneren Lippe 26 erstreckt sich eine radial nach außen weisende Fläche 56. Die Fläche 34 der inneren Lippe 36 verläuft unter einem Winkel von etwa 10° gegen die Waagerechte.

Die axial nach innen weisende Fläche 40 der äußeren Lippe 28 ist gemäß Fig. 5 mit einem oberen Druckring 60 versehen, der eine axial nach innen gerichtete untere Fläche 62 und eine radial nach innen und axial nach außen geneigte Fläche 64 aufweist. Die Fläche 64 bildet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Fläche 62 einen Winkel von etwa 45°. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 62 und der äußeren Fläche 42 der äußeren Lippe 28 erstreckt sich eine radial nach außen gerichtete Fläche 66. Die Fläche 40 ist gegen die Waagerechte unter einem Winkel von etwa 10° geneigt.

Der Dichtungsring nach Fig. 4 bis 6 verhält sich beim Aufbringen von Druck etwas anders als der Dichtungsring nach Fig. 1 bis 3. Gemäß Fig. 4 bis 6 wird die innere Lippe 26 doppelt bzw. in entgegengesetzten Richtungen durchgebogen, um den Ringraum 12 in radialer Richtung abzudichten. Gemäß Fig. 4 kommt unter normalen Bedingungen die Fläche 62 des Druckrings 60 nicht in Berührung mit der Lippe 48 des Füllstutzens 22. Nur dann, wenn gemäß Fig. 6 ein Fluchtungsfehler zwischen dem Deckel 18 und dem Füllstutzen 22 vorhanden ist, wird der Druckring 60 zwischen der Lippe 48 des Füllstutzens und der Fläche 49 eingeklemmt, um den Deckel 18 wieder in seine normale Lage zn bringen.

Wenn die innere Fläche 32 der inneren Lippe 26 anfänglich in Berührung mit der Lippe 48 des Füllstutzens kommt, wird diese Lippe gewöhnlich einem Biegemoment ausgesetzt, so daß sie wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 axial nach außen und radial nach innen durchgebogen wird, während die Fläche 14 gegenüber der Fläche 20 weiter axial nach innen bewegt wird.

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Die Lippe 26 wird veiter axial nach außen durchgebogen, bis die Fläche 52 des Druckrings 50 an der inneren Fläche 40 der äußeren Lippe 28 nahe der Fläche 64 des Druckrings 60 anliegt, In diesem Zeitpunkt steht die Fläche 56 des Druckrings 50 in Berührung Bit der Fläche 64 des Druckrings 60. Die weitere axiale Einwärtsbewegung der Fläche 14 gegenüber der Fläche 20 führt dazu, daß der Druckring 50 gegen die äußere Lippe gedrückt und in der aus Fig. 4 bis 6 ersichtlichen Weise im Bereich des Pfeils 70 doppelt bzw. in entgegengesetzten Richtungen durchgebogen wird. Diese doppelte Durchbiegung nahe dem äußeren Rand der inneren Lippe 26 führt dazu, daß diese Lippe an die Lippe 48 des FUllstutzens 22 angepreßt wird. Die auf das Material der Lippe 26 im Bereich des Druckrings 50 aufgebrachten Druckkräfte stehen im Gleichgewicht mit Druckkräften, die auf das Material der Lippe 28 radial innerhalb des Druckrings 60 wirken. Die beiden genannten Bereiche des Dichtungsrings werden somit zwischen der Lippe 48 des Füllstutzens 22 und der Fläche 49 des Deckels 18 eingeklemmt.

Ein erfindungsgemäßer Dichtungsring 10 nach Fig. 4 bis 6 kann beispielsweise mit den nachstehend genannten Abmessungen hergestellt werden. Axiale Länge der Fläche 36 etwa 6,4 mm; axiale Länge der Fläche 38 etwa 2,3 mm; radiale Dicke des Stegs 30 etwa 3 mm; axiale Abmessung der Lippen 26 und 28 an der Fläche 38 etwa 3,8 mm; axialer Abstand zwischen den Flächen 52 und 62 etwa 1 mm; axialer Mindestabstand zwischen den Flächen 32 und 42 etwa 4 mm; axiale Länge der Flächen und 66 etwa 1,5 mm; radiale Abmessung der Flächen 52 und 62 etwa 0,5 mm; Außendurchmesser des Dichtungsrings etwa 54 mm und Innendurchmesser des Dichtungsrings etwa 40 mm.

Fig. 8 zeigt eine dritte Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsrings mit einer sich radial nach außen öffnenden Ringnut 24, einer axial weiter innen liegenden Lippe 26 und einer axial weiter außen angeordneten Lippe 28, die mit der Lippe 26 durch einen Stegabschnitt 30 verbanden ist. Die radial nach innen gerichtete Fläche 36 und die radial nach außen weisende Fläche 38 des Stegabschnitts 30 sind

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beide so gekrUaunt, daß sie die betreffenden Flächen der Lippen 26 und 28 miteinander verbinden. Somit bildet die Fläche 38 eine zügige Verbindung zwischen der axial nach innen weisenden Fläche 40 der Lippe 28 und der axial nach außen gerichteten Fläche 34 der Lippe 26. Entsprechend bildet die Fläche 36 des Stegabschnitts 30 eine zügige Verbindung zwischen der axial nach innen weisenden Fläche 32 der Lippe 26 und der axial nach außen gerichteten Fläche 42 der Lippe 28. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 9 sind somit zwischen den Flächen 34, 38, 40 bzw. den Flächen 32, 36, 42 keine scharf ausgeprägten Kanten oder Unterbrechungen vorhanden.

Bei dieser Ausführungsform ist ebenso wie bei derjenigen nach Fig. 4 bis 6 die axial nach außen gerichtete Fläche 34 der Lippe 26 mit einem Druckring 50 versehen, der eine axial nach außen gerichtete Fläche 52 und eine axial nach außen gerichtete und radial nach innen geneigte Fläche 54 aufweist. Die Fläche 54 ist gegen die Fläche 52 wiederum unter einem Winkel von z.B. etwa 45° geneigt. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 52 und der gekrümmten Fläche 32 erstreckt sich eine in axialer Richtung verlaufende Umfangsfläche 56.

Ferner ist die axial nach innen weisende Fläche 40 der äußeren Lippe 28 mit einem Druckring 60 versehen, der eine axial nach innen gerichtete Fläche 62 und eine radial und axial nach innen verlaufende Fläche 64 aufweist. Die Fläche 64 bildet mit der Fläche 62 z.B. einen Winkel von etwa 45°. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 62 und der gekrümmten Fläche 42 erstreckt sich eine axial verlaufende Umfangsfläcbe 66.

Der Dichtungsring nach Fig. 7 bis 9 verhält sich im Gebrauch allgemein ähnlich wie derjenige nach Fig. 4 bis 6. Die innere Lippe 26 wird doppelt bzw. entgegengesetzt durchgebogen, um den Ringraum 12 in radialer Richtung abzudichten. Gemäß Fig. 7 kommt unter normalen Bedingungen die Fläche 62 des Druckrings 60 nicht in Berührung mit der Lippe 48 des Füllstutzens 22. Nur wenn gemäß Fig. 9 ein Fluchtungsfehler zwischen dem

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Deckel 18 und den Füllstutzen 22 vorhanden ist, wird der Druckring 60 zwischen der Lippe 48 und der Unterseite 49 des Deckels eingeklemmt, um den Deckel in seine normale Lage nach Fig. 7 zu bringen.

Normalerweise, d.h. wenn die innere Fläche 32 der inneren Lippe 26 in Berührung mit der Lippe des Füllstutzens kommt, wird auf die Lippe 26 ein Biegemoment aufgebracht, so daß diese Lippe wie bei den vorstehend beschriebenen Ausftthrungsbeispielen axial nach außen und radial nach innen durchgebogen wird, wenn die Fläche 14 weiter axial gegenüber der Fläche 20 nach unten bewegt wird.

Die Lippe 26 wird hierbei weiter axial nach außen durchgebogen, bis die Fläche 52 des Druckrings 50 an der inneren Fläche 40 der äußeren Lippe 28 nahe der Fläche 64 des Druckrings 60 anliegt. Hierbei kommt die Fläche 56 des Druckrings 50 zur Anlage an der Fläche 64 des Druckrings 60. Vird die Fläche 14 gegenüber der Fläche 20 weiter axial nach Innen bewegt, wird der Druckring 50 an die äußere Lippe 28 angepreßt, und der Dichtungsring wird gemäß Fig. 7 bis 9 im Bereich des Pfeils 70 doppelt bzw. in entgegengesetzten Richtungen durchgebogen. Diese doppelte Durchbiegung nahe dem äußeren Rand der inneren Lippe 26 tritt ein, wenn die Lippe 26 längs des Umfangs der Lippe 48 des Füllstutzens zusammengedrückt wird. Die im Bereich des Druckrings 50 auf das Material der Lippe 26 wirkenden Druckkräfte stehen im Gleichgewicht mit den Druckkräften, die auf das Material der Lippe 28 in der Nähe des Druckrings 60 auf seinen radial weiter innen liegenden Teil wirken. Die beiden genannten Bereiche werden zwischen der Lippe 48 des Füllstutzens 22 und der Unterseite 49 des Deckels 18 eingeklemmt.

Nachstehend sind als Beispiele zweckmäßige Abmessungen eines Dichtungsrings 10 nach Fig. 7 bis 9 genannt. Maximale axiale Abmessung des Dichtungsrings etwa 5,7 mm; maximale axiale Breite der Ringnut 24 etwa 4,T mm; Dicke des Stegs 30 zwischen den Wänden 36 und 38 etwa 2,5 mm (annähernd gleichmäßig);

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maxiaale radiale Abmessung des Dichtungsrings etwa 5,3 mm; axialer Abstand zwischen den Flächen 34 und 52 etwa 1,8 mm; radiale Breite der Flächen 52 und 62 etwa 0,5 mm; Außendurchmesser des Dichtungsrings etwa 51 mm und Innendurchmesser des Dichtungsrings etwa 40 mm.

Werden die beschriebenen Dichtungsringe mit den genannten Abmessungen, in der beschriebenen Form und aus den genannten Materialien hergestellt, wird die gewünschte Dichtungswirkung erzielt. Bei den beschriebenen Dichtungsringen sind die Lippen so ausgebildet, daß ihre Fasern sowohl auf Zug als auch auf Druck gleichmäßig beansprucht werden. Gemäß der Erfindung wird es für zweckmäßig gehalten, die Lippen so auszubilden, daß sie sich von dem Steg weg in radialer Richtung nach außen verjüngen. Dies ist der Grund für die beschriebene Krümmung der Fläche 32, die dazu beiträgt, daß sich beim Einführen des Dichtungsrings in den Füllstutzen die beschriebene Wischbewegung abspielt. Außerdem wird der Dichtungsring beim Vorhandensein eines Fluchtungsfehlers gegen Beschädigungen geschützt.

Der Steg 30 ist so ausgebildet, daß er sich in die Ringnut 24 zwischen den Lippen 26 und 28 hinein durchbiegt. Dies trägt dazu bei, daß z.B. bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 6 die auf die Fläche 14 des Ventilgehäuses 16 ausgeübte Dichtungskraft auf den Bereich des Randes 44 konzentriert wird. Ferner trägt die beschriebene Anordnung dazu bei, daß der Bereich der unteren Lippe 26 nahe dem äußeren Rand der Fläche 32 außer Berührung mit der Innenfläche 20 des Füllstutzens gehalten wird, wodurch verhindert wird, daß dieser Bereich bestrebt ist, sich in die Wand des Fttllstutzens einzugraben, was das Abnehmen des Deckels 18 erschweren würde.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 9 kommt der Druckring 50 der inneren Lippe 26 in feste Berührung mit der ihm gegenüberliegenden Fläche der Ringnut 24, so daß eine dynamische Abdichtung des Ringraums 12 bewirkt wird.

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Die Ringnut 24 soll eine solche axiale Breite haben, daß sich die Lippe 26 axial nach außen und radial nach innen durchbiegen kann, ohne hierbei durch die äußere Lippe 28 behindert zu werden. Somit können die Flächen des Druckrings in Berührung mit den Vandflachen der Ringnut 24 treten. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 9 bedeutet dies, daß die axiale Länge des Stegs 30 zweckmäßig größer ist als die maximale radiale Gesamtabmessung des Stegs und der Lippe 26.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß es zur Erzielung dieser Wirkungsweise zweckmäßig ist, der Lippe 26 eine radiale Abmessung zu geben, die mindestens zwei Dritteln der axialen Abmessung des Stegs 30 entspricht.

In Fig. 10 bis 12 ist eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsrings dargestellt, wobei Elemente, die hinsichtlich ihrer Wirkungsweise Elementen der Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 9 entsprechen oder ähneln, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Gemäß Fig. 10 bis 12 ist die axial nach außen weisende Fläche 34 der inneren Lippe 26 mit einem Druckring oder Wulst 50 versehen, der eine axial nach außen gerichtete obere Fläche 52 und eine axial nach außen gerichtete und radial nach innen geneigte Fläche 54, die der Ringnut 24 zugewandt ist, aufweist· Die Fläche 54 ist gegen die Fläche 52 unter einem Winkel von etwa 45° geneigt. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 52 und der axial nach innen weisenden Fläche 32 der inneren Lippe 26 erstreckt sich eine radial nach außen gerichtete Fläche 56. Die Fläche 34 der inneren Lippe 26 bildet mit der Waagerechten einen Winkel von etwa 10°.

Die axial nach innen weisende Fläche 40 der Lippe 28 ist mit einem oberen Druckring 60 versehen, zu dem eine axial nach innen weisende untere Fläche 62 und eine radial rerlaufende, axial nach innen geneigte Fläche 64 gehören. Die Fläche 64 bildet im vorliegenden Fall mit der Fläche 62 einen Winkel von etwa 45°. Zwischen dem äußeren Rand der Fläche 62 und der

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axial nach außen weisenden Fläche 42 der äußeren Lippe 28 erstreckt sich eine radial nach außen gerichtete Fläche 66. Die Fläche 40 ist gegen die Waagerechte unter eines Winkel von etwa 10° geneigt.

Der Dichtungsring nach Fig. 10 bis 12 verhält sich unter der Wirkung von Druckkräften im wesentlichen ebenso wie derjenige nach Fig. 1 bis 3. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 wird die axial weiter innen liegende Lippe 26 in der gleichen Weise durchgebogen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3, um den Ringraum 12 in radialer Richtung abzudichten. Der Dichtungsring nach Fig. 10 bis 12 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 bis 3 durch das Vorhandensein der Druckringe oder Wulste 50 und 60.

Gemäß Fig. 10 kommt unter normalen Betriebsbedingungen die Fläche 62 des Druckrings 60 zur Anlage an der Lippe 48 des Füllstutzens 22. Wenn die axial nach innen weisende Fläche 32 der inneren Lippe 26 in Berührung mit der Lippe 48 kommt, wird diese Lippe gewöhnlich einem Biegemoment ausgesetzt. Wird die Fläche 14 axial weiter gegenüber der Fläche 20 nach unten bewegt, wird sie ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen axial nach außen und radial nach innen durchgebogen.

Das Durchbiegen der Lippe 26 axial nach außen setzt sich fort, bis die Fläche 52 des Druckrings 50 an der axial nach innen weisenden Fläche 40 der äußeren Lippe 28 nahe der Fläche 38 des Stegs 30 anliegt. Ist der Verschluß 16 vollständig in den Füllstutzen 22 eingeführt, ist der Druckring 60 zwischen den Flächen 48 und 49 einem Druck ausgesetzt. Gemäß Fig. 10 bewirkt die Berührung zwischen den Flächen 52 und 40 eine feste Abdichtung zwischen der Fläche 14 des Verschlusses 16 und der Innenfläche 20 des Füllstutzens 22.

Der Dichtungsring nach Fig. 10 bis 12 kann z.B. die nachstehend angegebenen Abmessungen aufweisen. Axiale Länge der Fläche 36 etwa 6,4 mm; axiale Länge der Fläche 38 etwa 2,3 mm;

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radiale Dicke des Stegs 30 etwa 3 ms; axiale Abmessung der Lippen 26 und 28 nahe der Fläche 38 etwa 3,8 η; axialer Abstand zwischen den Flächen 52 and 62 etwa 1 ■■; axialer Mindestabstand zwischen den Flächen 32 and 42 etwa 4 m; axiale Länge der Flächen 56 und 66 etwa 1,5 aa; radiale Länge der Flächen 52 und 62 etwa 0,5 u; Außendurchmesser des Dichtungsrings etwa 51 m und Innendurchmesser des Dichtungsrings etwa 40 ua.

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Claims

2 7 3 i 8 8 C ANSPRÜCHE

1. Verschluß fUr den Füllstutzen eines Kraftstoffbehälters, gekennzeichnet durch einen Deckel (18) für den Füllstutzen (22), wobei der Deckel eine radial nach außen verlaufende, sich in der Umfangsrichtung erstreckende, axial nach innen gerichtete Dichtungsflanschfläche (49) sowie einen sich von dieser aus axial nach innen erstreckenden, allgemein zylindrischen Abschnitt aufweist, so daß eine erste radial weiter innen liegende Fläche (14) vorhanden ist, wobei der Füllstutzen mit einer axial nach außen gerichteten ringförmigen Dichtungslippe (48) versehen ist und eine allgemein zylindrische Form hat, um eine zweite radial weiter außen liegende Fläche (20) zu bilden, und wobei die erste Fläche in axialer Richtung gegenüber der zweiten Fläche nach innen bewegt wird, wenn der Deckel in seine Schließstellung gegenüber dem Füllstutzen gebracht wird, wobei die erste und die zweite Fläche einen Ringraum (12) abgrenzen, sowie durch einen elastischen Dichtungsring (10) zum Abdichten des Ringraums, der auf der ersten Fläche nahe der Abdichtungsflanschfläche des Deckels angeordnet ist, wobei die radiale Breite des Ringraums kleiner ist als die radiale Breite des Dichtungsrings, wobei der Dichtungsring eine axial weiter innen angeordnete Lippe (26) und eine axial weiter außen angeordnete Lippe (28) aufweist, die sich in der Umfangsrichtung und radial nach außen erstrecken, sowie einen sich axial erstreckenden Steg (30), der die innere Lippe mit der äußeren Lippe verbindet, wobei der Steg der genannten ersten Fläche des Deckels benachbart ist, wobei die innere und die äußere Lippe jeweils eine axial nach innen gerichtete Fläche (32, 40) und eine axial nach außen gerichtete Fläche (34, 42) aufweisen, wobei der Steg eine der ersten Fläche des Deckels benachbarte, radial nach innen gerichtete Fläche (36) und eine radial nach außen weisende Fläche (38) besitzt, wobei die axial nach außen

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ORIGINAL INSPECTED

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weisende Fläche der inneren Lippe, die axial nach innen gerichtete Fläche der äußeren Lippe und die radial nach außen weisende Fläche des Stegs eine sich radial nach außen öffnende Ringnut (24) abgrenzen und wobei der Dichtungsring so geformt ist, daß seine innere Lippe dann, wenn die genannte erste Fläche gegenüber der genannten zweiten Fläche axial nach innen bewegt wird, axial nach außen elastisch verformt wird, um eine Wischbewegung gegenüber der zweiten Fläche auszuführen.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nach außen gerichtete Fläche (34) der inneren Lippe (26) des Dichtungsrings (10) einen ersten Druckring (50) aufweist, der gegenüber der axial nach außen weisenden Fläche der inneren Lippe axial nach außen ragt, und daß eine elastische Durchbiegung des Stegs (30) und eine von einer Wischbewegung begleitete elastische, axial nach außen gerichtete Durchbiegung der inneren Lippe eine Abdichtungsberührung zwischen dem ersten Druckring und einer der die Ringnut abgrenzenden Flächen (42) herbeiführt.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nach innen gerichtete Fläche (40) der äußeren Lippe (28) des Dichtungsrings (10) eine ringförmige, radial verlaufende und axial nach innen geneigte Fläche (42) aufweist und der erste Druckring (50) mit einer in der Umfangsrichtung verlaufenden, sich radial nach außen erstreckenden Fläche (52) versehen ist, so daß eine axial nach außen erfolgende Wischbewegung der inneren Lippe (26) bewirkt, daß die ringförmige, radial verlaufende, sich axial erstreckende Fläche und die in der Umfangsrichtung verlaufende, sich radial nach außen erstreckende Fläche des ersten Druckrings zur Anlage aneinander gebracht werden.

4. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die ringförmige, radial verlaufende und axial nach innen geneigte Fläche (42) an einem zweiten Druckring (60) ausgebildet ist, mit dem die axial nach innen gerichtete Fläche (40)

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der äußeren Lippe (28) versehen ist.

5. Verschlug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere axiale Einwärtsbewegung der ersten Fläche (14) in die zweite Fläche (20) hinein nach der Herstellung einer Berührung der ringförmigen, radial verlaufenden und axial nach innen geneigten Fläche (40) der äußeren Lippe (28) alt der in der Umfangsrichtung verlaufenden, sich radial nach außen erstreckenden Fläche (52) des ersten Druckrings (50) bewirkt, daß der erste Druckring und der Bereich der äußeren Lippe in der Nähe der ringförmigen, radial verlaufenden und axial nach innen geneigten Fläche zusammengedrückt werden und daß die innere Lippe (26) in der entgegengesetzten Richtung durchgebogen wird, während sie sich der Form der Lippe (48) des Füllstutzens (22) anpaßt.

6. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nach innen gerichtete Fläche (40) der äußeren Lippe (28) die Lippe (48) des Füllstutzens (22) berührt, wenn der Deckel (18) gegenüber dem Füllstutzen seine Schließstellung einnimmt.

7. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Lippe (28) elastisch axial nach außen durchgebogen wird, wenn sie in Berührung mit der Lippe (48) des FUlIstutzens (22) kommt.

8. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial weiter außen liegende äußere Lippe (28) des Dichtungsrings (10) zwischen der Lippe (48) des Füllstutzens (22) und der axial nach innen gerichteten Dichtungsfläche (49) des Deckels (18) elastisch eingeklemmt wird, um eine direkte axiale Druckabdichtung des Deckels gegenüber dem Füllstutzen zu bewirken.

9. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nach innen gerichtete Fläche (32) der inneren Lippe (26) des Dichtungsrings (10) gleichmäßig abgerundet

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ist, um zu verhindern, daß sich der Dichtungsring in den Füllstutzen (22) eingräbt und hierdurch das Abnehmen des Deckels (18) von dem Füllstutzen erschwert.

10. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abmessung des Dichtungsrings (10) größer ist als seine radiale Abmessung.

11. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abmessung der Ringnut (24) des Dichtungsrings (10) größer ist als die radiale Abmessung der axial nach außen weisenden Fläche (34) der inneren Lippe (26).

12. Anordnung mit einem Kraftstoffbehälter-FUllstutzendeckel, einem Füllstutzen und einem eine Abdichtung zwischen dem Deckel und dem Füllstutzen bewirkenden Ring, dadurch gekennzeichnet , daß der Ring mit einer axial weiter innen angeordneten Lippe (26) und einer axial weiter außen angeordneten Lippe (28) versehen ist, die in der Umfangsrichtung verlaufen und sich radial nach außen erstrekken und durch einen den Deckel (18) umschließenden Steg (30) miteinander verbunden sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die axial weiter außen angeordnete Lippe (28) an ihrem äußeren Rand einen in der Umfangsrichtung verlaufenden, sich nach innen erstreckenden Wulst (60) und die innere Lippe (26) an ihrem äußeren Rand einen in der Umfangsrichtung verlaufenden, nach außen ragenden Wulst (50) aufweist.

14. Dichtungsring für einen Kraftstoffbehälter-FUllstutzendeckel mit einem in einen Füllstutzen einführbaren Schaft und einem in der Umfangsrichtung verlaufenden, sich radial nach außen erstreckenden Abdichtungsflansch am äußeren Ende des Schaftes, gekennzeichnet durch einen dem Schaft des Deckels benachbarten ringförmigen Stegabschnitt (30), eine axial weiter innen angeordnete Lippe (26) zum Zusammenarbeiten mit dem Füllstutzen (22) und eine axial weiter

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außen liegende Lippe (28), wobei sich die Lippen in der Umfangsrichtung des Stegabschnitts erstrecken und von ihm aus radial nach außen ragen.

15. Dichtungsring nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die axial veiter außen liegende Lippe (28) dem Abdichtungsflansch des Deckels (18) benachbart ist.

16. Dichtungsring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die axial veiter außen angeordnete Lippe (28) des Dichtungsrings zvischen dem Flansch des Deckels (18) und dem äußeren axialen Ende (48) des Füllstutzens (22) eingeklemmt ist, venn der Deckel (18) seine Schließstellung gegenüber dem Füllstutzen einnimmt.

17. Dichtungsring nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippen (26, 28) eine sich radial nach außen öffnende Ringnut (24) bilden und daß die Herstellung einer Berührung zvischen der inneren Lippe und dem Füllstutzen (22) bevirkt, daß die innere Lippe elastisch axial nach außen in die Ringnut hinein durchgebogen wird.

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