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Die
Erfindung betrifft eine Zapfpistole für Kraftstoff für eine mit
einer ein- und ausschaltbaren Abgabepumpe ausgerüstete Vollschlauch-Zapfanlage, mit
einem Ventilgehäuse
mit einem Abgaberohr, Abgabeventil und einem Schlauchanschluß, einer
Betätigungseinrichtung
mit einem Betätigungshandgriff und
einer Abschaltautomatik zur Überfüllsicherung, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
einer derartigen bekannten Zapfpistole, wie sie etwa in der
DE 35 28 612 C1 beschrieben
ist, sammelt sich das im Inneren der hohlen Ventilspindel befindliche
Zapfmedium nach Beendigung des Zapfvorgangs, wenn die Zapfpistole
in annähernd
senkrechter Stellung an die Zapfsäule zurückgehängt wird, im dann unteren Bereich
des Ventilgehäuses
in der Nähe
des Abgabeventils und kann beim Herausnehmen der Zapfpistole zu
Beginn eines weiteren Zapfvorgangs bei nach vorn geneigtem Zapfventil unkontrolliert
auslaufen, was zu Verschmutzungen und schädlichen Umwelteinwirkungen
führen
kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zapfpistole der eingangs
genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß in der hohlen Ventilspindel
enthaltene Zapfflüssigkeit
nach Abschluß eines
bzw. bei Beginn eines neuen Zapfvorgangs nicht unkontrolliert austritt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Zapfpistole nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung sieht weiter bevorzugt vor, daß in der Ventilspindel ein
Anschlag gebildet ist, gegen den die Zugstange bei gelöstem Betätigungshandgriff
federbelastet anliegt.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Anschlag
als zusätzliche
Dichtstelle und/oder als Drosselstelle für den Spülkreislauf ausgebildet ist.
Hierbei kann vorgesehen sein, daß bei Betätigung des Betätigungshandgriffs
eine Öffnung
zunächst
des Anschlags und danach des Öffnungsspalts
erfolgt.
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Die
Erfindung sieht bevorzugt vor, daß das erste Schließelement
fest mit einem von der Vollschlauchfeder beaufschlagten Lagerschaft
verbunden und das zweite Schließelement
federbelastet und axial begrenzt verschieblich auf dem Lagerschaft geführt ist.
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Als
Alternative kann umgekehrt vorgesehen sein, daß das zweite Schließelement
fest mit einem von der Vollschlauchfeder beaufschlagten Lagerschaft
verbunden und das erste Schließelement
federbelastet und axial begrenzt verschieblich auf dem Lagerschaft
geführt
ist.
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Weiterhin
sieht die Erfindung bevorzugt vor, daß zwischen der Unterdruckkammer
und der Füllstandsfühlerleitung
ein Sicherheitsventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper in
einer nach oben weisenden Stellung des Abgaberohrs schwerkraftbedingt selbsttätig schließt.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
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1 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung im Schnitt zeigt;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Teils der Ausführungsform
nach 1 mit geschlossenem Abgabeventil zeigt:
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3 eine
Darstellung entsprechend 2 in einem ersten Teilöffnungszustand
zeigt;
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4 eine
Darstellung entsprechend 2 in einem zweiten Teilöffnungszustand
zeigt;
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5 eine
Darstellung entsprechend 2 in einem vollständig geöffneten
Zustand zeigt;
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6 eine
Darstellung entsprechend 2 in einem offenen, drucklosen
Zustand zeigt;
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7 und 8 eine
erste und zweite Ausführungsform
des Abgabeventilkörpers
zeigen; und
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9 eine
Variante der Ausführungsform nach 2 zeigt.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Zapfpistole
im Schnitt, mit einem Ventilgehäuse 1,
einem Einlaufadapter 2, mit dem ein nicht dargestellter Schlauch
zur Verbindung mit einer Zapfsäu le
bzw. Abgabepumpe zu verbinden ist, einem Auslaufrohr 3 sowie
einem Betätigungshandgriff 4.
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Wie 2 mehr
im einzelnen zeigt, ist im Inneren des Ventilgehäuses 1 ein Abgabeventilsitz 14 ausgebildet
und ein zugeordneter, von einer Vollschlauchfeder 13 belasteter
Abgabeventilkörper 10, 11 sowie
eine axial verschiebbare, hohle Ventilspindel 6 angeordnet,
die in einem im wesentlichen zylindrischen Lagergehäuse 9 geführt ist.
In der Ventilspindel 6 ist eine mit dem Betätigungshandgriff 4 verbundene
Zugstange 5 geführt.
Die Ventilspindel 6 und die Zugstange 5 sind durch
eine zu einer Abschaltautomatik 15, 17, 18 gehörenden Rasteinrichtung
mit Verriegelungsrollen 16 kuppelbar und entkuppelbar.
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Die
Abschaltautomatik weist eine Unterdruckkammer 15a mit einer
damit in Stömungsverbindung
stehenden Füllstandsfühlerleitung 3b und eine
im Bereich des Abgabeventilsitzes 14 mündende Unterdruckleitung 1c sowie
eine Druckausgleichskammer 15b und eine kammertrennende,
die Rasteinrichtung betätigende
Membran 15 auf. Die Membran 15 wird in Richtung
auf die Druckausgleichskammer 15b von einer Membranfeder 17 vorgespannt, wobei
der Abschaltunterdruck der Abschaltautomatik durch die Membranfeder 17 einstellbar
ist.
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Die
Membran 15 ist mit einem Membrankäfig 18 mit Ausgleichsspiel
verbunden, in dem die Verriegelungsrollen 16 lagern. Bei
einer die Abschaltung auslösenden
Bewegung der Membran in Richtung auf die Unterdruckkammer 15a,
entgegen der Kraft der Membranfeder 17, zieht die Membran
den Membrankäfig 18 quer
zur Längsachse
der Ventilspindel 6 heraus, so daß sich die Membranrollen 16 aus
einer Quernut 5c der Zugstange 5 und einer Quernut 6a der
Ventilspindel 6 herausbewegen. Eine Schließfeder 7,
die die Ventilspindel 6 beaufschlagt, sorgt dann trotz
gezogenem Betätigungshandgriff 4 dafür, daß sich die
Ventilspindel 6 gegen die beiden Schließelemente 10, 11 des
Abgabeventilkörpers
legt und gegen den Strom des Zapfmediums dichtend an den Abgabeventilsitz 14 anlegt.
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Die
Schließfeder 8 drückt die
Zugstange 5 gegen einen Anschlag 6b, der in bevorzugter
Ausgestaltung als ringförmige
Dichtstelle ausgebildet ist. Beim Ziehen des Betätigungshandgriffs 4 besteht
im Bereich der Verriegelungsrollen 16 zwischen Ventilspindel 6 und
Zugstange 5 ein Spiel in axialer Richtung von etwa 0,5
mm, d. h. die Zugstange wird zuerst um ca. 0,5 mm bewegt, bevor
auch die Ventilspindel bewegt wird, so daß im Bereich des Anschlags 6b bei
Ziehen des Betätigungshandgriffs 4 ein
Spalt von etwa 0,5 mm gebildet wird, durch den das Zapfmedium hindurchtreten
kann. Durch Kalibrierung des genannten Axialspiels kann im Bereich des
Anschlags eine Drosselstelle zur Erzielung einer kontrollierten
Durchströmung
gebildet werden.
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Der
Abgabeventilkörper
ist in zwei Schließelemente 10, 11 unterteilt,
von denen ein erstes Schließelement 11 mit
dem Abgabeventilsitz 14 zusammenwirkt und fest mit einem
von der Vollschlauchfeder 13 beaufschlagten Lagerschaft 13a verbunden
ist. Das zweite Schließelement 10 ist
in geringem Maße
axial verschieblich auf dem Lagerschaft 13a gehalten (7),
wobei zwischen erstem und zweitem Schließelement 10, 11 eine
Schließorganfeder 12 angeordnet
ist, die bestrebt ist, die beiden Elemente in einem geringen gegenseitigen
Abstand zu halten, so daß dazwischen
ein Öffnungsspalt 10a gebildet
wird, sofern dieser nicht durch eine oder beide der Schließfedern 7, 8 geschlossen
wird (Betätigungshandgriff 4 losgelassen
oder Abschaltautomatik ausgelöst).
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Beim
Ziehen des drehbar an einer Lagerachse 1a am Gehäuse 1 gelagerten
und mit Dichtung 21 abgedichteten Betätigungshandgriffs 4 greift
ein Handhebelbolzen 4a an einer vorderen Flanke 5a der Längsnut 5b der
Zugstange 5 ein und schiebt diese gemeinsam mit der Ventilspindel 6 zusammen
mit den in einer Quernut 5c der Zugstange 5 lagernden Verriegelungsrollen 16 nach
vom (in 2 nach links) und spannt somit
die beiden Schließfedern 7, 8.
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In
einem ersten Schritt (3) wird dabei lediglich die
Zugstange 5 mit den Verriegelungsrollen 16 um
das bereits genannte Maß von
etwa 0,5 mm axial bewegt, bis die Verriegelungs rollen 16 an
einer vorderen Flanke einer Quernut 6a der Ventilspindel 6 zum
Anliegen kommen. Bei dieser Verlagerung wird die Zugstange 5 von
dem Anschlag 6b an der Ventilspindel 6 abgehoben
und dadurch die erste Abdichtung im Bereich des Anschlags 6b geöffnet.
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In
einem zweiten Schritt (4) werden die Zugstange 5 und
die Ventilspindel 6 gemeinsam axial weiterbewegt, so daß die Schließorganfeder 12 entlastet
wird, bis das zweite Schließelement 10 an
einer Anlage 11a an dem Lagerschaft 13a anliegt,
wobei sich das zweite Schließelement 10 von
dem ersten Schließelement 11 abhebt
und den Öffnungsspalt 10a bildet,
so daß auch
eine zweite Abdichtung geöffnet
ist.
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In
dieser Phase ist die Kraft der Schließorganfeder 12, mit
der diese das erste Schließelement 11 (nach
rechts) gegen den Abgabeventilsitz 14 drückt, annähernd gleich
groß wie
die aufgrund des Förderdrucks
des Zapfmediums auf das erste Schließelement 11 (nach
links) einwirkende Axialkraft, so daß die Abdichtung im Bereich
des Abgabeventilsitzes 14 abgeschwächt oder teilweise aufgehoben
ist und das Zapfmedium mit einem geringen Mengenstrom zwischen Abgabeventilsitz 14 und
erstem Schließelement 11 im
Bereich 14a hindurchtreten kann. Dies ermöglicht ein
genaues Dosieren des Zapfmediums bei der Abgabe in ein Behältnis („centgenaues
Tanken").
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In
einem dritten Schritt (5) werden die Zugstange 5 und
die Ventilspindel 6 zusammen mit den Verriegelungsrollen 16 axial
weiterbewegt, wodurch die Schließfedern 7, 8 weiter
gespannt werden und der Abgabeventilkörper 10, 11 vollständig von dem
Abgabeventilsitz 14 abhebt.
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Wie 5 zeigt,
wird dabei ein Spalt 14b gebildet, durch den das Zapfmedium
mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
hindurchtritt, so daß in
dem Spalt 14b ein erstes Niederdruckgebiet gebildet wird. Durch
dieses Niederdruckgebiet wird ein Spülkreislauf angetrieben, der
eintrittseitig durch einen über
einem Teil des Umfangs des Lagergehäuses 9 verlaufenden Ringkanal 9c,
der mit dem Zapfmedium in Verbindung steht, gebildet wird und sich über einen axialen
Kanal, eine Spülkammerbohrung 9a,
eine Filterstelle 9b, die durch einen Spalt zwischen dem
Lagergehäuse 9 und
der Ventilspindel 6 gebildet wird, und axial bis zu dem
Anschlag 6b und dem Öffnungsspalt 10a fortsetzt.
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Gleichzeitig
wird im Bereich eines dem Spalt 14b benachbarten Ringkanals 14d,
an dem die zur Unterdruckkammer 15a führende Unterdruckleitung 1c mündet, ein
zweites Niederdruckgebiet ausgebildet, welches über die Unterdruckleitung 1c,
die Unterdruckkammer 15a, einen Ringkanal 9d,
einen weiteren Ringkanal 3a und die Füllstandsfühlerleitung 3b mit
der Umgebung verbunden ist, so daß sich hier normalerweise kein
Unterdruck einstellt, sofern die Füllstandsfühlerleitung 3b nicht
in Flüssigkeit
eintaucht.
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Dadurch,
daß in
der vorstehend beschriebenen Weise Umgebungsluft durch die Füllstandsfühlerleitung 3b eingesaugt
werden kann und im Bereich des Ringkanals 14d in das Zapfmedium
eintritt, bildet sich ein Kräftegleichgewicht
an der Membran 15 aus, nämlich bedingt durch die Druckverhältnisse
oberhalb der Membran in der Unterdruckkammer 15a und unterhalb
der Membran in der Druckausgleichskammer 15b sowie durch
die vorgebbare Federkraft der Membranfeder 17.
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Sobald
der Tank voll ist und das freie Ende der Füllstandsfühlerleitung 3b in
flüssigen
Kraftstoff eintaucht, wird keine Luft, sondern Kraftstoff durch die
Füllstandsfühlerleitung 3b eingesaugt,
und aufgrund der erheblichen Dichte- und Viskositätsunterschiede
zwischen Luft und Kraftstoff kommt es zu einem Aufbau eines Unterdrucks
innerhalb der Unterdruckkammer 15a aufgrund des zweiten
Niederdruckgebiets im Bereich des Ringkanals 14d.
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Die
Membran 15 wird nun entgegen der Rückstellkraft der Membranfeder 17 in
Richtung auf die Unterdruckkammer 15a gezogen und zieht über den
Membrankäfig 18 die
Verriegelungsrollen 16 aus den Quernuten 5c, 6a von
Zugstange 5 und Ventilspindel 6.
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Die
Schließfeder 7 sorgt
dann trotz gezogenem Betätigungshandgriff 4 dafür, daß sich die
Ventilspindel 6 (nach rechts) gegen den Abgabeventilkörper 10, 11 bewegt
und diesen gegen den Dichtsitz 14 zur Anlage bringt, so
daß der
Strom des Zapfmediums unterbrochen wird. Dabei wird auch der Öffnungsspalt 10a gegen
die Kraft der Schließorganfeder 12 geschlossen.
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Die
Dichtstelle im Bereich des Anschlags 6b schließt sich,
wenn der Betätigungshandgriff 4 losgelassen
wird und die Zugstange 5 durch die Schließfeder 8 in
ihre Schließposition
in Richtung auf den Abgabeventilsitz 14 bewegt wird.
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Der
innere Bereich des Spülkreislaufs
ist durch die beiden Dichtstellen 6b und 10a,
O-Ring 6e (4) in einer Ringnut der Ventilspindel 6 zwischen dieser
und dem Lagergehäuse 9 sowie
O-Ringe 9f, 9g in Ringnuten im Lagergehäuse 9 zwischen
diesem und dem Ventilgehäuse 1 trotz
geöffneter
Bohrung 9a abgedichtet. Wenn der Betätigungshandgriff 4 losgelassen
wird, werden die Quernuten 5c, 6a wieder übereinandergebracht,
wodurch die Verriegelungsrollen 16 unter der Wirkung der
Membranfeder 17 wieder ihre Verriegelungsstellung einnehmen. Eine
Verdrehung von Zugstange oder Ventilspindel wird durch Eingriff
des Handhebelbolzens 4a in Längsnuten von Zugstange und
Ventilspindel verhindert.
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Wenn
es beispielsweise durch Ausfall der Abgabepumpe zu einem Druckabfall
stromauf des Abgabeventils kommt, ohne daß sich die Druckverhältnisse
beiderseits der Membran 15 verändern und ohne daß der Betätigungshandgriff 4 losgelassen wird,
sorgt die Vollschlauchfeder 13 dafür, daß der Abgabeventilkörper 10, 11 gegen
den Abgabeventilsitz 14 zur Anlage kommt, so daß verhindert
wird, daß sich
der Schlauch entleert oder Luft eindringt (6).
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7 zeigt
in vergrößertem Maßstab eine bevorzugte
Ausführung
des Abgabeventils mit Abgabeventilsitz 14 und Abgabeventilkörper 10, 11.
Die Vollschlauchfeder 13 stützt sich an einem Anschlag 22,
der über
den Lagerschaft 13a fest mit dem ersten Schließelement 11 ver bunden
ist, ab und spannt den Abgabeventilkörper in Richtung auf den Abgabeventilsitz 14 vor,
so daß die
Vollschlauchdichtheit gewährleistet
ist. Der Öffnungsspalt 10a zwischen
den beiden Schließelementen 10, 11 ist
deutlich zu erkennen.
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8 zeigt
eine Variante des Abgabeventils, die ebenfalls die genannte Funktion
der Vollschlauchdichtheit gewährleistet.
Die Vollschlauchfeder 13 stützt sich am Anschlag 22 ab,
der sich am Lagerschaft 13a befindet, der wiederum mit
dem zweiten Schließelement 10 fest
verbunden ist. Die Feder 12 bewirkt im unbelasteten Zustand
die Bildung des Öffnungsspalts 10a.
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Wie
beispielsweise 1 und 2 erkennen
lassen, verfügt
das erfindungsgemäße Zapfventil über eine
integrierte Tropfensammlerkammer 25, die in einer Einhängeposition
des Zapfventils, in der das Auslaufrohr 3 nach oben weist, äußerlich
an dem Auslaufrohr anhaftendes Zapfmedium sammelt und bei einem
anschließenden
Zapfvorgang durch eine Engstelle 3c dosiert wieder abgibt.
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Aus 1 geht
weiter hervor, daß der
Betätigungshandgriff 4 an
seinem freien Ende mit einer Aufhalteeinrichtung zusammenwirken
kann, die einen schwenkbaren Rasthebel 23 mit zwei Rastpositionen 23c und 23d aufweist.
Durch Druck auf ein unteres Ende des Rasthebels bei 23b wird
dieser im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß ein Querbolzen 4b des
Betätigungshandgriffs 4 in
eine der Rastpositionen 23c, 23d einrasten kann.
Dabei wird eine Feder 23a gespannt, deren Rückstellkraft
geringer ist als die durch die beiden Schließfedern 7, 8 erzeugte
Rückstellkraft,
so daß die
Aufhalteeinrichtung bei Auslösen
der Abschaltautomatik überwunden wird.
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2 zeigt,
daß zwischen
der Unterdruckkammer 15a und der Füllstandsfühlerleitung 3b ein Sicherheitsventil 19 angeordnet
ist, dessen Ventilkörper 19a (Kugel,
sowohl in Öffnungs-
als auch in Schließstellung
dargestellt) in einer nach oben weisenden Stellung des Abgaberohrs 3 schwerkraftbedingt
selbsttätig
schließt.
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- 1
- Ventilgehäuse
- 1a
- Lagerachse
- 1c
- Unterdruckleitung
- 2
- Einlaufadapter
- 3
- Auslaufrohr
- 3a
- Ringhand
- 3b
- Füllstandsfühlerleitung
- 3c
- Engstelle
- 4
- Betätigungshandgriff
- 4a
- Handhebelbolzen
- 4b
- Querbolzen
- 5
- Zugstange
- 5a
- Flanke
- 5b
- Längsnut
- 5c
- Quernut
- 6
- Ventilspindel
- 6a
- Quernut
- 6b
- Anschlag
- 6e
- O-Ring
- 7,
8
- Schließfeder
- 9
- Lagergehäuse
- 9a
- Bohrung
- 9b
- Spülkammerbohrung
- 9d
- Filterstelle
- 9f,
g
- O-Ring
- 10,
11
- Abgabeventilkörper (Schließelemente)
- 10a
- Öffnungsspalt
- 11a
- Anlage
- 12
- Schließorganfeder
- 13
- Vollschlauchfeder
- 13a
- Lagerschaft
- 14
- Abgabeventilsitz
- 14a
- Bereich
von 14
- 14b
- Spalt
- 14d
- Ringkanal
- 15
- Membran
- 15a
- Unterdruckkammer
- 15b
- Druckausgleichskammer
- 16
- Verriegelungsrollen
- 17
- Membranfeder
- 18
- Membrankäfig
- 19
- Sicherheitsventil
- 19a
- Ventilkörper
- 21
- Dichtung
- 22
- Anschlag
- 23
- Rasthebel
- 23a
- Schließfeder
- 23c,
d
- Rastposition
- 25
- Tropfensammlerkammer