DE3613453A1 - Vorrichtung zum betanken von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betanken von Kraftfahrzeugen mit einer entlang der Kraftstoffleitung über die Zapfsäule verlaufenden Gasrückführleitung, die den Luftraum des zu befüllenden Fahrzeugtanks mit dem Lagerbehälter für den Kraft­ stoff verbindet.

Zur emissionsfreien Betankung von Kraftfahrzeugen und zur Rück­ führung der beim Betanken am fahrzeugseitigen Tankstutzen frei werdenden Kohlenwasserstoffdämpfe sind bereits mehrere Lösungs­ wege vorgeschlagen worden, um entweder das Zapfventil beim Ein­ füllen von Kraftstoff abzudichten oder die flüchtigen Kohlen­ wasserstoffdämpfe zu sammeln, wiederzugewinnen und aufzubereiten.

Ein emissionsfreies Zapfventil mit flexibler Dichtung, welche eine Innendichtung am Einfüllstutzen herstellt, ist aus der DE-OS 34 33 071 bekannt. Die Umgebung des Einfüllstutzens ist hierbei lediglich während des Betankens des Fahrzeugs frei von Dämpfen; beim Zurück­ stecken des Zapfventils in die Zapfsäule entweichen die beim Betan­ ken komprimierten Dämpfe aus dem noch offenen Einfüllstutzen, bis dieser geschlossen wird.

Beim Befüllen von Behältern, insbesondere Kesselwagen, mit Mineralöl­ produkten ist es aus der DE-OS 25 29 218 bekannt, die beim Befüllen verdrängten verdampften Anteile des Ladeguts abzuleiten. Werden die abgeleiteten Dämpfe in den Lagertank zurückgeführt, spricht man von einem Gaspendelverfahren.

Eine Vorrichtung zum Betanken von Kraftfahrzeugen der eingangs ge­ nannten Art ist aus der DE-OS 22 62 109 bekannt. Hierbei verläuft die Gasrückführleitung parallel zu und außerhalb der Kraftstofflei­ tung und verbindet den Luftraum des zu befüllenden Fahrzeugtanks mit dem Lagerbehälter für den Kraftstoff.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die aus dem Fahrzeugtank beim Einfüllen von Kraftstoff verdrängten Gasmengen, die sich aus unverbrannten Kohlenwasserstoffen zusammensetzen, volumetrisch der eingefüllten Kraftstoffmenge entsprechen, weichen bei einem Betan­ kungsvorgang aus dem Einfüllstutzen des Fahrzeugtanks Gasmengen aus, die zu einer allgemeinen Luftverschmutzung, insbesondere aber bei manueller Betätigung des Zapfventils durch den Fahrzeugfahrer bei heute üblicher Selbstbedienung in Tankstellen zu einer Beeinträch­ tigung des Fahrers beim Atmen führen.

Bei der getrennten Anordnung eines Einführrohres und eines Gasrück­ führrohres an der Zapfventilmündung im Einfüllstutzen nach der aus der DE-OS 22 62 109 bekannten Bauart besteht die Gefahr, daß Luft­ sauerstoff eingemischt wird, der beim öffnen des Fahrzeugtanks ein­ geströmt ist. Durch diese Beimischung von Luftsauerstoff entsteht ein hochexplosives Gemisch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer Gasrückführleitung entlang der Kraftstoffleitung der beim Einfüllen von Kraftstoff während des Betankens und des dabei auftretenden Ver­ drängens der Benzindämpfe auftretenden Explosionsgefahr durch gegen­ seitig unterstützende Maßnahmen entgegenzuwirken.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gas­ rückführleitung im Innern der Kraftstoffleitung verläuft, in der Gasrückführleitung eine oder mehrere Flammendurchschlagsicherungen angeordnet sind und eine stromab der Auskopplung der Gasrückführlei­ tung aus der Kraftstoffleitung vorgesehene Gasförderpumpe in Abhängig­ keit von Förderzeit und Fördergeschwindigkeit des in den Fahrzeugtank einzufüllenden Kraftstoffs von dem in jeder Zapfsäule vorhandenen Flüssigkeitsmeßmotor antreibbar ist.

Die Verlegung der Gasrückführleitung in das Innere der Kraftstoff­ leitung verringert den Förderquerschnitt der Kraftstoffleitung nur unwesentlich, erbringt aber den entscheidenden Vorteil, daß die Handhabung des Zapfventils mit Zapfschlauch nicht durch einen pa­ rallel geführten zusätzlichen Schlauch beeinträchtigt wird. Hinzu kommt, daß die Gasrückführleitung im Innern der Kraftstoffleitung während des Betankens von dem aus dem Erdtank hochgepumpten, rela­ tiv kühlen Kraftstoff umgeben ist, so daß mit zunehmender Rückfüh­ rung der aus dem Fahrzeugtank verdrängten Gase einer Verdampfung ent­ gegengewirkt wird und die Gase vorkondensiert werden.

Es ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß bei eventuellen Leckagen der Gasrückführleitung das Eindringen von Luftsauerstoff verhindert wird. Die in einem solchen Fall in die Gasrückführleitung eintretende Flüssig­ keit bietet mit entsprechenden Schaltmitteln eine einfache Möglichkeit, Leckagen erkennbar zu machen.

Entscheidender Vorteil einer innerhalb der Kraftstoffleitung verlegten Gasrückführleitung ist aber, daß Zündquellen entlang des Tankschlauches sich nicht unmittelbar auf die Gasrückführleitung auswirken können.

Durch die Anordnung von Flammensperren wird verhindert, daß eine an­ laufende Zündflamme, die von einer Zündquelle ausgeht, die Gasrück­ führleitung durchläuft und in die Gefahrenzone des Lagerbehälters ge­ langt, in der die dort befindlichen brennbaren Gase entzündet werden könnten. Durch die in die Kraftstoffleitung verlegte Gasrückführlei­ tung ist diese Gefahr ohnehin auf den Bereich des Zapfventils und der Einmündung der Gasrückführleitung in den Lagerbehälter beschränkt.

Um das Zurückführen der beim Einfüllen von Kraftstoff verdrängten brennbaren Dämpfe in der Gasrückführleitung zu unterstützen, ist eine Gasförderpumpe vorgesehen. Damit bei manueller Ein- und Ausschaltung einer solchen Pumpe ein Vor- oder Nachlauf verhindert wird, wodurch gefahrbringende Luftsauerstoffmengen angesaugt werden könnten, die in Vermischung mit den angesaugten Kohlenwasserstoffdämpfen ein brenn­ bares Gemisch erzeugen würden, wird die stromab der Auskopplung der Gasrückführleitung aus der Kraftstoffleitung angeordnete Gasförder­ pumpe in Abhängigkeit von Förderzeit und Fördergeschwindigkeit des in den Fahrzeugtank einzufüllenden Kraftstoffes von dem in jeder Zapfsäule vorhandenen Flüssigkeitsmeßmotor angetrieben. Dieser Flüs­ sigkeitsmeßmotor dient üblicherweise zum Antrieb von Zähl- und Re­ chenwerken und ist in der Zapfsäule untergebracht.

Durch die antriebsmäßige Kopplung der Gasförderpumpe mit dem Flüs­ sigkeitsmeßmotor wird die Laufzeit der Gasabsaugung auf die Laufzeit der Zapfsäulen-Flüssigkeitsabgabe begrenzt. Zusätzliche Antriebsmit­ tel für die Gasförderpumpe sind innerhalb der Zapfsäule nicht erfor­ derlich. Durch ein einmal eingestelltes Übersetzungsverhältnis zwi­ schen der Abtriebswelle des Flüssigkeitsmeßmotors und der Eingangs­ welle der Gasförderpumpe kann die Förderleistung der Gasförderpumpe an die beim Tankvorgang freiwerdenden Gasmengen angepaßt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung steht die Gasförderpumpe mit dem Flüssigkeitsmeßmotor über form- oder kraftschlüssige Antriebsele­ mente, beispielsweise über Zahnriemen- oder Keilriementrieb oder über ein Zahnradgetriebe, in Verbindung.

In weiterer Ausgestaltung ist eine Flammendurchschlagsicherung nahe dem Übergang der Kraftstoffleitung in das Zapfventil und eine wei­ tere Flammendurchschlagsicherung stromauf der Einmündung der Gas­ rückführleitung in den Lagerbehälter angeordnet.

Die Verbindung der Gasrückführleitung mit dem geöffneten Einfüll­ stutzen des Kraftfahrzeugtanks ist so getroffen, daß die Gasrück­ führleitung an der Zapfventilmündung in einer den Tank- oder Ein­ füllstutzen überdeckenden Manschette ausmündet.

Zur Verflüssigung der brennbaren Gase vor dem Eintritt in den La­ gerbehälter ist stromab der in Strömungsrichtung der Gasrückführung zuletzt vorgesehenen Flammendurchschlagsicherung ein Kondensator angeordnet.

Bei allen eichpflichtigen Straßenzapfsäulen ist der Einbau eines Gas­ abscheiders vorgeschrieben, dessen Entlüftungsleitung in die freie Atmosphäre führen muß. In vorteilhafter Weise lassen sich die aus dem Gasabscheider austretenden Gase bei der vorliegenden Bauart ab­ fangen und in den Lagerbehälter zurückführen, indem die Entlüftungs­ leitung des Gasabscheiders in die Gasrückführleitung einmündet.

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Betanken nach der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung wiedergegeben.

Aus einem unterirdisch verlegten Lagerbehälter 2 wird über eine in einer Zapfsäule 21 installierte Flüssigkeitspumpe beim Tankvor­ gang Kraftstoff angesaugt und über eine Kraftstoffleitung 1 zum Zapfventil geführt. Die Kraftstoffleitung endet in einer in den Tank- oder Einfüllstutzen 5 des Fahrzeugs einführbaren Zapfventilmündung 3. Auf radialem Abstand hiervon ist eine Manschette 6 vorgesehen, welche zur Zapfventilmündung einen Ringraum zum Ausweichen der beim Tanken verdrängten brennbaren Gase begrenzt.

Diese Gase gelangen in eine im Innern der Kraftstoffleitung 1 ver­ laufenden Gasrückführleitung 4, werden von einer im Zapfsäulenbereich angeordneten Gasförderpumpe 11 angesaugt und vor Eintritt in die Ge­ fahrzone 10 des Lagerbehälters 2 in einem Kondensator 12 ver­ flüssigt.

Um zu verhindern, daß beim Einmischen von Luftsauerstoff während des Ansaugens der Kraftstoffdämpfe oder Gase und bei gleichzeitigem Auf­ treten einer Zündquelle Explosionsflammen die Gasrückführleitung durch­ schlagen und in die Gefahrzone 10 des Lagerbehälters 2 gelangen, wo sie die dort befindlichen brennbaren Gase entzünden könnten, sind im Ausführungsbeispiel zwei Flammendurchschlagsicherungen 7 und 9 vorgesehen, die als im Querschnitt kreis- oder kreisringförmige Dewy- Siebe ausgebildet sind.

Eine dieser Flammendurchschlagsicherungen, nämlich die Sicherung 7, befindet sich am Übergang der Kraftstoffleitung 1 in das, bezogen auf die Kraftstoff-Einfüllrichtung, hintere Ende des Zapfventils. Aus Sicherheitsgründen ist eine weitere Flammendurchschlagsicherung 9 in der zum Lagerbehälter 2 führenden Druckleitung der Gasför­ derpumpe 11 zwischen dieser und dem Kondensator 12 angeordnet.

Die aus bandförmigen Lamellen bestehenden Flammendurchschlagsicherungen haben eine solche axiale Länge, daß entstehende anlaufende Zündflammen bis unter die Zünd-Temperatur abgekühlt werden.

Die Gasförderpumpe 11 wird über ein Zahnradgetriebe 23 von einer Abtriebswelle des in der Zapfsäule ohnehin vorhandenen Flüssigkeits­ meßmotors 22 angetrieben. Dieser Flüssigkeitsmeßmotor dient normaler­ weise zum Antrieb von Zähl- und Rechenwerken für die Anzeige des ge­ zapften Kraftstoffes nach Volumen und Preis. Die Gasförderpumpe 11 wird so lange und so schnell angetrieben, wie Kraftstoff getankt wird. Dadurch wird ein Vor- oder Nachlauf der Gasförderpumpe verhindert, wo­ durch ein frühzeitiges oder ein nachträgliches Ansaugen von Luftsauer­ stoff vermieden wird.

Um auch die in einem Gasabscheider 24 austretenden Gase abzufangen und in den Lagerbehälter 2 zurückzuführen, ist eine Entlüftungslei­ tung 14 des Gasabscheiders 24 stromab der Gasförderpumpe 11 mit der Gasrückführleitung 4 verbunden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Betanken von Kraftfahrzeugen mit einer entlang der Kraftstoffleitung über die Zapfsäule verlaufenden Gasrückführleitung, die den Luftraum des zu befüllenden Fahrzeugtanks mit dem Lagerbe­ hälter für den Kraftstoff verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasrückführleitung (4) im Innern der Kraftstoffleitung (1) verläuft, in der Gasrückführleitung (4) eine oder mehrere Flam­ mendurchschlagsicherungen (7, 9) angeordnet sind und eine strom­ ab der Auskopplung der Gasrückführleitung (4) aus der Kraftstoff­ leitung (1) vorgesehene Gasförderpumpe (11) in Abhängigkeit von Förderzeit und Fördergeschwindigkeit des in den Fahrzeugtank einzu­ füllenden Kraftstoffs von dem in jeder Zapfsäule (21) vorhandenen Flüssigkeitsmeßmotor (22) antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas­ förderpumpe (11) mit dem Flüssigkeitsmeßmotor (22) über form- oder kraftschlüssige Antriebselemente in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebselemente als Zahnriemen- oder Keilriementrieb ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente als Zahnradgetriebe (23) ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flammendurchschlagsicherung (7) nahe dem Übergang der Kraft­ stoffleitung (1) in das Zapfventil angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Flammendurchschlagsicherung (9) stromauf der Ein­ mündung der Gasrückführleitung (4) in den Lagerbehälter (2) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammendurchschlagsicherungen (7, 9) als im Querschnitt kreis- oder kreisringförmige Dewy-Siebe ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasrückführleitung (4) an der Zapfventilmündung (3) in einer den Tankstutzen (5) des Fahrzeugtanks überdeckenden Manschette (6) ausmündet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der in Strömungsrichtung der Gasrückführung zuletzt vorgesehenen Flammendurchschlagsicherung (beispielsweise 9) ein Kondensator (12) zur Verflüssigung der brennbaren Gase angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (14) eines in der Zapfsäule (21) vor­ gesehenen Gasabscheiders (24) in die Gasrückführleitung (4) einläuft.