DE3739517C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Füllbegren­ zung von Tankfahrzeugen gemäß den im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE-A 11 09 473 ist eine derartige Vorrichtung zur Füllbe­ grenzung von Tankfahrzeugen mit einem Einfüllventil bekannt. Diese Vorrichtung enthält eine durch die obere Tankdecke geführte vertikal ausgerichtete Leitung, in welcher oberhalb des maximalen Füllstandes ein Einfüllventil angeordnet ist. Ein Schwimmer ist mittels eines Hebels direkt an einer Klappe des Ventils angelenkt und taucht vergleichsweise tief in das Medium ein. Aufgrund der direkten Ankopplung des Schwimmers mittels des Hebels muß ein relativ großer Abstand zur Decke des Tanks eingehalten werden. Das Tankvolumen kann somit nicht optimal ausgenutzt werden, Ferner muß der Schwimmer eine relativ große Masse aufweisen, um nach dem Absperren des Ventils eine selbständige Öffnung ermög­ lichen zu können. Die direkte Verbindung des Schwimmers mit dem Hebel der Klappe läßt eine Verlängerung oder eine Änderung eines Übersetzungsverhältnisses praktisch nicht zu, da ansonsten das Totraumvolumen zwischen der maximalen Füllstandshöhe und der Decke des Tanks unerwünscht groß würde. Zur Entleerung des Tanks sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.

Ferner ist aus der CH-PS 4 06 071 eine Vorrichtung zur Füllbegren­ zung mit einem zweiarmigen Hebel bekannt, an dessen einem Ende eine Ventilstange und an dessen anderem Ende der Schwimmer angeordnet ist. Das Ventil ist unmittelbar an der Tankdecke befestigt. Das Ventil schließt entgegen der Kraft einer Druck­ feder, mittels welcher nach dem Abstellen der Einfüllpumpe und dem Zurückgehen des Druckes in der Einfülleitung der Ventile von seinem Ventilsitz abgehoben wird. Die Federkraft dieser Druck­ feder ist von unterschiedlichen Einflüssen abhängig, wobei hier beispielshaft auf das Temperaturverhalten und das Langzeitverhal­ ten hingewiesen sei. Auch die Viskosität des Mediums kann inso­ weit einen Einfluß ausüben; wird beispielsweise Dieselkraftstoff eingefüllt, welcher bekanntlich bei tiefen Temperaturen parafi­ nieren kann, so können verfestigte Teile des Dieselkraftstoffes im Bereich der Feder sich festsetzen und somit die wirksame Federkraft verändern, Das Schließen des Ventils ist folglich nicht eindeutig abhängig von der Füllstandshöhe, Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der genannten Art mit geringem konstruktiven Aufwand dahingehend weiterzubilden, daß eine gute Reproduzierbarkeit des Schließens bei einer vorgegebenen Füllstandshöhe erreicht wird und nach dem Ansprechen der Überfüllsicherung mit geringem Aufwand die Tank­ entleerung durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Füllbegrenzung von Tankfahr­ zeugen zeichnet sich durch einen funktionssicheren Aufbau aus, wobei aufgrund der Anlenkung des Hebels an der Decke des Tanks sowie der Verbindung mittels den Koppelgliedern eine zweckmäßige Hebelübersetzung der Schwimmerbewegung auf die Klappe erreicht und das Totraumvolumen über der maximalen Füllstandshöhe klein­ gehalten werden kann. Da beim Schließen des Ventils keine Feder­ kraft überwunden werden muß, kann das Gewicht des Schwimmers klein gehalten werden, wobei ferner die Viskosität und/oder die Dichte des eingefüllten Mediums auf das Schließen des Ventils nur noch wenig Einfluß haben. Es wird eine gute Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit des Schließvorganges bei einer definierten Füllstandshöhe gewährleistet. Die Koppelglieder können als Hebelgestänge, Bowdenzüge, Zahnriemenantriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Ist die vorgegebene Füllstandshöhe erreicht, so erfolgt die vollständige Schließung der Klappe aufgrund des einströmenden Mediums, wobei der Schwimmer über die Füllhöhe angehoben wird. Wird nun die Förderpumpe abgeschaltet, so bewirkt der auf der Klappeninnenseite anstehende statische Druck des Mediums zumindest ein teilweises Öffnen der Klappe, wobei diese Öffnungsbewegung unterstützt wird durch den auf die Oberfläche des Mediums sich absenkenden Schwimmer. Die Drehachse der Klappe ist in zweckmäßiger Weise außenmittig angeordnet und durch den an der Innenseite der Klappe einwirkenden Druck des Mediums wird nach Rücknahme des Förderdrucks die Öffnungsbewegung eingeleitet.

Bei einem Tank für 6000 l konnte für eine größere Anzahl von Füllungen eine Wiederholgenauigkeit von 5 bis 6 Litern festge­ stellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt quer zur Längsachse eines Tanks,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1, jedoch die Ventilklappe beim Erreichen des Schaltpunktes,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1, jedoch in der Schließstellung des Ventils,

Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die Befüllung des Tanks von oben oder unten erfolgen kann.

In Fig. 1 ist schematisch ein Schnitt quer zur Längsachse eines Tanks 2 eines hier nicht weiter gezeigten Tankfahr­ zeuges dargestellt. Der Tank 2 kann selbstverständlich auch anderen Außenkonturen aufweisen. An der Decke 4 des Tankes 2 ist innen ein Lagerbock 6 für einen Hebel 8 angeordnet. An dem Hebel 8 ist ein Schwimmer 10 befestigt. Zwecks Justage kann der Schwimmer 10 längs des Hebels 8 verschoben und in der erforderlichen Weise festgesetzt werden.

Am freien Ende 12 des einarmigen Hebels 8 ist eine Verbin­ dungsstange 14 angelenkt, die insbesondere als eine Gewinde­ stange ausgebildet ist. Das untere Ende der Verbindungs­ stange 14 ist mit einem zweiten Hebel 16 über ein Gelenk 18 verbunden. Das andere Ende des Hebels 16 ist drehfest mit einem Zapfen einer Welle 20 eines Ventils 22 gekoppelt.

Das Ventil 22 befindet sich in einer Leitung 24, welche zu dem hier nicht weiter dargestellten Einfüllventil führt. Insbesondere kann das Einfüllventil als Bodenventil des Tankes 2 ausgebildet sein. Das Ventil 22 weist innen eine Klappe 26 auf, welche mit der genannten Welle 20 drehfest gekoppelt ist. Die zweckmäßig durch die Welle definierte Drehachse der Klappe 26 befindet sich außerhalb der Mitte des Strömungsquerschnittes. In der dargestellten Position der Klappe 26 ist der Strömungsquerschnitt vollständig frei­ gegeben, so daß durch die Leitung 24 die Druckbefüllung ungehindert erfolgen kann. Die Leitung 24 weist einen großen Querschnitt auf, so daß auch für hochvis­ kose Flüssigkeiten, z. B. Dieselkraftstoff bei -40°C, eine exakte Funktion gewährleistet wird. So weist zweckmäßig die Leitung 24 einen Innendurchmesser von z. B. 80 mm (DN 80) auf.

Bei Beginn der Befüllung befinden sich Klappe 26 und Schwim­ mer zunächst in ihrer dargestellten unteren Position; mit dem Pfeil 28 ist die Wirkungsrichtung der Druckbefüllung angedeutet. Erreicht der tatsächliche Füllstand die Linie 30, so beginnt der Schwimmer 10 bei der weiteren Befüllung allmählich aufzuschwimmen. Wie ersichtlich, wird der Hebel 8 hierbei angehoben, so daß die Klappe 26 eine in Richtung des Pfeiles 32 gerichtete Bewegung durchführt.

In Fig. 2 ist durch die strichpunktierte Linie 34 der Schaltpunkt des Ventiles 22 angedeutet. Bis zu diesem Schaltpunkt hin wird mittels der Klappe 26 zwar der Durch­ flußquerschnitt allmählich reduziert, doch hat der zwischen der Vorderseite 36 und der Innenseite 38 der Klappe 26 auf­ tretende Druckunterschied praktisch noch keine Auswirkung auf die Schließfunktion, so daß die Klappe 26 ihre durch den Schwimmer 10 vorgegebene Winkelstellung beibehält. Dieser Effekt wird durch die Masse des Hebels 8 sowie das gesamte Verbin­ dungsgestänge unterstützt, so daß selbst bei einer gewissen Druckdifferenz die Klappe 26 auch nicht durch das durch die Leitung 24 einströmende Medium geschlossen wird.

Hat hingegen die Klappe 26 den durch die strichpunktierte Linie 34 vorgegebener Schaltpunkt bzw. Schließpunkt er­ reicht, so erfolgt aufgrund des dann vorhandenen Druckunter­ schiedes eine Bewegung in Richtung der Schließstellung, wobei diese Bewegung zunehmend verstärkt wird durch den in der Leitung 24 herrschenden Druck, bis die Klappe 26 ihre Schließstellung eingenommen hat. Das Absperren des Ventils erfolgt somit aufgrund der in der Leitung 24 vorherrschenden Strömungsdrucke ohne zusätzliche Energie und im wesentli­ chen verzögerungsfrei.

Gemäß der Fig. 3 schwenkt die Klappe 26 von der Linie 34 bis zur endgültigen, hier vertikalen, Schließstellung um einen Winkel 40. Um diesen Winkel 40 wird unter Berücksich­ tigung des Übersetzungsverhältnisses der genannten Hebel der Schwimmer 10 über die maximale Füllstandshöhe 42 angehoben. Für das Schließen des Ventils 22 ist folglich ausschließlich das Erreichen des Schaltpunktes maßgebend, und nachfolgend hat auf den Schließvorgang der Schwimmer 10 keinen weiteren Einfluß. Ein Pendeln des Schwimmers 10 oder ein Schwingen der Klappe 26 beim Annähern bzw. Erreichen der maximalen Füllhöhe 42 wird praktisch ausgeschlossen. Das Verhältnis der Eindringtiefe h des Schwimmers 10 in das Medium zu der Füllhöhe H ist wesentlich kleiner als der Faktor 1, so daß Unterschiede der Dichte von verschiedenen Flüssigkeiten praktisch keinen Einfluß auf die maximale Füllhöhe haben. Ferner ist auch bei tiefen Temperaturen und paraffinartigen Flüssigkeiten, wie Dieselkraftstoff bei -40°C eine zuverlässige Funktion gewährleistet.

Wird nach dem Schließen des Ventils 22 durch Abschalten der Pumpe der Druck von der Leitung 24 genommen, so wird nach Druckentlastung das Ventil sofort wieder selbsttätig geöffnet. Durch das freie Ende bzw. den Leitungsteil 25 wirkt nämlich der statische Druck der Flüssigkeit auf die Innenseite 38 der Klappe, so daß diese in die Offenstellung gedrückt wird. Von maßgebender Bedeu­ tung ist, daß diese Bewegung durch den Schwimmer 10 zumin­ dest teilweise unterstützt wird. Wie bereits ausgeführt, schwimmt nämlich bei geschlossenem Ventil 22 der Schwimmer 10 nicht mehr auf der Oberfläche der Flüssigkeit, sondern ist entsprechend dem Übersetzungsverhältnis der Hebel über die Flüssigkeit angehoben. Folglich kann beim Einwirken des statischen Druckes auf die Innenseite 38 die Klappe 26 eine Öffnungsbewegung, also entgegen der Pfeilrichtung 32 aus­ führen, und zwar im wesentlichen um den Winkel 40. Wird nun das Bodenventil geöffnet, so kann ohne Entriegelung des Ventils 22 der Tank 2 entleert werden, wobei durch den Pfeil 44 die Abgaberichtung angedeutet ist.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, gemäß welcher die Befüllung des Tanks durch einen Befüllan­ schluß 44 von oben bzw. von unten erfolgen kann. Anstelle des in vorangegangenen Ausführungsbeispielen erwähnten Bodenventils kann also die Befüllung auch von oben, oder in alternativen Ausgestal­ tungen, ggf. von der Seite her, erfolgen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist das Ven­ til in die Leitung zum Befüllen bzw. Entleeren im wesentli­ chen horizontal eingebaut, so daß die Klappe in der Offenstellung horizontal und in der Schließstellung vertikal steht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Einbaulage des Ventils grundsätzlich ohne Bedeutung ist und bei unterschiedlichen Tankkonstruktionen im Rahmen der Erfindung auch unterschiedliche Einbaulagen für das Ventil vorgesehen werden können. Ferner kann das Ventil auch derart ausgestaltet sein, daß die Ventilklappe im geschlossenen Zustand nicht im rechten Winkel zur Strömung steht, sondern ähnlich einem Schrägsitzventil schräg zur Strömungsrichtung.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Füllbegrenzung von Tankfahrzeugen mit einem Einfüllventil, das insbesondere als Bodenventil ausgebildet ist, mit einem Ventil, das über eine Leitung mit dem Einfüllventil in Verbindung steht und dessen Klappe über einen Hebel mit einem Schwimmer in Wirkverbindung steht, dessen Eindringtiefe in das Medium zur Füllhöhe wesentlich kleiner als der Faktor 1 ist, wobei beim Füllen nach dem Aufschwimmen des Schwimmers auf dem Medium zunächst eine Bewegung der Klappe in Richtung zur Schließ­ stellung eingeleitet wird und nach dem Erreichen einer vorgegebe­ nen Stellung die Klappe infolge der in der Leitung vorhandenen Strömungsdruckverhältnisse in die Schließstellung gebracht wird, wodurch der Schwimmer aus dem Medium angehoben wird, und wobei nach Rücknahme des Drucks in der Leitung der Schwimmer auf das Medium selbsttätig absinkt und die Klappe den Strömungsquer­ schnitt teilweise freigibt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hebel (8) einerseits mittels eines Lagerbockes (6) an der Decke des Tanks (2) angelenkt ist und andererseits über sein freies Ende mittels Koppelgliedern (14, 16) mit der Klappe (26) des Ventils (22) in Wirkverbindung steht,
daß das Ventil (22) bei gefülltem Tank unterhalb des Mediumpegels im Bereich des Tankbodens angeordnet ist, so daß nach Rücknahme des Förderdrucks in der Leitung (24) der statische Druck des Mediums auf die Innenseite (38) der Klappe (26) einwirkt, und daß nachfolgend über das Ventil (22) die Entleerung des Tanks durchführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (12) des Hebels (8) mittels einer Verbindungsstange (14), die bevorzugt als Gewindestange zwecks Einstellung ausge­ bildet ist, mit einem mit der Klappe (26) des Ventils (22) dreh­ fest verbundenen Hebel (16) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (10) an dem Hebel (8) einstellbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (22) im wesentlichen horizontal in die Leitung (24) derart eingebaut ist, daß die Klappe (22) in der Offenstellung im wesentlichen horizontal und in der Schließstel­ lung im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach Erreichen des Schließpunktes (34) der Klappe (26) der Schwimmer (10) entsprechend dem einstellbaren Überset­ zungsverhältnis des Hebels (8) und der Verbindungsmittel (14, 16) über das Medium angehoben wird.