DE4038792C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für das Absperren der Kraftstoff-Dampfleitung einer Tankstelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Steuerventile werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Bei Benzinzapfsäulen strömt der Kraftstoff mit einem Druck von etwa 1,4 bis etwa 1,8 bar durch das Zapfventil. Wenn der Zapfhahn geschlos­ sen ist, steht der Kraftstoff üblicherweise unter einem Druck von etwa 1,8 bar. Wird das Zapfventil geöffnet, so sinkt der in der Leitung und damit im Zapfventil anstehende Flüssigkeitsdruck auf etwa 1,4 bar ab. Bei derartigen Zapfventilen hat der Gesetzgeber nun gefordert, daß die am Tankeinfüllstutzen entstehenden Kraftstoffdämpfe nicht in die Umwelt gelangen, sondern über eine Auffangleitung in den Zapfsäulentank zurückgeführt werden. Da am Ende des Zapfvorganges das Zapfventil aus dem Tankeinlaßstutzen eines Kraftfahrzeugs entnommen wird, müssen Vorkehrungen dafür getroffen werden, daß die zuvor in den Zapfsäulentank geleiteten Kraftstoffdämpfe nicht wieder nach außen an die Umgebung abströmen können. Hierzu bietet sich der Einsatz eines Steuer­ ventils an.

Aus der US-PS 42 95 505 ist ein Steuerventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem an einer den Steuerventil­ kegel steuernden Membran ein Differenzdruck über zwei Über­ tragungsleitungen und eine Drosselstelle erzeugt wird. Bei Überschreiten eines Druckwertes öffnet das Steuerventil, bei Unterschreiten schließt es.

Ein ähnliches Steuerventil mit zwei Übertragungsleitungen ist aus der US-PS 40 57 085 bekannt. Bei diesen bekannten Steuerventilen wird der mit der Membran verbundene Steuerventilkegel einseitig von einer Druckfeder in Richtung auf den Steuerventilsitz gedrückt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil für die Kraft­ stoff-Dampfleitung von Zapfventilen an Tankstellen zu schaffen, das einfacher als der Stand der Technik gebaut ist und dennoch zuverlässig schließt, wenn der Zapfvorgang beendet wird, während es in einem begrenzten Druckbereich eine offene Zwischenstellung einnimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff.

Dadurch wird erreicht, daß beim Schließen des Zapfventils, wenn der Kraftstoffdruck auf etwa 1,8 bar ansteigt, die Federkraft des Steuerventils von der Kraft der Membran überwunden wird, wodurch der Ventilkegel auf den unteren Ventilsitz gedrückt wird und diesen verschließt. Wird das Zapfventil jedoch wieder betätigt, also wenn Kraftstoff zum Zapfventil strömt, dann wirkt ein Druck von weniger als 1,8 bar über die Kapillarleitung auf die Zapfventil-Membran, beispielsweise nur 1,3 bis 1,4 bar, so daß die Feder den Steuerventilkegel gegen die Wirkung der Membran vom unteren Ventilsitz abheben und das Ventil öffnen kann. Erst wenn der Druck in der Kraftstoffleitung und damit unter der Membran wesentlich kleiner als 1,2 bar wird, was dann der Fall ist, wenn die Zapfsäule außer Betrieb geht und dabei die Kraftstoffpumpe abgeschaltet wird, dann wirkt nur noch die Federkraft auf den Ventilkegel, der dadurch auf den oberen Ventilsitz gepreßt wird und das Ventil ebenfalls verschließt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert:

Ein Anschluß 1 für eine nicht dargestellte Kapillarleitung, die zu einer Kraftstoff-Zapfsäule führt, besitzt eine Steuerbohrung 4, die von einer Membran 5 verschlossen wird. Der Anschluß 1 geht in einen Boden 17 des Steuerventilgehäuses 7 über und besitzt einen Ringflansch, in den die Membran 5 eingelegt ist. Auf diese Weise überdeckt die Membran 5 die Steuerbohrung 4 und verschließt diese. Der in der Steuerbohrung 4 herrschende Druck beeinflußt die Membran 5, d. h. er drückt sie mehr oder weniger stark nach oben.

Unter der Steuerbohrung 4 ist im Anschluß 1 für die nicht dargestellte Kapillarleitung, die an geeigneter Stelle einer Zapfsäule angeschlossen ist und die den an der Druckseite des Zapfventils herrschenden Druck überträgt, ein Hilfskegel 27 angeordnet, der zum Verschließen der Steuerbohrung 4 geeignet ist. Der Hilfskegel 27 hat die Form einer Kappe oder einer Scheibe mit nach unten gerichtetem Rand oder mit Beinchen 35, mit denen er normalerweise auf einer Innenschulter 36 des Anschlusses 1 aufliegt. An seiner Oberseite trägt er eine Dichtung 35 zum Verschließen der Steuerbohrung 4, wenn die Membran 5 bricht und der Kraftstoff in der Kapillarleitung und damit im Anschluß 1 den Hilfskegel 27 mit seiner Dichtung 37 gegen die Steuerbohrung 4 drückt.

Das Steuerventilgehäuse 6 besitzt außerdem einen Deckel 2, der ebenfalls mit dem Steuerventilgehäuse 6 verschraubt ist. Der Deckel 2 verschließt das Steuerventilgehäuse 6 nach oben, läßt jedoch eine Gewindebohrung 18 frei, in die ein Zapfen 19 eingeschraubt ist. Über den Zapfen 19 ist eine Kappe 20 ge­ schraubt, die den Deckel 2 durch einen O-Ring 21 abdichtet. Der Zapfen 19 besitzt im Inneren des Steuerventilgehäuses 6 einen Flansch 22, an dem sich eine Feder 10 abstützt. Die Feder 10 ist eine Druckfeder, in deren Inneres ein Führungsvorsprung 30 des Zapfens 19 ragt. Das andere Ende der Feder 10 liegt auf einem zweiten Flansch 23, der ähnlich wie der Flansch 22 des Zapfens 19 ist. Der Flansch 23 ist Teil einer Buchse 9, die im Inneren des Steuerventilgehäuses 6 axial verschiebbar ist. Die Buchse 9 weist unterhalb des Flansches 23, also an der von der Feder 10 abgewandten Seite, eine Ringnut 24 auf, in die eine erste Ventil­ sitzdichtung, beispielsweise ein O-Ring 13 eingelegt ist. In axialem Abstand dazu ist in Richtung des Bodens 17 ein dritter Flansch 25 vorgesehen, an dessen Oberseite, das ist die von der Membran 5 abgewandte Seite, ebenfalls eine Ringnut 24′ eingeformt ist, in der eine zweite Ventilsitzdichtung, beispielsweise ebenfalls ein O-Ring 14 liegt. An der anderen Seite des Flansches 25 ist ein Fortsatz 15 vorgesehen, der sich bis in die Nähe der Membran 5 erstreckt und von dieser unter bestimmten Betriebs­ bedingungen nach oben gedrückt wird. Die Buchse 9 ist ferner mit einer oder mehreren ersten und zweiten Steueröffnungen 30 und 31 versehen. Dadurch kann eine Strömung in das Innere der Buchse 9 erfolgen. Die zweite Steueröffnung 31 ist dabei so angeordnet, daß bei vollständig nach unten bewegter Buchse 9 Zugang zu ihrem Inneren besteht.

Zwischen den beiden O-Ringen 13 und 14 liegen zwei Ventilsitze 11 und 12, die im Abstand zueinander an den Innenkanten einer Gehäusebohrung 33 angeordnet sind. Es ist klar, daß der Abstand der beiden O-Ringe 13 und 14 größer als der Abstand der beiden Ventilsitze 11 und 12 sein muß, damit das Ventil öffnen kann. Es ist außerdem klar, daß sich unter dem ersten Ventilsitz 12 eine erste Kammer 26 und über dem ersten Ventilsitz 11 eine zweite Kammer 29 befindet. Die erste Kammer 26 ist mit einem Einlaß 7 versehen, während die zweite Kammer 29 einen Auslaß 8 aufweist. Kraftstoffdämpfe strömen daher beim Zapfen des Ventils durch den Einlaß 7 in die erste Kammer 26, gelangen durch die zweite oder zweiten Steueröffnungen 31 in das Innere der Buchse 9 und strömen durch die erste oder ersten Steueröffnungen 30 in die zweite Kammer 29 und aus dieser durch den Auslaß 8 ab.

An den Auslaß 8 ist eine Drossel angeschlossen, beispielsweise eine in einem Fitting sitzende Drosselschraube 34, die den Querschnitt der an den Auslaß 8 angeschlossen Leitung verändern kann. Über der Drosselschraube 34 sitzt eine Schutzkappe 38.

Die Vorspannung der Feder 10 läßt sich so einstellen, daß bei einem Druck in der Steuerbohrung 4 von weniger als 1,2 bar, also wenn die Zapfsäule außer Betrieb ist, die Feder 10 die Buchse 9 nach unten drückt und mit dem oberen O-Ring 13 den ersten Ventilsitz 11 absperrt. Steigt der Druck beim Betrieb der Zapfsäule, also wenn das Zapfventil aus der Halterung genommen, der Zapfhahn jedoch noch nicht geöffnet wurde, auf etwa 1,8 bar an, da die Pumpe sofort anläuft, dann verschiebt die Membran 5 die Buchse 9 nach oben, indem sie auf deren Fortsatz 15 einwirkt. Dabei wird die Feder 10 zusammen­ gedrückt, der obere O-Ring 13 hebt vom ersten Ventilsitz 11 ab und der untere oder zweite O-Ring 14 wird auf den unteren oder zweiten Ventilsitz 12 gedrückt. In diesem Zustand ist das Steuerventil ebenfalls noch geschlossen.

Wenn nun das Zapfventil geöffnet wird, dann sinkt der Druck in der Kapillarleitung und damit in der Steuerbohrung 4 auf 1,3 bis 1,5 bar, was die Feder 10 veranlaßt, die Buchse 9 gegen die Wirkung der Membran 5 in Richtung auf den ersten Ventilsitz 11 zu verschieben, dabei den zweiten Ventilsitz 12 freizugeben und das Steuerventil zu öffnen. Die beim Zapfen am Kfz-Tankstutzen entstehenden Kraftstoffdämpfe können dann abgesaugt und durch das Steuerventil in den Tankstellen-Tank zurückgeleitet werden.

Claims (8)

1. Steuerventil für das Absperren der Kraftstoff-Dampfleitung einer Tankstelle, mit einem Anschluß (1) für eine Kapil­ larleitung, der eine Steuerbohrung (4) besitzt, die von einer Membran (5) verschlossen ist; und mit einem Steuer­ ventilgehäuse (6), das eine Einlaßöffnung (7) für eine erste Kammer (26) und eine Auslaßöffnung (8) für eine zweite Kammer (29) aufweist, zwischen denen ein Steuerventilkegel liegt, der von einer Feder (10) mit einstellbarer Vor­ spannung auf einen ersten Ventilsitz (11) gedrückt wird; dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilgehäuse (6) einen zweiten Steuerventilsitz (12) aufweist; daß der Steuerventilkegel eine Buchse (9) mit zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten O-Ringen (13, 14) ist, von denen der erste (13) bei so weit wie möglich entspannter Feder (10) den ersten Ventilsitz (11) absperrt und der zweite (14) bei so weit wie möglich zusammengedrückter Feder (10) den zweiten Ventilsitz (12) verschließt; daß die Buchse (9) mit einem von der Membran (5) axial verschieb­ baren Fortsatz (15) versehen ist, durch den die beiden O- Ringe (13, 14) bei einem vorgegebenen Staudruck in der Steuerbohrung (4) von beiden Ventilsitzen (11, 12) abgehoben gehalten werden.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Anschluß (1) ein zum Verschließen der Steuerbohrung (4) geeigneter Hilfskegel (27) angeordnet ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) zwischen einem Ringflansch (16) des Steuerventil­ gehäuses (6) und dessen Boden (17) eingespannt ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerventilkegel eine Dreikant oder Vierkant ist.

5. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (9) mit ersten und zweiten Steueröffnungen (30, 31) versehen ist.

6. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steueröffnung (30) im Querschnitt kreisförmig ist und daß die zweite Steueröffnung (31) einen tropfenförmigen Quer­ schnitt hat.

7. Steuerventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als je eine erste und zweite Steueröffnung (30, 31) vorgesehen sind.

8. Steuerventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steueröffnung (31) in der Wand der Steuerbuchse (9) derart angeordnet ist, daß bei durch die Feder (10) geschlossenem Ventil der Innenraum der Buchse (9) über die zweite Steueröffnung (31) mit der darunterliegenden Kammer (26) in Strömungsverbindung steht.