DE4120618A1 - Regelventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelventilanordnung für Zapfsäulen, mit einem Kraftstoffventil, an dessen Gehäuse ein Gasventil angebracht ist, wobei das Gehäuse einen Einlaß, einen mit diesem in Strömungsverbindung stehenden Auslaß und einen im Strömungs­ weg vom Einlaß zum Auslaß liegenden Ventilsitz aufweist, der durch einen Ventilkegel absperrbar ist und wobei das Gasventil ebenfalls ein Ventilgehäuse mit einer Einlaßöffnung, einer Aus­ laßöffnung und einem dazwischenliegenden Sitz für einen den Strömungsweg von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung absperren­ den Kegel aufweist, der mit einem aus dem Ventilgehäuse nach außen geführten Stößel versehen ist.

Es sind bereits zahlreiche Regelventilanordnungen unterschiedli­ cher Konstruktionen bekannt. Der Anmelderin ist jedoch keine Ventilanordnung geläufig, die in Zapfsäulen von Tankstellen eingesetzt werden könnte und mit der es möglich wäre, das Gas­ ventil für die von der Zapfpistole zum Tank zurückgesaugten Kraftstoffdämpfe entsprechend der durch das Kraftstoffventil strömenden Kraftstoffmenge zu regeln.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regelventilanordnung für Tankstellen-Zapfsäulen zu schaffen, bei der das Absaugen der Benzindämpfe in Abhängigkeit von der Kraftstofförderung regelbar sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Regelventilanordnung der eingangs genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Ventilkegel des Kraftstoffventils über ein Gestänge mit dem Stößel des Gasventils gekoppelt ist; daß das Gestänge von einer Übertragungsstange, einem Kniehebel und einem Verbindungsgestän­ ge gebildet ist; daß die Übertragungsstange durch ein Wellrohr gasdicht aus dem Gehäuse nach außen geführt ist und an ihrem Außenende von einem Bügel gehalten wird, der das Wellrohr um­ greift und mit seinen Schenkelenden an dem Gehäuse angelenkt ist; daß an das Außenende der Übertragungsstange ein Ende des Verbindungsgestänges angelenkt ist; und daß das andere Ende des Verbindungsgestänges an einen Schenkel des Kniehebels angelenkt ist, dessen anderer Schenkel auf den Stößel einwirkt.

Als Kraftstoffventil kann ein Ventil mit einem hütchenförmigen Ventilkegel verwendet werden, der in seiner Seitenwand ein Steuerfenster aufweist, das in Strömungsrichtung vom Einlaß zum Auslaß liegt und dem Auslaß zugewandt ist. Als Gasventil kommt ein bekanntes Ventil, beispielsweise wie es in dem DE-GM 90 11 455.8 beschrieben ist, in Frage. Durch die erfindungsgemäße einzigartige Übertragung der Bewegung des Ventilkegels des Kraftstoffventils auf den Stößel des Gasventils ist eine durch­ flußabhängige Regelung des Gasventils möglich. Sobald nämlich der Ventilkegel des Kraftstoffventils auch nur geringfügig von seinem zugehörigen Ventilsitz abhebt und Kraftstoff durch das Fenster durchströmen läßt, öffnet auch der Kegel des Gasventils um einen entsprechenden Hub, so daß die an der Zapfpistole ent­ stehenden Kraftstoffdämpfe über eine nicht dargestellte Pumpe in den Tankstellentank zurückgesaugt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, und zwar von unten gesehen;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführung eines Gasventils, das in Verbindung mit dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 verwendet wird; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Regelventilanordnung im Vertikalschnitt mit einem Gehäuse 2, das einen Einlaß 4, einen Auslaß 6, eine Gewin­ debohrung 7 und eine Bohrung 9 aufweist. Zwischen dem Einlaß 4 und dem Auslaß 6, die beide mit Innengewinde zum Anschließen von Kraftstoffleitungen versehen sind, ist ein Ventilsitz 10 ange­ ordnet, der durch einen Ventilkegel 8 absperrbar ist. Mithin begrenzt der Ventilsitz 10 den Strömungsweg vom Einlaß 4 zum Auslaß 6.

Der Ventilkegel 8 hat die Form eines Hütchens, das in seiner Seitenwand ein Fenster 15 besitzt. Außerdem sind nicht darge­ stellte Führungselemente wie beispielsweise Rippen oder Nuten vorgesehen, die ein Verdrehen des Ventilkegels 8 verhindern. Dies dient dazu, das Fenster 15 stets dem Auslaß 6 zuzuwenden, um eine möglichst gute Durchströmcharakteristik zu ergeben. Das Fenster 15 liegt also in der gemeinsamen Schnittebene für den Einlaß 4 und den Auslaß 6. An der Oberseite des Ventilkegels 8 sind zwei Fortsätze 41 im Abstand zueinander angeformt, zwischen die ein Rundkeil 42 einsetzbar ist. Die beiden Fortsätze 41 erstrecken sich parallel zu der in Fig. 1 gezeigten Schnitt­ ebene durch den Einlaß 4 und den Auslaß 6 und begrenzen damit die seitliche Bewegung des Rundkeils 42, indem sie diesen seit­ lich führen.

Der Rundkeil 42 ist mit Hilfe einer Schraube 44 an der Unter­ seite einer Übertragungsstange 12 befestigt, die sich durch die Bohrung 9 aus dem Gehäuse 2 nach außen erstreckt.

Über dem Ventilkegel 8 ist ein Stopfen 43 in die Gewindebohrung 7 des Gehäuses 2 eingesetzt, der an seiner Unterseite einen durch Gewinde verstellbaren Anschlagstift 46 trägt, der mit der den Rundkeil 42 befestigenden Schraube 45 fluchtet. Der Anschlagstift 46 dient dazu, die Aufwärtsbewegung des Ventilke­ gels 8 zu begrenzen, indem der Kopf der Schraube 45 bei der ge­ wünschten Endstellung für den Ventilkegel 8 gegen das freie Ende des Anschlagstifts 46 schlägt.

Seitlich am Gehäuse 2 ist eine Halteplatte 18 mit einer Durch­ gangsbohrung 19 befestigt, vorzugsweise mit dem Gehäuse 2 ver­ schraubt, so daß sich die Übertragungsstange 12 auch durch die Durchgangsbohrung 19 weiter nach außen erstrecken kann. Die Verschraubung der Halteplatte 18 mit dem Gehäuse 2 ist durch zwei strichpunktierte Linien angedeutet.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 darstellt und die daher alle im Bereich der Übertragungsstange 12 liegenden Teile um 90° gedreht erkennen läßt. Mithin handelt es sich bei dem Schnitt A-A um einen Horizontalschnitt. Man erkannt die Halteplatte 18, während der übrige Teil des Gehäuses 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen ist.

In die Durchgangsbohrung 19 der Halteplatte 18 ragt ein Ende eines Wellrohrs 14, das an der Stelle 11 mit der Halteplatte 18 verlötet ist. Das andere Ende des Wellrohrs 14 ist mit einem Kopfstück 40 verlötet, wodurch das Kopfstück 40 ein Ende des Wellrohres 14 verschließt, während das andere Ende über die Durchgangsbohrung 19 zum Gehäuse 2 hin offen ist.

Das Kopfstück 40 wird außerdem von einem Bügel 16 getragen, indem es über eine Schraube 5 mit dem die Schenkel 17 des Bügels 16 verbindenden Steg 3 verschraubt ist. Die Verbindung kann natürlich auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Nieten oder Schweißen. Es kommt lediglich darauf an, daß es sich um eine starre Verbindung handelt. Die Enden der Schenkel 17 des Bügels 16 sind mit Hilfe von Schrauben 45 gelenkig mit einem Flansch der Halteplatte 18 verbunden, wobei die beiden Schrauben 45 miteinander fluchten und eine Schwenkachse für den Bügel 16 bilden. Dadurch kann der Steg 3 des Bügels 16 auf einem Kreisbo­ gen um die durch die Schrauben 45 verlaufende Drehachse ge­ schwenkt werden. Diese Schwenkbewegung ist in Fig. 1 durch die Pfeile B und B′ angedeutet. Sie ist nicht sehr groß, sondern wird durch das Anheben und Absenken der Übertragungsstange 12 in Abhängigkeit vom Hub des Ventilkegels 8 bestimmt.

Die Übertragungsstange 12 endet aber nicht am Kopfstück 40 an dem verschlossenen Ende des Wellrohres 14, sondern setzt sich nach außen zu einem Gabelkopf 47 fort, der entweder in geschick­ ter Formgebung an die Übertragungsstange 12 angeformt oder als eigenes Teil in Verlängerung der Übertragungsstange 12 an dem Kopfstück 40 befestigt ist.

Fig. 2 zeigt den Gabelkopf 47, der ein Ende eines Verbindungs­ gestänges 33 aufnimmt und dieses mit Hilfe einer Schraube 38 schwenkbar befestigt.

Fig. 1 zeigt ferner das Gasventil 20, beispielsweise ein Steu­ erventil gemäß DE-GM 90 11 455.8, das in an sich bekannter Weise mit seinem Ventilgehäuse 39 an dem Gehäuse 2 des Kraftstoffven­ tils 1 befestigt, beispielsweise angeflanscht ist. Neben dem Gasventil 20 ist eine Halterung 30 vorgesehen, die mit einem Ende ebenfalls am Gehäuse 2 des Kraftstoffventils 1 befestigt ist und die zusätzlich zur Halterung und/oder Stabilisierung des Ventilgehäuses 39 dienen kann. An ihrem freien Ende weist die Halterung 30 einen ersten Schwenkpunkt 32 für einen Kniehebel 31 auf. Der kurze Schenkel des Kniehebels 31 wirkt auf das freie Ende eines Stößels 27, der den Kegel 24 des bekannten Gasventils 20 vom zugehörigen Sitz 23 gegen die Wirkung einer Druckfeder 26 abhebt. Zur Dichtung des Sitzes 23 dient ein bekannter O-Ring 25. Das Gasventil 20 weist außerdem eine Einlaßöffnung 21 und eine Auslaßöffnung 22 auf, die über den Sitz 23 miteinander in Strömungsverbindung stehen. In die Auslaßöffnung 22 ist ein Anschlußstück 28 eingeschraubt, das eine Drosselschraube 29 zur Drosselung der Kraftstoffdämpfe aufweist. Ferner wird der Stößel 27 durch eine Stopfbuchse 48 abgedichtet aus dem Ventilgehäuse 39 nach außen geführt.

Die Verbindung des Gabelkopfs 47 der Übertragungsstange 12 mit dem Kniehebel 31 erfolgt über das Verbindungsgestänge 33, das in einer Ausführungsform zweiteilig mit Langlöchern 34 ist. Die beiden Teile des Verbindungsgestänges 33 sind gegeneinander verschiebbar und durch Stellschrauben 35 in der Länge verstell­ bar, so daß der Abstand zwischen einem zweiten Schwenkpunkt 36 an einem Ende des Kniehebels 31 und einem dritten Schwenkpunkt 37 am Gabelkopf 47 verändert werden kann.

Arbeitsweise

Wenn das Zapfventil einer Tankstellen-Zapfpistole betätigt wird, läuft die Kraftstoffpumpe sofort an und fördert Kraftstoff mit einem Druck von etwa 1,4 bis 1,8 bar. Der unter diesem Druck strömende Kraftstoff fließt durch das Kraftstoffventil 1 und hebt auf seinem Weg vom Einlaß 4 zum Auslaß 6 den Ventilkegel 8 vom Ventilsitz 10 ab. Diese Hubbewegung des Ventilkegels 8 wird über den Rundkeil 42 auf die Übertragungsstange 12 übertragen, die in der Zeichnung mit ihrem losen Ende nach oben geschwenkt wird, wodurch sich ihr am Steg 3 des Bügels 16 befestigtes Ende nach unten in Richtung des Pfeils B bewegt. Diese Schwenkbewe­ gung wird auf den Gabelkopf 47 übertragen, der das Verbin­ dungsgestänge 33 nach unten zieht und dadurch den Kniehebel 31 um den ersten Schwenkpunkt 32 gegen den Uhrzeigersinn schwenkt, so daß das freie Ende des Kniehebels 31 den Stößel 27 in Rich­ tung des Pfeils C bewegt und damit den mit dem Stößel 27 ver­ bundenen Kegel 24 vom zugehörigen Sitz 23 abhebt. Von der Zapf­ pistole abgesaugte Kraftstoffdämpfe können daher durch das Gas­ ventil 20 hindurch mit Hilfe einer Vakuumpumpe zum Tank­ stellen-Tank zurückgesaugt werden. Sobald jedoch der Zapfvorgang beendet wird, fällt der Ventilkegel 8 des Kraftstoffventils 1 wieder auf seinen zugehörigen Ventilsitz 10 und die Übertragungsstange 12 schwenkt nach unten, wodurch der Gabelkopf 47 nach oben in Rich­ tung des Pfeils B′ schwenkt. Dies bewirkt eine Schwenkbewegung des Kniehebels 31 im Uhrzeigersinn um den ersten Schwenkpunkt 32, wodurch die Druckfeder 26 des Gasventils 20 den Kegel 24 wieder gegen den auf dem Sitz 23 liegenden O-Ring 25 pressen kann und damit die Benzindampfleitung zum Tankstellentank ab­ sperrt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Gasraum des Tankstellen-Tanks nur dann mit dem Abgabeende einer Zapfpistole in Strömungsverbindung gebracht wird, wenn tatsächlich Kraft­ stoff abgegeben wird. In allen anderen Zuständen bleibt die Benzindampfleitung zum Tankstellentank abgesperrt.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Gasventils, das in der Kraftstoff-Dampfleitung liegt. Das Ventil ist ein Dreh­ schieberventil 50 mit einem Ventilgehäuse 51 in Form einer Sechskant-Überwurfmutter mit Innengewinde, in die eine Anschluß­ mutter 52 eingeschraubt ist. Das Ventilgehäuse 51 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 59 auf, durch die die Schieberachse 58 eines Drehschiebers 55 gesteckt ist. Der Drehschieber 55 ist in Fig. 4 in der Draufsicht als Kreisscheibe erkennbar, von der ein Kreissegment abgeschnitten ist. Dadurch gibt der Drehschie­ ber 55 in einer Ausführung einen Auslaß 54 des Ventilgehäuses 51 frei (Fig. 4), der in einer anderen Drehstellung abgesperrt wird. Zu diesem Zweck ist der Auslaß 54 im Ventilgehäuse 51 exzentrisch angeordnet. Der Auslaß 54 ist eine Bohrung, die sich nach außen hin zu einem Gewindestutzen erweitert.

Fig. 3 zeigt außerdem, wie die Anschlußmutter 52 des Drehschie­ berventils 50 mit einem Einlaß 53 versehen ist, der in der dar­ gestellten Ausführungsform mit dem Auslaß 54 fluchtet. Es ist allerdings nicht zwingend, daß Einlaß 53 und Auslaß 54 mitein­ ander fluchten. Auch bei nicht fluchtenden Einlaß- bzw. Auslaß­ bohrungen können gute Durchströmeigenschaften für Kraftstoff­ dämpfe erreicht werden.

Fig. 3 zeigt einen in der Anschlußmutter 52 befestigten Halte­ stift 57, der an seinem unteren Ende, welches dem Drehschieber 55 zugewandt ist, eine Kugel trägt, die gegebenenfalls mit einer Feder belastet ist, die Oberseite des Drehschiebers 55 berührt und diesen damit gegen den Boden des Ventilgehäuses 51 drückt. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Drehschieber 55 in der zentralen Durchgangsbohrung 59 axial verschiebbar ist. Es ist dem Fachmann klar, wie die Anschlußmutter 52 gegenüber dem Ven­ tilgehäuse 51 abgedichtet werden muß, damit keine Kraftstoff­ dämpfe ausströmen. Gleiches gilt für die Leitungsanschlüsse zum Einlaß 53 bzw. Auslaß 54.

An dem aus dem Ventilgehäuse 51 herausragenden Ende der Schie­ berachse 58 ist ein Hebel 60 angebracht, der in ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit dem Verbin­ dungsgestänge 33 gekoppelt werden kann. Zu diesem Zweck wird beispielsweise der in Fig. 1 erkennbare dritte Schwenkpunkt 37 mit einem nicht dargestellten Stift in das Gabelende 62 des Hebels 60 eingesetzt und in der Bohrung 61 befestigt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Länge des Hebels 60 frei gewählt werden kann, so daß dadurch das Übertragungsverhältnis von der Schwenkbewegung des Wellrohrs 14 in eine Drehbewegung des Drehschiebers 55 festlegbar ist.

Anstelle eines Hebels 60 kann auf der Schieberachse 58 aber auch ein Exzenter oder ein kleines Zahnrad befestigt sein, wobei letzteres dann mit einer Zahnstange anstelle des Verbindungs­ gestänges 33 kämmt. Wie eine derartige Übertragung anzuordnen ist, ist dem Fachmann geläufig. So weiß er beispielsweise, daß die Zahnstange geführt werden muß. Auch ist es dem Fachmann klar, daß das Drehschieberventil 50 gegebenenfalls um 90° ver­ setzt gegenüber dem Gasventil 20 am Gehäuse 2 des Kraftstoff­ ventils 1 angebracht werden muß, sofern nicht eine Umlenkung der Bewegungsrichtung des Verbindungsgestänges 33 zur Schieberachse 58 auf andere Weise, z. B. durch einen weiteren Winkelhebel, erfolgt.

Claims (8)

1. Regelventilanordnung für Zapfsäulen, mit einem Kraft­ stoffventil (1), an dessen Gehäuse (2) ein Gasventil (20) angebracht ist, wobei das Gehäuse (2) einen Einlaß (4), einen mit diesem in Strömungsverbindung stehenden Auslaß (6) und einen im Strömungsweg vom Einlaß (4) zum Auslaß (6) liegenden Ventilsitz (10) aufweist, der durch einen Ventil­ kegel (8) absperrbar ist und wobei das Gasventil (20) eben­ falls ein Ventilgehäuse (39) mit einer Einlaßöffnung (21), einer Auslaßöffnung (22) und einem dazwischenliegenden Sitz (23) für einen den Strömungsweg von der Einlaßöffnung (21) zur Auslaßöffnung (22) absperrenden Kegel (24) aufweist, der mit einem aus dem Ventilgehäuse (39) nach außen geführten Stößel (27) versehen ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Ventilkegel (8) des Kraftstoffventils (1) über ein Gestänge (12, 33, 31) mit dem Stößel (27) des Gasven­ tils (20) gekoppelt ist;
• - daß das Gestänge (12, 33, 31) von einer Übertragungsstan­ ge (12), einem Kniehebel (31) und einem Verbindungs­ gestänge (33) gebildet ist;
• - daß die Übertragungsstange (12) durch ein Wellrohr (14) gasdicht aus dem Gehäuse (2) nach außen geführt ist und an ihrem Außenende von einem Bügel (16) gehalten wird, der das Wellrohr (14) umgreift und mit seinen Schenkelenden (44) an dem Gehäuse (2) angelenkt ist;
• - daß an das Außenende der Übertragungsstange (12) ein Ende des Verbindungsgestänges (33) angelenkt ist; und
• - daß das andere Ende des Verbindungsgestänges (33) an einen Schenkel des Kniehebels (31) angelenkt ist, des­ sen anderer Schenkel auf den Stößel (27) einwirkt.

2. Regelventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bügel (16) U-förmig ist und daß seine Schenkel (17) in einer Ebene liegen, die normal zur Hubrichtung des Ventilkegels (8) verläuft.

3. Regelventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schenkelenden (44) des Bügels (16) über Schrau­ ben (45) gelenkig mit dem Gehäuse (2) verbunden sind.

4. Regelventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übertragungsstange (12) im Bereich ihres ge­ stängeseitigen Endes mit dem Bügel (16) starr verbunden ist und an ihrem ventilkegelseitigen Ende auf dem Ventilkegel (8) aufliegt.

5. Regelventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übertragungsstange (12) an ihrem ventilkegel­ seitigen Ende einen Rundkeil (42) aufweist, der zwischen Fortsätze (41) greift, die an der Oberseite des Ventilkegels (8) im Abstand zueinander angeordnet sind.

6. Regelventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wellrohr mit einem Ende gas­ dicht an das Gehäuse (2) angeschlossen ist, während sein anderes Ende durch ein Kopfstück (40) gasdicht verschlossen ist, welches ein Teil der starren Verbindung von Bügel (16) und Übertragungsstange (12) darstellt.

7. Regelventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbindungsgestänge (33) von zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen gebildet ist, die jeweils ein Langloch (34) aufweisen und wobei durch die Langlöcher (34) greifende Stellschrauben (35) zur Einstellung deren Länge des Verbin­ dungsgestänges (33) dienen.

8. Regelventilanordnung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in das Gehäuse (2) ein Stopfen (43) mit einem Anschlagstift (46) eingesetzt ist, der die Aufwärtsbewegung der Übertragungsstange (12) und damit des Ventilkegels (8) begrenzt.