DE4203620C2 - Ventilanordnung zum Rückführen von Kraftstoffdämpfen - Google Patents
Ventilanordnung zum Rückführen von KraftstoffdämpfenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung geht von einer Ventilanordnung mit einem aus der US 3,179,123 bekannten
Ventil aus, bei dem ein konischer Abschnitt am Kolbenbund
des Ventilgliedes mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz dicht
abschließt, wenn das Ventil geschlossen ist. Beim Öffnen des
Ventils ändert sich der Durchschnittsquerschnitt an dem sich
öffnenden Ringspalt stetig.
Proportionalventile werden häufig in Automatisierungspro
zessen eingesetzt, in denen ein Fluid hinsichtlich seines
Drucks oder seines Durchsatzes geregelt werden soll. Dies
wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß der Antrieb als
proportional arbeitender Elektromagnet ausgebildet ist, der
auf das Ventilglied wirkt und somit den Druck oder den
Durchsatz des Fluids proportional zur Eingangsspannung des
Elektromagneten regelt.
Ein bekannter Einsatz von Proportionalventilen ist
es, die beim Betanken von Fahrzeugen mit bleifreiem Kraft
stoff entstehenden aggressiven und krebserregenden Kraft
stoffdämpfe, insbesondere Benzoldämpfe, proportional zu dem
Durchsatz des in der Kraftstoffleitung fließenden Kraft
stoffes in einen Tank der Tankanlage zurückzuführen. Hier
bei ist ein möglichst präzises Regelverhalten mit einer
geringen Hysterese der Regelkennlinie erforderlich, um eine
zu große Druckbeaufschlagung des Tanks durch die rückströ
menden Kraftstoffdämpfe zu vermeiden. Eine weitere Schwie
rigkeit besteht darin, daß ein derartiges Proportionalven
til sowohl bei älteren Tankanlagen mit mechanisch arbeiten
den Zählwerken wie auch bei modernen Tankanlagen mit elek
tronisch arbeitenden Zählwerken einsetzbar sein soll.
Außerdem muß das Proportionalventil in diesem Anwendungs
fall bezüglich der hochexplosiven Benzoldämpfe explosions
geschützt sein und den schwierigen Einsatzbedingungen in
Betankungsanlagen (im unteren, nicht feuchtigkeitsgeschütz
ten Bereich) gerecht werden.
Es besteht somit ein Bedarf an Proportionalventilen mit
präzisem Regelverhalten, die vielseitig und unter erschwer
ten Außenbedingungen einsetzbar sind.
Demgemäß besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
darin, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art mit hoher Regelgenauigkeit und
verbesserter Abdichtung zu schaffen, die vielseitig und un
ter schwierigen äußeren Bedingungen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete
Erfindung gelöst.
Somit besitzt die erfindungsgemäße Ventilanordnung eine dop
pelte Abdichtung, nämlich zwischen dem konischen Abschnitt
des Ventilgliedes und dem gehäuseseitigen konischen ersten
Ventilsitz, sowie andererseits eine zweite Abdichtung, bei
der die an der Stirnseite des Kolbens vorgesehene Dichtung
sich auf den zweiten Ventilsitz legt. Mit dieser doppelten
Abdichtung wird die für Betankungsanlagen vorgeschriebene
Sicherheit in der Schließstellung des Ventils erzielt. Fer
ner sind beide Kolben der Doppelkolbenanordnung zur Atmo
sphäre hin belüftet. Dies dient einerseits der geforderten
Sicherheit, weil zwischen Ventil und elektrischem Antrieb
eine räumliche Trennung vorgesehen ist, während andererseits
der Regelkolben über den Druckausgleich der beiden außen be
lüfteten Außenkolben stabilisiert wird. Somit wird insbeson
dere die Volumenstromregelung von kleinen Gasmengen verbes
sert, so daß eine sehr feinfühlige Regelung im unteren Re
gelbereich erzielt wird.
Mit der Doppelkolbenanordnung läßt sich das Ventilglied ein
wandfrei zentrisch führen. Damit erhält die Kennlinie des
Ventils eine sehr geringe Hysterese. Ferner läßt sich das
Ventil über einen Stößel wahlweise mit einem elektromagneti
schen oder mechanischen oder fluidtechnischen Antrieb ver
binden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise sind das Ventilgehäuse und der Antrieb durch
einen Zwischenkörper voneinander getrennt. Dieser Zwischen
körper wirkt als räumliche und thermische Isolierung zwi
schen dem Antrieb und dem eigentlichen Ventil.
Bei Mehrfach-Zapfsäulen mit Zapfpistolen für mehrere, bis
zu vier verschiedene Kraftstoffe, darf pro Zapfstelle nur
eine Kraftstoffsorte getankt werden, wenn die Gasmengenre
gelung über das Proportionalventil vorgenommen wird
(vgl. Anspruch 15 bis 24).
Die einzelnen Gasrückführleitungen für die Kraftstoffdämpfe
der verschiedenen Zapfpistolen sind also über jeweils ein
Abschaltventil an das Proportionalventil angeschlossen.
Jedes Abschaltventil ist so ausgebildet, daß es die Gas
rückführleitung vollständig absperrt. Nur das zu der Zapf
pistole gehörende Abschaltventil, aus der betankt wird, ist
geöffnet, so daß eine optimale Gasrückführung erzielt ist
und die Gasmengenregelung von dem Proporationalventil vor
genommen wird. Die Kraftstoffentnahme aus den übrigen Zapf
pistolen der Zapfsäule ist solange gesperrt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Proportional
ventil mit einem explosionsgeschützten Elektromagneten;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf den unteren Teil des
Ventilgehäuses des Proportionalventils nach Fig. 1;
Fig. 3 die Durchsatzkennlinie des Proportionalventils;
Fig. 4 die Magnetkraftkennlinie des Proportional
ventils;
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des
Proportionalventils, jedoch mit einem mechanischen Antrieb;
Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des
Proportionalventils nach Anspruch 1, jedoch mit einem
fluidtechnischen Antrieb;
Fig. 7 eine Anordnung mit mehreren an ein Gassam
melrohr angeschlossenen Abschaltventilen zusammen mit einem
Proportionalventil gemäß Fig. 1.
Das in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigte Proportionalventil
besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einer Eintrittsöffnung 2 und
einer Austrittsöffnung 3 in Form seitlich beabstandeter Boh
rungen, die durch eine senkrecht dazu verlaufende Durch
trittsöffnung 4 mit regelbarem Durchflußquerschnitt ver
bunden sind. Die Eintritts- und die Austrittsöffnung 2, 3 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils mit einem
Anschlußgewinde versehen, können jedoch auch für andere
Anschlußmöglichkeiten, wie Schnellsteckkupplungen oder dgl.
ausgeführt sein.
An der Unterseite der Durchtrittsöffnung 4 ist die Bohrungs
wand der Eintrittsöffnung 2 abgeflacht, um einen die Durch
trittsöffnung 4 umgebenden Ventilsitz 37 zu bilden (vgl.
auch Fig. 2). Konzentrisch zur Durchtrittsöffnung 4 sind
zwei zylindrische Bohrungen 6 und 7 angeordnet, deren ge
meinsame Achse auf den Achsen der die Ein- und Austrittsöffnungen 2
und 3 bildenden Bohrungen senkrecht steht und die auf gegen
überliegenden Seiten der Durchtrittsöffnung 4 angeordnet
sind. Am äußeren Ende der jeweiligen Bohrung 6, 7 befindet
sich je eine ringförmige Ausnehmung 8, 9, in der jeweils ein
Dichtelement 10 eingesetzt ist. Jedes der Dichtelemente 10
ist mit zwei Dichtkanten ausgestattet. Der ringförmige
Keil zwischen den beiden Dichtkanten enthält zur Verringerung
der Reibung eine Gleitmittelfällung.
In den beiden Bohrungen 6, 7 ist eine Doppelkolbenanordnung
in Form eines unteren Kolbens 11 und eines oberen Kolbens 13
gleitend angeordnet, die durch eine Verbindungsstange 12
miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstange 12 ist
beispielsweise durch eine Klebverbindung an den Kolben 11, 13
befestigt.
Die beiden Kolben 11, 13 sind durch die Dichtungen 10 in
ihren Bohrungen 6, 7 strömungsmitteldicht geführt. Der untere
Kolben 11 erstreckt sich durch das Ventilgehäuse 1 hindurch
ins Freie, so daß seine (in Fig. 1) untere Stirnseite der
Atmosphäre ausgesetzt ist.
Die entgegengesetzte Stirnseite des unteren Kolbens 11 ist mit einer
ringförmigen Ventildichtung 5 versehen, die mit dem Ventil
sitz 37 zusammenwirkt. Die Ventildichtung 5 besteht im dar
gestellten Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Kunst
stoff-Dichtring, der mittels einer metallischen Scheibe an
der zugehörigen Stirnseite des Kolbens 11 befestigt ist. Das
Ventilgehäuse 1 besteht aus einem härteren Material als der
elastische Dichtring der Ventildichtung 5, so daß die Ven
tildichtung 5 mit dem am Ventilgehäuse 1 gebildeten Ventil
sitz 37 zum Verschließen der Durchtrittsöffnung 4 optimal
zusammenwirken kann.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist die Verbindungsstange 12 in
ihrem an den unteren Kolben 11 angrenzenden Bereich mit einer konus
förmigen Dichtfläche versehen, die mit einer entsprechend
konisch ausgebildeten Dichtfläche im unteren Teil der Durch
trittsöffnung 4 zusammenwirkt. Wenn die von den Kolben 11,
13 gebildete Doppelkolbenanordnung aus der in Fig. 1 gezeig
ten Öffnungsstellung nach oben in ihre Schließstellung
bewegt wird, wird die Durchtrittsöffnung 4 einerseits durch
die Anlage der Dichtung 5 am Ventilsitz 37 und andererseits
durch Anlage der Dichtflächen der Verbindungsstange 12 und
der Durchtrittsöffnung verschlossen. Durch die in Reihe
geschaltete zweifache Abdichtung ergibt sich somit eine hohe
Sicherheit hinsichtlich der Schließwirkung des Proportional
ventils.
Zwischen der Verbindungsstange 12 und der die Verbindungs
stange umgebenden Wand der Durchtrittsöffnung 4 ist ein
Ringspalt vorgesehen, durch den bei geöffnetem Ventil das zu
regelnde Fluid von der Eintrittsöffnung 2 in die Austritts
öffnung 3 strömt. Dieser Ringspalt wird mit hoher Genauig
keit so bemessen, daß er in der maximalen Öffnungsstellung
der Doppelkolbenanordnung 11, 13 eine Drossel bildet, die
den Durchsatz des Fluids begrenzt.
Die als Kolbenführung dienenden Bohrungen 6, 7 sind zur Rei
bungsverringerung und zur Erhöhung der Lebensdauer des Pro
portionalventils mit einem reibungsmindernden Oberflächen
schutz, z. B. einer chemischen Vernickelung ausgestattet.
Statt dessen kann in die Bohrung 6, 7 je eine hülsenförmige
reibungsarme Kolbenführung eingesetzt sein. Zusätzlich
können auch die Führungsflächen der beiden Kolben 11, 13
einer reibungsmindernden Oberflächenbehandlung unterzogen
werden; so können sie z. B. eine chemische Vernickelung mit
eingelagertem Polytretafluorethylen (PTFE) aufweisen. Durch
diese die Reibung der beweglichen Ventilteile mindernden
Maßnahmen ergibt sich eine geringe Hysterese in der Regel
kennlinie des Proportionalventils.
Der obere Kolben 13 erstreckt sich durch das Ventilgehäuse 1
hindurch nach oben in das Innere eines Zwischenkörpers 16,
der am Ventilgehäuse angebracht ist. Das Innere des Zwi
schenkörpers 16 ist über Öffnungen 16a mit der Atmosphäre
verbunden, so daß die außerhalb des Ventilgehäuses 1
liegende Stirnseite des oberen Kolbens 13, wie die untere
Stirnseite des unteren Kolbens 11, Atmosphärendruck aus
gesetzt ist. An seiner entgegengesetzten Stirnseite ist der
obere Kolben 13 dem Druck in der Austrittsöffnung 3 aus
gesetzt. Die beiden zylindrisch ausgebildeten Kolben 11, 13
haben den gleichen Durchmesser, so daß ihre mit Strömungs
mitteldruck beaufschlagten Stirnseiten denselben Flächen
inhalt haben.
Die Doppelkolbenanordnung wird durch eine Rückstellfeder
15 in Schließrichtung vorgespannt. Diese
besteht vorzugsweise aus einer Tellerfeder oder
Schraubenfeder aus rostfreiem Stahl, die einerseits an der
Oberseite des Ventilgehäuses 1 abgestützt ist und anderer
seits an einem Ringbund 14 des Kolbens 13 angreift, wobei
der Zwischenkörper 6 zur Führung und Zentrierung der
Feder 15 dient.
Zum Verschieben der Doppelkolbenanordnung ist an der Ober
seite des Zwischenkörpers 16 ein Antrieb lösbar angebracht,
der über ein Kraftübertragungsglied 18 in Form eines Stößels
mit minimalen exzentrischen Kräften auf die Oberseite des
Kolbens 13 einwirkt.
In Fig. 1 besteht der Antrieb aus einem Proportional-Elektromagnet
17, während in Fig. 5 ein mechanischer Antrieb
und in Fig. 6 ein fluidtechnischer Antrieb vorgesehen ist.
Der in Fig. 1 gezeigte Elektromagnet 17 besitzt einen Anker
19 und eine Spule 24, die zum Schutz gegen äußere Einflüsse
in einem Magnetgehäuse 22 mit einem Gehäusedeckel 23 unter
gebracht sind. Die Spule 24 wird hierbei im Magnetgehäuse 22
durch den Gehäusedeckel 23 mit Hilfe eines Distanzstückes 25
gehalten. Um auch im Magnetteil des Proportionalventils eine
möglichst geringe Reibung zu erzielen, sind der Stößel 18
und der Anker 19 jeweils in einer Gleitführung 20 bzw. 21
geführt. An das Magnetgehäuse 22 ist zur elektrischen Ver
bindung des Elektromagneten ein Sicherheitsklemmenkasten 26
mit einer entsprechenden Sicherheitskabeleinführung 27 ange
bracht.
Zur Erläuterung der Betriebsweise sei angenommen, daß der
Elektromagnet 17 stromlos ist, so daß die Doppelkolbenanord
nung 11, 13 durch die Feder 15 in ihre Schließstellung ge
drückt wird. In der Schließstellung verschließt der als
Regelkolben bzw. Verschlußglied dienende untere Kolben 11
die Durchtrittsöffnung 4 über die in Reihe geschaltete
doppelte Abdichtung, die einerseits durch Anlage der
Dichtung 5 am Ventilsitz 37 und andererseits durch gegen
seitige Anlage der konischen Dichtflächen der Verbindungs
stange 12 und der Durchtrittsöffnung 4 gebildet wird. Wird
nun an den Elektromagneten 17 ein Stromsignal angelegt, so
verschiebt der Anker 19 über den Stößel 18 die Doppelkol
benanordnung 11, 13 nach unten in eine Öffnungsstellung
(Fig. 1), wobei der Öffnungshub des Kolbens 11 und damit der
Durchsatz des durch die Durchtrittsöffnung 4 strömenden
Fluids proportional zur Stromstärke des Regelsignals
veränderlich ist.
Fig. 3 zeigt ein Durchsatzregel-Diagramm, in dem der Durch
satz (l/min) über der elektrischen Stromstärke des Elektromagneten
bzw. über dem Ventilhub der Doppelkolbenanordnung aufge
tragen ist. Hierbei stellt die Kurve a den Volumendurchsatz
in Abhängigkeit vom Eingangsstrom und die Kurve b den
Volumendurchsatz in Abhängigkeit vom Ventilhub dar. Durch eine
Änderung der Durchtrittsöffnung 4 und/oder der Form der
Verbindungsstange 12 kann die Durchsatzregelkennlinie
bestimmten Erfordernissen angepaßt werden.
Fig. 4 zeigt mögliche Magnetkraftkennlinien des Elektro
magneten in Abhängigkeit vom Ventilhub und der jeweiligen Stromstärke
bei konstanter Spannungsversorgung.
Das beschriebene Proportionalventil kann in einer Betan
kungsanlage zum Rückführen von Kraftstoffdämpfen eingesetzt
werden. Während der Kraftstoff im Außenteil der Kraftstoff
leitung (nicht gezeigt) fließt, strömt durch den inneren
Teil der Kraftstoffleitung die im Fahrzeugtank entstehenden
Kraftstoffdämpfe, insbesondere Benzoldämpfe, zum Tank der
Tankanlage zurück. Das Proportionalventil wird hierbei so
eingebaut, daß die Eintrittsöffnung 2 mit dem dampfführenden Inneren der
Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) und die Austrittsöffnung 3
mit dem Tank der Tankanlage verbunden wird. Der Elektro
magnet 17 wird dann in Abhängigkeit vom Durchsatz des durch
die Kraftstoffleitung fließenden Kraftstoffes geregelt,
wobei das Regelsignal vom Kraftstoffmengen-Zählwerk abgelei
tet wird. Das Proportionalventil sorgt somit dafür, daß der
Durchsatz der in den Kraftstofftank zurückgeführten Kraft
stoffdämpfe dem Kraftstoffdurchsatz proportional ist, so daß
eine unzulässig hohe Druckbeaufschlagung des Tanks der Tank
anlage durch die zurückströmenden Kraftstoffdämpfe vermieden
wird. Da ferner der Ringspalt zwischen der Durchtrittsöff
nung 4 und der Verbindungsstange 12 als Drossel ausgebildet
ist, ist selbst bei maximal geöffnetem Ventil die durch das
Ventil fließende Fluidmenge auf einen vorgegebenen Wert,
z. B. 40 l/min, beschränkbar.
Wie bereits erwähnt, ist in Fig. 5 das Proportionalventil
mit einem mechanischen Antrieb versehen. Das eigentliche
Ventil ist identisch wie in Fig. 1 ausgebildet. Der
mechanische Antrieb besteht aus einem Nockenantrieb mit
einem Nocken 28, der um eine Welle 30 drehbar und durch
einen am Nocken 28 lageunveränderlich angebrachten Hebel 29
verstellbar ist. Am Hebel 29 greift im dargestellten
Beispiel ein Bowdenzug 31 an, während zum Zurückstellen des
Hebels 29 und somit des Nockens 28 eine Zugfeder 36 dient,
die zwischen dem Hebel 29 und dem am Ventilgehäuse 1 befestigten
Zwischenkörper 32 angebracht ist.
Durch Ändern der Nockenform des Nockens 28 kann das Regel
verhalten des Proportionalventils beeinflußt werden. Um auch
bei dieser Ausführungsform die Reibung der Antriebseinheit
zu minimieren, wird die Welle 30 des Nockenantriebs in
Lagern mit guten Gleiteigenschaften gelagert.
In Fig. 6 ist das eigentliche Ventil wieder identisch mit
dem in Fig. 1 gezeigten. Der Antrieb ist in diesem Fall als
fluidtechnischer Antrieb in Form eines doppelt wirkenden
Pneumatikzylinders 33 ausgebildet. Der Pneumatikzylinder 33
ist mit Hilfe eines als Zwischenkörper (32) dienenden Adapters 35
an der Oberseite des Ventilgehäuses 1 befestigt. Die Kolben
stange des Pneumatikzylinders 33 wirkt zentrisch auf ein
Kraftübertragungsglied in Form eines Stößels 34, der seiner
seits auf die Oberseite des oberen Kolbens 13 der Doppelkolben
anordnung 11, 13 einwirkt. Der Stößel 34 ist zum Zwecke eines Tole
ranzausgleiches lageveränderlich an der Kolbenstange des
Pneumatikzylinders 33 angebracht.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung in einem Kohlenwasserstoff-Rückführsystem
zum Anschluß an eine Mehrfach-Zapfsäule für
Kraftstoffe. Dabei ist das in Fig. 1 dargestellte Propor
tionalventil bestehend aus dem Ventilgehäuse 1 mit der
Eintrittsöffnung 2 und der Austrittsöffnung 3 und der Dop
pelkolbenanordnung 11, 13, der Zwischenkörper 16 und der
Magnetantrieb 17 an einem Gassammelrohr 40 befestigt. Die
Befestigung erfolgt vorzugsweise durch nicht dargestellte,
das Ventilgehäuse 1 durchsetzende Schrauben, die in Gewin
debohrungen (nicht dargestellt) des Gassammelrohres 40
eingeschraubt sind. Das Gassammelrohr 40 ist rechteckig
ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende Planflächen
41, 42 auf. Zur Zentrierung und Abdichtung der Eintritts
öffnung 2 gegenüber dem Gassammelrohr 40 ist ein ringför
miger Einsatz 43 mit Ringdichtungen 44 vorgesehen.
An der gegenüberliegenden Planfläche 42 des Gassammelrohres
40 sind mehrere Abschaltventile 50 befestigt, von denen in
Fig. 7 nur eines gezeigt ist. Die Abschaltventile 50 sind
als Sitzventile mit einem Ventilgehäuse 51,
einer Eintrittsöffnung 52, einer Austrittsöffnung 53, einem
Ventilglied 54, einer Dichtung 55 für das Ventilglied 54 und
einer das Ventilglied 54 in die Schließlage beaufschlagenden
Feder 56 ausgebildet.
In einer dem Proportionalventil ähnlichen Bauweise ist
wiederum das Ventilgehäuse 51 gegen den Magnetantrieb 58
mit Hilfe eines Zwischenkörpers 57 räumlich getrennt, in
dem Öffnungen 59 zur Belüftung vorgesehen sind. Der
Magnetantrieb 58 ist als Schaltmagnet 58 ausgebildet, so daß
das Abschaltventil 50 bei Erregung des Schaltmagneten 58 geöffnet wird
und damit die an die Eintrittsöffnung 52 angeschlossene
Gasrückführleitung (nicht dargestellt), die von einer Zapf
pistole herführt, mit der Austrittsöffnung 53 und dem Gassam
melrohr 40 verbunden wird.
Eine weitere Besonderheit des Abschaltventils 50 besteht
darin, daß die von der Zapfpistole heranführende Leitung in die stößelseitige
Ventilkammer 60 mündet, so daß die Dichtung
55 bei geschlossenem Ventil entlastet sind, weil beidseits
der Dichtung 55 Atmosphärendruck herrscht. Dies erlaubt
die Verwendung einer einfachen Dichtung 55 ohne größere Rei
bung.
Um die Hysterese des Proportionalventils noch weiter
zu verringern, erfolgt die Abdichtung der Kolben 11 und 13
durch allgemein bekannte Faltenbälge 62 und 64.
Zur Zentrierung und Abdichtung des Ventilgehäuses 51 ist
wiederum ein Einsatzkörper 46 mit Dichtungen 47 vorgesehen.
Die Befestigung des Ventilgehäuses 51 am Gassammelrohr 40
erfolgt durch nicht dargestellte, das Ventilgehäuse 51 durch
greifende Schrauben.
Wird zum Betanken eine Zapfpistole aktiviert, so wird das
zugehörige Abschaltventil 50 geöffnet, während die anderen an
dem Gassammelrohr 40 angeflanschten Abschaltventile 50 für die
weiteren Zapfpistolen der Zapfsäule gesperrt werden. Außer
dem wird die Kraftstoffabgabe gesperrt, so daß sicherge
stellt ist, daß nur die Kraftstoffdämpfe an der aktivierten
Zapfpistole über das geöffnete zugehörige Abschaltventil 50 in
das Gassammelrohr 40 und von dort zu dem Proportionalventil
gelangen, von dem der Gasvolumenstrom geregelt über die
Austrittsöffnung 3 zu einer Vakuumpumpe und von dieser zum
Kraftstofftank zurückgeführt wird.
Claims (24)
1. Ventilanordnung zum Rückführen von in einer Kraft
stoffleitung entstehenden Kraftstoffdämpfen zu einem Kraft
stofftank mit einem Proportionalventil, dessen von einem
steuerbaren Antrieb entgegen einer Rückstellfeder betätig
tes Ventilglied zwei über eine Verbindungsstange beabstan
dete Kolben aufweist, und der Durchtrittsquerschnitt des
Strömungsweges zwischen einer Eintritts- und Austrittsöff
nung im Ventilgehäuse von einem Ringspalt zwischen einem
konischen Abschnitt des Ventilgliede und einem gehäusesei
tigen konischen ersten Ventilsitz gebildet ist, und der
Ringspalt ausgehend von einer abgedichteten Schließstellung
stetig veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
dem Ringspalt zugekehrte Stirnseite des Kolbens (6) mit
einer Dichtung (5) versehen ist, die mit einem den Ring
spalt umgebenden zweiten Ventilsitz (37) zusammenwirkt und
daß die beiden eine Doppelkolbenanordnung bilden
de Kolben (11, 13) auf ihren voneinander abgewandten Stirn
seiten der Atmosphäre und auf ihren einander zugewandten
Stirnseiten dem zu regelnden Fluid ausgesetzt sind.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden zylindrisch ausgebildeten
Kolben (11, 13) den gleichen Durchmesser haben, so daß ihre
fluidbeaufschlagten Flächen die gleiche Größe haben.
3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kol
ben (11, 13) bezüglich seiner Bohrung (6, 7) durch eine ela
stische, mit Gleitmitteln versehene Dichtung (10) ab
gedichtet ist.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkolbenanordnung über
ein Kraftübertragungsglied (18) mit dem auswechselbar an
geordneten Antrieb verbunden ist, der als elektromagneti
scher Antrieb (19-24), mechanischer Antrieb (30) oder
fluidtechnischer Antrieb (33) ausgebildet sein kann.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) und der
Antrieb durch einen Zwischenkörper (16) räumlich vonein
ander getrennt sind, der die Antriebsverbindung zwischen
dem Kraftübertragungsglied (18) und der Doppelkolbenanord
nung (11, 13) enthält und an dem der Antrieb lösbar ange
bracht ist.
6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zwischenkörper (16) mit Öffnungen (16a)
versehen ist, die das Innere des Zwischenkörpers (16) mit
der Atmosphäre verbinden.
7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkolbenan
ordnung (11, 13) durch die Rückstellfeder (15) in Schließrichtung
und den Antrieb in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei der
vom Antrieb entfernte Kolben (11) als Verschlußglied zum
regelbaren Öffnen und Schließen der Durchtrittsöffnung (4)
ausgebildet ist.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder
(15) am Ventilgehäuse
(1) abgestützt ist und an einem Ringbund (14) des dem An
trieb zugewandten Kolbens (13) angreift.
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und
Austrittsöffnung (2, 3) als seitlich zueinander versetzte
Bohrungen ausgebildet sind, deren Achsen auf der Längsachse
der Kolbenanordnung (11, 13) senkrecht stehen und die durch
die Durchtrittsöffnung (4) miteinander verbunden sind.
10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse
(1) einteilig ausgebildet ist.
11. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1)
aus einem harten Material besteht.
12. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen
des Ventilgehäuses (1) und/oder der Doppelkolbenanordnung
(11, 13) mit einem reibungsarmen Oberflächenschutz versehen
sind.
13. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung
(2) mit dem die Kraftstoffdämpfe führenden Inneren der
Kraftstoffleitung und die Austrittsöffnung (3) mit dem
Kraftstofftank verbunden sind und daß der Antrieb in Ab
hängigkeit von dem Durchsatz des durch die Kraftstofflei
tung fließenden Kraftstoffes steuerbar ist.
14. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der
beiden Kolben (11, 13) durch Faltenbälge (62, 64) erfolgt.
15. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasrückführ
leitungen über je ein Abschaltventil (50) an ein Gassammel
rohr (40) angeschlossen sind und das Proportionalventil
zwischen dem Gassammelrohr (40) und dem Tank vorgesehen ist.
16. Ventilanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gassammelrohr (40) zwei gegenüberliegende
Planflächen (41, 42) zum Befestigen der Abschaltventile (50) ne
beneinander längs der einen Planfläche (42) und des Proportio
nalventils auf der gegenüberliegenden Planfläche (41) aufweist.
17. Ventilanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Zentrierung und Abdichtung der Abschalt
ventile (50) bzw. Proportionalventile Einsätze (43, 46) vor
gesehen sind, die sich in die Ein- bzw. Austrittsöffnung
der Ventile und Bohrungen des Gassammelrohres (40) erstrecken
und mit Dichtungen (44, 47) versehen sind.
18. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile an dem Gassammel
rohr (40) mit Schrauben befestigt sind.
19. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltventile (50) elek
tromagnetisch betätigte und eine Feder (56) aufweisende Sitzventile sind.
20. Ventilanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Magnetantrieb (58) und das Ventilgehäuse
(51) der Abschaltventile (50) durch einen Zwischenkörper
(57) räumlich voneinander getrennt sind, an dem der Magnet
antrieb (58) lösbar angeordnet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenkörper (57) mit Öffnungen (59) zur Belüf
tung versehen ist.
22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Ventilschließglied (54) der Abschaltventile (50) jeweils
dem Zwischenkörper (57) zugekehrte Dichtungen (55) aufweist.
23. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (52) in
die ventilstößelseitige Ventilkammer (60) mündet.
24. Ventilanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder (56) in der Ventilkammer (60) ange
ordnet ist.
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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