DE7233697U - Vollautomatisches zapfventil fuer tankstellen-zapfsaeulen - Google Patents

Description

8 München 5, 13. September 1972

ErhardtetraBe 11

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nf. LmU U. <<.oepke Telefon 240675 I/hO

PatentanwiH·

Deutsche Gerätebau GmbH
4796 Salzkotten
Ferdinand-Henze-Straße 9

Vollautomatisches Zapfventil für Tankstellen-Zapfsäulen Die Neuerung betrifft ein vollautomatisches Zapfventil ,_;

für die Befüllung von Kraftfahrzeugen an Tankstellen, ins- | besondere für die Anwendung in Tankstellen mit Selbst- \

bedienung, bei denen der Kunde selbst den Befüllvorgang seines Fahrzeuges mit Kraftstoff vornimmt.

Bei derartigen automatischen Zapfventilen ist eine automatisch wirkende Abschaltung des Befüllvorganges erforderlich, wenn der Flüssigkeitsstand im Tankstutzen soweit angestiegen ist, daß der Kraftstofftank des Fahrzeuges annähernd gefüllt ist. Das Zapfventil soll eine leichte und sichere Handhabung, auch durch Ungeübte, ermöglichen und Sicherheit bieten, daß nach dem Schließen der Schlauch tropfsicher dicht gehalten wird.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Ausführungen zu verwenden, die im wesentlichen aus einem Leichtmetallventilkörper bestehen, der eine Betätigung durch einen Hebel mit Schutzbügel aufweist. Das in den Tankstutzen einzuführende Auslaufrohr weist eine Unterdruckleitung auf, so daß, wenn der Flüssigkeitsspiegel die Ansaugöffnung erreicht, über ein Membranventil ein automatisches Schließen des Hauptventils bewirkt wird. Zusätzlich werden die bekannten Ausführungen der automatischen Zapfventile in der Form so ausgestattet, daß sie beim Ein- und Aushängen in eine an der Zapfsäule vorhandene

Tasche zwangsläufig die Inbetriebnahme der Kraftstoffförderpumpe der Zapfsäule bzw. ihre Abschaltung bewirken. Es ist eine Bedingung, daß dieser Vorgang ordnungsgemäß durchgeführt wird und das Zapfventil in der richtigen Position in die Säule eingeriegelt wird. Häufig werden auch zusätzliche Schlösser zum Absperren, die das Zapfventil mit der Zapfsäule verriegeln, verwendet, um die Zählwerke auf Null zu stellen.

Den bekannten Ausführungen haften eine Reihe von Nachteilen an, die sie insbesondere für die Verwendung an Selbstbedienungstakstellen wenig geeignet machen. Der Ausfluß von Brennstoff kann nämlich aus der Mündung des Zapfventiles erfolgen auch ohne daß diese Hündung in den Tankstutzen des Fahrzeuges eingeführt ist. Sie lassen ferner zu, daß nach dem Zustandekommen der automatischen Abschaltung durch teilweises Hinausziehen des Zapfventiles über den bereits eingefüllten Kraftstoffspiegel der Befüllvorgang weiter fortgesetzt wird, was häufig zum überlaufen des Kraftstoffs aus dem Tankstutzen führt. Insbesondere tritt dieser Nachteil verstärkt in Erscheinung, wenn sich ungeübte Benutzer, wie im Falle der Selbstbedienung, den Tank besonders voll füllen wollen. Abor auch bei der Bedienung durch Tankwarte wird häufig Kraftstoff zum überlaufen gebracht, ohne daß die Einrichtung des bekannten Zapfventils das verhindern kann. Weitere Nachteile sind dadurch gegeben, daß jeder Kraftfahrzeugtyp einen unter anderem Winkel stehenden Tankstutzen aufweist, in den das Zapfventil eingeführt werden muß und die maximale Durchflußmenge von der Entlüftung und Krümmung des Tankstutzen abhängig ist. Diesen Gegebenheiten wird dadurch Rechnung getragen, daß die bekannten Ausführungen von Zapfventilen meistens zwei Ventilstellungen erlauben, um einen größeren oder kleineren Kraftstoffdurchfluß zu erreichen. Lediglich die Erfahrungen des Tankwartes bestimmen die Einstellung der für den Kraftfahrzeugtyp und eine Zapfventilbauweise günstigen Einstellung.

Die in bekannter Art ausgeführten Zapfventile können einmal in den Tankstutzen eingeführt, nur durch Hebelwirkung und Eigengewicht im Tankstutzen festgehalten werden, da mit der Tankwart das Zapfventil zwischendurch loslassen kann. Es kommt jedoch öfter vor, daß während des Betankungsvorganges das Zapfventil aus dem Tankstutzen wieder herausrutscht und sich der Kraftstoff über das Fahrzeug ergießt, da in einem solchen Fall die bekannte Automatik nicht zum Ansprechen kommt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den Funktionsablauf des Vorganges, Betanken eines Kraftfahrzeuges, wesentlich zu verbessern und ihn insbesondere im Fall der Selbstbedienung durch den Kunden soweit abzusichern, daß weder ein überlaufen des Kraftstoffes aus dem Tankstutzen, noch ein sonstiges unerwünschtes Ereignis dabei auftritt. Nebenbei soll aber auch die Leichtigkeit der Handhabung wesentlich verbessert werden, um auch Frauen die Handhabung des Zapfventils und des Schlauches bei der Betankung, im Falle der Selbstbedienung, müfetLos zu machen. Es soll erreicht werden, daß das Zapfventil nicht durch einen Entriegelungsvorgang aus der Zapfsäule entnommen werden muß. Vielmehr ist es wünschenswert, dae Zapfventil direkt in den offenen Tankstutzen einzuführen und mit mehr Sicherheit für die Dauer des BefüllVorganges im Tankstutzen zu befestigen. Die Einführung in jeden, wie auoh immer gekrümmten Tankstutzen soll durch eine einfache, annähernd senkrechte Bewegung ermöglicht werden. Ein einfacher Knopfdruck kann d?n Befüllvorgang auslösen und automatisch zum Abschluß bringen. Das Ventil soll nach Abschluß des BetankungsVorganges durch eine einfache annähernd senkrecht verlaufende Bewegung aus dem Tankstutzen wieder entfernt werden können, ohne daß weitere Handhabungen, bzw. Einhängen in die Zapfsäule, erforderlich werden. Ferner soll mit einem einzigen Zapfventil naoh erfolgter Vorwahl sowohl Normalbenzin wie auoh Super getankt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an einem oder mehreren etwa lotrecht hängenden Schläuchen angebrachter Ventilkörper ein biegsam ausgeführtes Auslaufrohr besitzt, das bis an eine etwa kegelförmige, mit Falten versehene Manschette in den Tankstutzen einführbar ist. Durch einen Auslöseknopf betätigt, wird der Venti!querschnitt solange frei gegeben, bis im biegsamen Aueflußteil, der jeder Krümmung des Tankstutzens folgen kann, angeordnete Sensoren den Ablauf der Automatik, also Steuerungs- und überwachungsfunktionen auslösen.

Zur weiteren Ausgestaltung der Neuerung können in dem Ventilkörper Sichtfenster angebracht sein, die bei Flüssigkeitsströmung im Ventil ein sich drehendes oder bewegtes Flügelrad sichtbar machen. Weiterhin kann an dem Hauptventil, das den Flüssigkeitsstrom freigibt oder absperrt und das durch Hilfskraft betätigt wird, ein mechanisch wirkendes "NOT-AUS" Hebelgestänge vorhanden sein, das die vorhandene Normalbetätigung überbrückt und auf Knopfdruck und Auslösen einer Feder den Flüssigkeitsstrom sperrt.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

An in Arbeite- als auch in Ruhestellung etwa lotrecht hängenden Füllschläuchen 1, 2, die mit Normalbenzin bzw. mit Super gefüllt sind, ist ein allgemein mit 5 bezeichneter Ventilkörper angeschlossen, der ein automatisch wirkendes Zapfventil enthält-. Dieser Ventilkörper ist mit einem in einen Tankstutzen 16 einführbaren, biegsamen Auslaufrohr 12 versehen. Dieses Rohr trägt eine biegsame, mit Wellfalten versehene, annähernd kegelförmige, mit einer Entlüftungsöffnung 25 versehene Dichtmanschette 8, die gleichzeitig als Handschutz beim Einführen des Zapfventils in den Stutzen 16 dient. Eine das Auslaufrohr 12 umgebende Feder 26 zieht die gegenüber dem Ventilkörper in begrenztem Maße längsverschieb liehe Manschette gegen eine untere Begrenzung. Der Ventilkörper 5 ist mit einem profilierten Griffstück 7 und mit einem Sichtkörper versehen, der ein Sichtfenster 20 aufweist, durch welches die Bewegung eines im Innern angeordneten, sich bei

Flüssickeitsdurchlauf drehenden Flügelrades 6 sichtbar ist.

Den Schläuchen 1,2 sind in Durchflußrichtung federbelastete Ventile 3» 4 nachgeschaltet. Am Auslaßrohr sind ein durch einen Auslöseknopf 10 betätigbares, von einer Hilfskraft ausgelöstes Hauptventil 11 und ausserdem mehrere in unterschiedlichem Abstand von der Mündung des Auslaufrohres angebrachte Sensoren 15,14,13,19 und ein Überwachungssensor 24 vorgesehen. Dieser Sensor 24 kann durch öffnen bzw. Schliessen einer Luftdüse die Stellung der Dichtmanschette 8 gegenüber dem Auslaufrohr 12 kontrollieren, wodurch der Anlauf des Pumpenmotors in der Zapfsäule entweder gesperrt oder freigegeben wird. Dem Hauptventil 11 ist ein mechanisch wirkendes "NOT-AUS"-Gesperre 9 zugeordnet. Die Schläuche 1,2 wie auch eine Steuerleitung 17, welche die Signale der Füllstandsensoren an nicht veranschaulichte Vorventile der Zapfsäule weiterleitet, können von einer Schlauchhülle 18 umgeben sein.

Für dieses Zapfventil ergibt sich folgende Betriebsweise: Der in den Schläuchen 1,2 vorhandene Kraftstoff wird durch die federbelasteten Ventile 3,4 so lange gesperrt bis das Hauptventil durch Druck auf den Auslöseknopf 10, der die Hilfskraft auf das Ventil wirken läßt, öffnet. Wenn das Ventil in Offenstellung geht, überwindet der Pumpendruck der gleichzeitig mit dem Druck auf den Knopf 10 eingeschalteten Kraftstoffpumpe eines der Ventile 3 oder 4. Wenn also bspw. Normalbenzin zum Durchlauf freigegeben wird, so wirkt das Ventil 4 als Rückschlagventil für die Superzulaufleitung 2 und verhindert ein Eindringen oder Rückströmen. Der Kraftstoffzufluß dauert, einmal durch einen Knopfdruck auf den Auslöseknopf 10 freigegeben, so lange an, bis der unterste, im biegsamen Auslaufrohr 12 befindliche Sensor 15 meldet, daß der bei 23 angedeutete Flüssigkeitsspiegel im Tankstutzen seine Höhe erreicht hat. Dieses Signal löst eine Drosselung des Flüssigkeitsstromes auf die halbe Ddrchflußmenge aus. Dieser Vorgang wird mit bekannten Mitteln in der Zapfsäule ausgeführt und braucht hier im einzelnen nicht weiter beschrieben zu werden.

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Bei weiterem langsameren Ansteigen des Flüssigkeitsspiegel findet ein Ansprechen des näohethöher gelegenen Sensors 14 statt. Das nunmehr ausgelöste Signal schaltet in bekannter Weise den Durchfluß in der Zapfsäule auf einen vorgegebenen Minimalwert, der etwa bei 5 l/min liegt. Naoh dem nun noch langsameren Ansteigen des Flüssigkeitsspiegel im Tankstutzen wird der nooh weiter oben liegende Sensor 19 erreioht. Dessen Signal bewirkt nunmehr, daß das Hauptventil 11 schließt und die Pumpe in der Zapfsäule abgeschaltet wird. An dieses Signal werden im Falle von Belegdruckersäulen auch die Vorgänge, wie Ausdrucken des Beleges, sowie optische und akustische Signale "Beendigung des Tankvorganges^N angeknüpft. Gleichseitig wird auch das Anlaufen der Pumpe verriegelt, so daß ein weiteres Drücken des Knopfes IO keine erneute Freigabe des Flüssigkeitsdurchganges durch das Zapfventil auslöst. Der ganze beschriebene Vorgang ist nur dann freigegeben, wenn der Sensor 24, der die überwachung zur Aufgabe hat, laufend meldet, daß das Zapfventil sich innerhalb des Tankstutzens befindet. Diese Überwachung kann bspw. auf induktivem Wege, aber ebenso gut auch auf kapazitivem Wege oder optischem Wege erfolgen.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist diese Überwachungsfunktion in der Weise verwirklicht, daß die am Auslaufrohr 12 angebrachte Feder 26 die kegelförmige Manschette 8, die gegenüber dem Ventilkörper in begrenztem Maß längsverschieblieh ist, gegen die untere Begrenzung zieht. Beim Einführen des Auslaufrohres in den Tankstutzen wird die Manschette, die sich an der Tankstutzenöffnung abstützt, entgegen der Federkraft auf dem Auslaufrohr nach oben verschoben und in dieser Lage durch das Eigengewicht des Ventilkörpers gehalten. Durch diese Relativbewegung werden Schaltfunktionen eingeleitet. Es ist möglich, dadurch bspw. Unter- oder Überdruck-Luftleitungen zu öffnen oder zu schließen, wobei durch die auftretenden Druckdifferenzen in bekannter Weise Schaltbefehle gegeben werden. Wird das Zapfventil während des BefüllVorganges aus dem Tankstutzen entfernt, so endet der Flüssigkeitsausfluß aus dem Zapfventil durch die überwachung des Sensors 24, der das Schließen des Hauptventils und das Abschalten der Pumpe bewirkt. Während des

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Befüllvorganges wird das Zapfventil durch die biegsame Manschette 8 in der Öffnung des Tankstutzens festgeklemmt und gehalten. Während des Befüllvorganges tritt die verdrängte Luft aus dem Fahrzeugtank durch die eigene, in der Manschette 8 vorgesehene Entlüftungsöffnung 25 entweder ins Freie oder sie kann auch, da sie mit Benzindämpfen vermischt ist, durch eine zusätzliche Schlauchleitung abgesaugt werden. Im letzteren Falle ist die Zapfsäule mit einer zusätzlichen Absaugeainrichtung für die beim Tankvorgang auftretenden Benzindämpfe ausgestattet. Eine solohe zusätzliche Einrichtung ermöglicht durch das Entstehen eines Unterdrucks im Tankstutzen höhere Durchflußmengen ale bisher üblich. Damit wird der gesamte automatisch ablaufende Betankungsvorgang wesentlich verkürzt.

Das automatische Zapfventil ist weiterhin mit einer "Not-Aus-Einrichtung¹* ausgestattet. Durch Druck auf den Knopf 9 wird der gesamte Mechanismus des Hauptventils 11 mechanisch in Schließstellung gebraoht und durch Federdruck festgehalten. Diese Hinrichtung ist eine zusätzliche Sicherung im Falle des Versagens einzelnder Automatikabläufe.

Bei Bedarf können besonders hohe Durchflußmengen in der ersten Phasv, mit voller Pumpenleistung, dadurch erreicht werden, daß der Drosselvorgang, wenn der Flüssigkeitsspiegel 23 bereits im Tankstutzen ist, dreistufig zurückgeschaltet wird. Dann kann die Funktion des weiteren Sensors 13 in den Schaltvorgang einbezogen werden.

-Schutzansprüche-

Claims (11)

"''''I i ' · Il IMi Ii I .'»,!' I ' ' Γ — 8 — Schutzansprüche:

1. Zapfventil für Tankstellen-Zapfsäulen, insbesondere für Selbstbedienungseinriohtungen, mit automatisch wirkender Abschaltung» dadurch gekennzeichnet, daß ein an einem oder an mehreren etwa lotreoht hängenden Püllsohläuchen (1,2) angeschlossener Ventilkörper (5) ein in einen Tankstutzen (16) einführbares, biegsames Auslaufrohr (12) mit einer darauf verschiebbaren Dichtmanschette (8) besitzt, das Auslaufrohr mehrere Füllstandsensoren (13,14,15,19) und Überwachungssensoren (24) trägt, die bei ansteigendem Flüssigkeitsstand im Tankstutzen ein stufenweises Zurückschalten der Durchflußmenge bis zum völligen Schließen steuern und die Abgabe von Flüssigkeit nach Vorwahl nur dann gestatten, wenn sich das Auslaufrohr (12) bis zum Anschlag im Tanksbatzen (16) befindet.

2. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) ausser dem Hauptventil (11) ein oder mehrere, gleichzeitig als Rückschlagventile wirkende Vorventile (3,4) besitzt.

3. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (5) hinter einem Sichtfenster (20) ein Flügelrad (6) eingebaut ist.

4. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) ein profiliertes Griffstück (7) besitzt, das von der sich kegelförmig erweiternden, als Handschutz wirkenden Dichtmanschette umgeben ist*

5· Zapfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungselemente, wie Vorwahlknopf, Einsehaltknopf (10), ein^MNot-Aus^w-Schalter (9) am Ventilkörper (5) bzw. an dessen Griffstück (7) angebracht sind.

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6. Zapfventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (11) durch eine Hilfskraft, bspw. Druckluft betätigt wird, die durch Knopfdruck ausgelöst wird.

7. Zapfventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanisch wirkendes "Not-Aus"-Gesperre (9) vorgesehen ist, welches das Hauptventil (11) schließt, wobei die normalerweise wirkende Hilfskraft zur Betätigung des Ventils überbrückt wird.

8. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmig ausgebildete, mit Wellfalten versehene Dichtmanschette (8) eine öffnung (25) besitzt, die im Tankstutzen mündet.

9. Zapfventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

!die öffnung (25) einen Anschluß für eine Unterdruckleitung aufweist.

'%

10. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

r der Sensor (24) durch öffnen bsw. Schließen einer Luft-

| düse die Stellung der Dichtmanschette (8) gegenüber dem

! Auslaufrohr (12) kontrolliert, wodurch der Anlauf des Pumpen-

[; motors in der Zapfsäule entweder gesperrt oder freigegeben

f wird.

^:

11. Zapfventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Betätigung des Vorwahlschalters keine Flüssigkeit abgegeben wird.