EP1013931B1 - Pumpeinrichtung zum Fördern von Dämpfen - Google Patents

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EP1013931B1
EP1013931B1 EP99123667A EP99123667A EP1013931B1 EP 1013931 B1 EP1013931 B1 EP 1013931B1 EP 99123667 A EP99123667 A EP 99123667A EP 99123667 A EP99123667 A EP 99123667A EP 1013931 B1 EP1013931 B1 EP 1013931B1
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EP
European Patent Office
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valve
temperature
pump device
stop valve
shut
Prior art date
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EP99123667A
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French (fr)
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EP1013931A3 (de
EP1013931A2 (de
Inventor
Jürgen Schmidt
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Duerr Dental SE
Original Assignee
Duerr Dental SE
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Publication date
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Publication of EP1013931A3 publication Critical patent/EP1013931A3/de
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Publication of EP1013931B1 publication Critical patent/EP1013931B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/18Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use for specific elastic fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B37/10Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00Fluid parameters
    • F04B2205/10Inlet temperature

Definitions

  • the invention relates to a pumping device for conveying vapors according to the preamble of claim 1.
  • Such pumping devices are e.g. used at petrol pumps to promote the fuel vapors displaced during fueling of vehicles from the vehicle tank into the service station tank.
  • Such a pumping device is known from US Pat. No. 5,571,310, which reduces the pressure in the vapor space of a tank with volatile chemicals.
  • a branch line is attached to a ventilation line, which leads via a valve to a vapor pump.
  • This promotes a vapor-air mixture to a separation module with semipermeable membrane, behind which the vaporous chemical is returned via a dip pipe to the tank, where it condenses.
  • a controller switches on the entire gas return device and travels behind when the steam temperature is exceeded the steam pump, the gas return conveyor completely again, whereby the valves go to their respective rest position and the pump is turned off.
  • a pumping device for conveying vapors according to the preamble of claim 1 is to be developed so that on the one hand the reliability of the pumping device is maintained even with strong accumulating heat of compression and on the other hand, a pumping unit of the pumping device while continuing to work, so that a costly decoupling at eliminated mechanically driven pumps and the pumping device can start to work automatically after cooling.
  • the temperature-dependent shut-off valve ensures that petrol vapors are conveyed only below a predetermined temperature and thus generates heat of compression. If the predetermined temperature is exceeded, closes the shut-off valve and the pump unit operates against a stationary gasoline vapor column, in which case no heat of compression can heat the pumping device additionally, since no compression work is done.
  • the pumping device can now cool until it reaches a non-critical temperature reached. Then opens the temperature-dependent working shut-off valve and thus allows again the delivery operation of the pumping device.
  • the control that controls the closing or opening of the temperature-dependent working shut-off valve, according to claim 2 itself be deformed by the action of heat. Such a control thus serves simultaneously as a temperature probe.
  • control according to claim 3 cooperate with a temperature-dependent deformable body.
  • a temperature-dependent deformable body Such a construction allows the use of standard shut-off valves.
  • a bimetallic body (i.e., a body formed as a laminate of two metal layers of different thermal expansion coefficients) according to claim 4 is a particularly simple embodiment of a temperature-responsive deformable body.
  • the bimetallic body is available for use in different temperature ranges and with different temperature strokes.
  • Bimetal body as a switching element are known per se; z. B, US Pat. No. 4,830,277 discloses a thermostatic valve which switches between an open and a closed position by means of a cup-shaped bimetallic disk. Also bimetal discs US 5 263 643 for the temperature-dependent control of a pressure relief valve.
  • a snap action of the bimetallic body is particularly easy to implement according to claim 7.
  • an expansion element can also be used. It is a body with a high coefficient of expansion, the thermal expansion is used either directly to open or close the shut-off valve or indirectly to actuate the control of the shut-off valve.
  • the here preferably used wax cartridge is available in various geometries, easy to handle and has a high thermal expansion coefficient.
  • a control of the shut-off valve is provided by a temperature sensor.
  • the control of the shut-off valve is then not directly or indirectly mechanically, but via a control signal of the temperature sensor.
  • Such sensor-valve units are relatively inexpensive.
  • the additional use of the temperature sensor to one of the above-mentioned shut-off valve variants with a temperature-dependent deformable body results in a particularly reliable pumping device.
  • An electromagnet is a particularly robust and cost-effective actuator (see claim 10).
  • the development according to claim 11 takes into account the character of the shut-off valve as a safety device. Since the shut-off valve is always open during normal operation of the pump device, this open position is effected in a simple manner and without constant electrical control, so that the solenoid is spared and energy is saved.
  • a in the drawing generally designated by the reference numeral 10 pumping means for returning gasoline vapors from a (not darg Robinson) dispensing valve of a dispensing pump to a tank 12 has a piston pump 14 for conveying petrol vapors on. Their intake valve 16 and exhaust valve 18 are shown outsourced for explanatory purposes.
  • the pumping device 10 pumps gasoline vapors which are displaced from the tank 20 of a vehicle during refueling, back into the tank 12 using a suction nozzle of the dispensing valve and a gasoline vapor return line 22, 24.
  • the pumping device 10 in the conveying direction of the gasoline vapors in front of the inlet valve 16 lying on a temperature-dependent working shut-off valve 26.
  • This is thermally coupled to the piston pump 14, ie shut-off valve 26 and piston pump 14 have the same temperature.
  • the temperature-dependent shut-off valve 26 is open.
  • the temperature the piston pump 14 rises the temperature the piston pump 14 over a predetermined limit, so closes the thermally coupled shut-off valve 26, as will be described in more detail below.
  • a pressure relief valve 28 is opened.
  • piston pump 14 has a lower operating conditions crankcase 30 and a screwed onto this, overhead cylinder head 32.
  • a drive shaft 38 is mounted in a molded bearing mount 34 of the crankcase 30 via a bearing 36.
  • the drive shaft 38 is driven via an electric motor, not shown in the drawing, which is arranged in Figure 2 left of the bearing holder 34 outside of the crankcase 30.
  • a crank body 42 With the drive shaft 38 is connected via a threaded bolt 40, a crank body 42, to which a balancing body 44 is integrally formed.
  • a connecting rod 50 to which a lower piston shell 52 is formed.
  • an upper piston shell 54 is fastened by means of a screw 56. Between the two piston cups 52, 54 a piston seal 58 is clamped.
  • the piston unit 60 formed by the components 50 to 58 runs in a cylinder liner 62 which rests on a shoulder 66 of the crankcase 30 via two axially successive disc springs 64 and is supported on the underside of the cylinder head 32 via a valve carrier plate 68.
  • the latter carries the leaf spring designed as inlet valve 16, not shown in Figure 2, designed as a leaf spring outlet valve 18, the temperature-dependent shut-off valve 26 and the pressure relief valve 28th
  • the shut-off valve 26 has a conical cup-shaped snap-valve disc 70 made of bimetal with a central hole 72 (see, in particular Fig. 3 and 4), with which it is placed on a threaded bolt 74 of the valve support plate 68. On the threaded bolt 74, a nut 76 is screwed, which holds the valve disc 70 against a voltage applied to the valve carrier plate 68 spacer ring 78, which is also plugged onto the threaded bolt 74.
  • An upper planar sealing surface 80 of the valve carrier plate 68 forms with an outer edge 82 of the valve plate 70 a linear circular sealing point when the valve plate 70 is snapped under the action of heat in a downwardly conically cup-shaped locking geometry.
  • the circular sealing point is located radially outside of a formed in the valve support plate 68 inlet opening 84, with the lower end of the inlet valve 16 cooperates.
  • the pressure relief valve 28 is on the outlet side with the inlet 88 of the crankcase with a suction chamber 86 and the inlet side with an outlet 90 of the piston pump 14 in connection.
  • the pressure relief valve 28, the temperature-dependent operating shut-off valve 26, the inlet valve 16 and the outlet valve 18 are connected downstream in the flow direction of the gasoline vapor.
  • An outlet 90 of the piston pump 14 is connected to the tank 12 via the line 24 (see Fig. 1).
  • the piston pump 14 is provided at both the inlet 88 and at the outlet 90 each have a flame trap 92 and 94, respectively.
  • the latter each have a winding 96 of corrugated metal strip (tape backup) on.
  • the function of the temperature-dependent shut-off valve 26 illustrate the figures 3 and 4.
  • the shut-off valve 26 is in the open position shown in Figure 3, in which the valve plate 70 of the check valve 26 is lifted from the planar sealing surface 80 of the valve support plate 68 and the inlet port 84 is released, so that the petrol vapor on the check valve 26 can flow past in the direction of the inlet valve 16.
  • the piston unit 60 can suck in gasoline vapor from the inlet 88 forth via the suction chamber 86.
  • valve disk 70 of the shut-off valve 26 snaps into the closed position shown in FIG. 4 via an unstable middle position, in which the edge 82 of the valve disk 70 rests on the sealing surface 80 of the valve carrier plate 68, so that the inlet opening 84 is closed and the piston unit 60 operates independently of the position of inlet valve 16 and outlet valve 18 on one and the same volume of gas. The delivery of petrol vapor through the piston pump 14 is thus prevented.
  • the piston pump 14 thus operates in the closed position of the shut-off valve 26 against a standing in the region of the outlet 90 gasoline vapor column, which is not further compressed and therefore not heated. Conversely, the piston pump 14 is further cooled by convection of ambient air. This cooling is stronger than the frictional heat still generated in the piston pump 14, so that one obtains a total cooling of the pumping device 10.
  • valve plate 70 of the check valve 26 snaps back into the open position releasing the open position 84, whereby the piston unit 60 can suck in petrol vapor again.
  • the pressure relief valve 28 responds and blows off until it reaches a non-critical pressure to the suction side.
  • FIGS. 5 and 6 Two further alternative embodiments of the temperature-dependent shut-off valve 26 are shown in FIGS. 5 and 6. Components which have already been explained above with reference to FIGS. 1 to 4 are again provided with the same reference numerals. These components will not be described again in detail below.
  • the temperature-dependent shut-off valve 26 shown in Figure 5 is controlled by a piston 102, which runs tightly in a cylindrical housing 104 in which an expansion element 106 is arranged.
  • the expansion element 106 e.g. a wax cartridge, expands with increasing temperature.
  • the stroke of the piston 102 is dimensioned so that the shut-off valve 26 then opens when an expansion of the expansion element 106 is reached, which corresponds to the switching temperature.
  • the piston 102 is under the bias of a spring 108 so that when contraction of the expansion element 106 of the piston 102 is brought into contact with the expansion element 106, and the shut-off valve 26 opens again when falling below the switching temperature.
  • Shut-off valve 26 is resiliently biased in the open position and adjustable via an electromagnet 110 in the closed position.
  • the solenoid 110 is controlled by a temperature switch 112 which is thermally coupled to the piston pump 14. When the switching temperature is exceeded, the temperature switch 112 energizes the electromagnet 110 via a power amplifier 114, so that it closes the shut-off valve 26. When falling below the switching temperature of the temperature switch 112 terminates its output signal, so that the shut-off valve 26 is opened again.
  • the embodiments of the temperature-dependent shut-off valve 26 described above prevent the temperature of the piston pump 14 from exceeding the switching temperature and thus prevent overheating of the piston pump 14.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpeinrichtung zum Fördern von Dämpfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Pumpeinrichtungen werden z.B. an Zapfsäulen eingesetzt, um die beim Betanken von Kraftfahrzeugen aus dem Kraftfahrzeugtank verdrängten Benzindämpfe in den Tankstellentank zu fördern.
  • Bei diesen Pumpeinrichtungen ist damit zu rechnen, daß sie sich während des Betriebs erwärmen. Einen Beitrag zur Erwärmung der Pumpeinrichtung, die zu ihrer Überhitzung führen kann, liefert die Erwärmung der Benzindämpfe durch die Kompressionsarbeit, die die Pumpeinheit an den Benzindämpfen während deren Förderung verrichtet (nachfolgend auch als "Kompressionswärme" bezeichnet). Aus Sicherheitsgründen muß eine derartige Überhitzung vermieden werden.
  • Aus der US 5 571 310 ist eine derartige Pumpeinrichtung bekannt, die den Druck im Dampfraum eines Tanks mit flüchtigen Chemikalien reduziert. Hierzu wird an einer Belüftungsleitung eine Abzweigleitung angebracht, welche über ein Ventil zu einer Dampfpumpe führt. Diese fördert ein Dampf-Luft-Gemisch zu einem Trennmodul mit semipermeabler Membran, hinter welcher die dampfförmige Chemikalie über eine Tauchleitung zum Tank zurückgeführt wird, wo sie kondensiert. Ein Steuerung schaltet bei zu hohem Druck im Dampfraum des Tanks die gesamte Gas-Rückfördereinrichtung ein und bei Überschreiten der Dampftemperatur hinter der Dampfpumpe die Gas-Rückfördereinrichtung wieder komplett aus, wodurch die Ventile in ihre jeweilige Ruhestellung gehen und die Pumpe abgeschaltet wird.
  • Durch die vorliegende Erfindung soll eine Pumpeinrichtung zum Fördern von Dämpfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weitergebildet werden, daß einerseits die Betriebssicherheit der Pumpeinrichtung auch bei starker anfallender Kompressionswärme erhalten bleibt und andererseits eine Pumpeinheit der Pumpeinrichtung währenddessen weiterarbeiten kann, so daß eine aufwendige Entkoppelung bei mechanisch angetriebenen Pumpen entfallen und die Pumpeinrichtung nach erfolgter Abkühlung automatisch wieder zu arbeiten beginnen kann.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Pumpeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil sorgt dafür, daß Benzindämpfe nur unterhalb einer vorgegebenen Temperatur gefördert werden und dadurch Kompressionswärme entsteht. Wird die vorgegebene Temperatur überschritten, schließt das Absperrventil und die Pumpeinheit arbeitet gegen eine stehende Benzindampfsäule, wobei dann keine Kompressionswärme die Pumpeinrichtung zusätzlich erhitzen kann, da keine Kompressionsarbeit verrichtet wird.
  • Durch den bei derartigen Pumpeinrichtungen immer gegebenen Wärmeaustausch mit der Umgebung kann sich die Pumpeinrichtung, da der Kompressionsbeitrag zur Erwärmung nicht mehr vorliegt, nun abkühlen, bis sie eine unkritische Temperatur erreicht. Dann öffnet das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil und ermöglicht somit wieder den Förderbetrieb der Pumpeinrichtung.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Das Steuerelement, das das Schließen bzw. Öffnen des temperaturabhängig arbeitenden Absperrventils steuert, kann gemäß Anspruch 2 selbst durch die Wärmeeinwirkung verformbar sein. Ein derartiges Steuerelement dient somit gleichzeitig als Temperatursonde.
  • Alternativ kann das Steuerelement gemäß Anspruch 3 mit einem temperaturabhängig verformbaren Körper zusammenarbeiten. Ein derartiger Aufbau erlaubt das Verwenden von Standard-Absperrventilen.
  • Ein Bimetall-Körper (d.h. ein Körper, der als Schichtverbund zweier Metallschichten unterschiedlicher Wärmeausdehnungkoeffizienten ausgeführt ist) gemäß Anspruch 4 ist eine besonders einfache Ausführung eines temperaturabhängig verformbaren Körpers. Der Bimetall-Körper sind zum Einsatz in verschiedenen Temperaturbereichen und mit unterschiedlichem Temperaturhub verfügbar.
  • Bimetall-Körper als Schaltelement sind an sich bekannt; z. B geht aus der US 4 830 277 ein Thermostatventil hervor, welches mittels einer schalenförmigen Bimetall-Scheibe zwischen einer Offen- und einer geschlossen-Stellung schaltet. Ebenfalls Bimetallscheiben verwendet die US 5 263 643 für die temperaturabhängige Ansteuerung eines Überdruckventils.
  • Bei einer Weiterbildung gemäß Anspruch 5 wird eine Schaltcharakteristik des Absperrventils erzielt, d.h. auch wenig unter der Schalttemperatur ist noch die gesamte oder ein großer Teil der Förderleistung der Pumpeinrichtung verfügbar.
  • Diese Schaltcharakteristik ist durch Weiterbildung gemäß Anspruch 6 noch stärker ausgeprägt. Zwischen einer Offen-und einer Schließstellung des Absperrventils ist dann keine Zwischen-Betriebsstellung mehr möglich, d.h. die Stellung des Absperrventils ist stets eindeutig definiert.
  • Eine Schnappwirkung des Bimetall-Körpers ist gemäß Anspruch 7 besonders einfach zu realisieren.
  • Alternativ zu einem Bimetall-Körper kann gemäß Anspruch 8 auch ein Dehnstoffelement verwendet werden. Dabei handelt es sich um einen Körper mit hohem Ausdehungskoeffizienten, dessen Wärmeausdehnung entweder direkt zum Öffnen bzw. Schließen des Absperrventils oder indirekt zum Betätigen des Steuerelements des Absperrventils genutzt wird. Die hierbei bevorzugt einsetzbare Wachskartusche ist in verschiedenen Geometrien verfügbar, einfach zu handhaben und weist einen hohen Wärmeausdehungskoeffizienten auf.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 9 ist entweder alternativ oder zusätzlich eine Steuerung des Absperrventils durch einen Temperatursensor vorgesehen. Die Ansteuerung des Absperrventils erfolgt dann nicht direkt oder mittelbar mechanisch, sondern über ein Steuersignal des Temperatursensors. Derartige Sensor-Ventil-Einheiten sind relativ kostengünstig. Der zusätzliche Einsatz des Temperatursensors zu einer der oben angesprochenen Absperrventil-Varianten mit einem temperaturabhängig verformbaren Körper ergibt eine besonders betriebssichere Pumpeinrichtung.
  • Ein Elektromagnet ist ein besonders robustes und kostengünstiges Stellglied (vgl. Anspruch 10).
  • Die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 trägt dem Charakter des Absperrventils als Sicherheitseinrichtung Rechnung.
    Da das Absperrventil beim Normalbetrieb der Pumpeinrichtung immer offen ist, wird diese Offenstellung auf einfache Weise und ohne ständige elektrische Ansteuerung bewirkt, sodaß der Elektromagnet geschont wird und Energie gespart wird.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Pumpeinrichtung zum Fördern von Benzindämpfen mit einem temperaturabhängig arbeitenden Absperrventil;
    Figur 2
    einen vertikalen Schnitt durch eine Kolbenpumpe zum Fördern von Benzindämpfen mit einem temperaturabhängig arbeitenden Absperrventil;
    Figur 3
    eine Ausschnittsvergrößerung innerhalb des durch den gestrichelten Kreis in Figur 2 hervorgehobenen Bereichs, in der das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil in einer geöffneten Stellung gezeigt ist;
    Figur 4
    eine zu Figur 3 ähnliche Darstellung, in der das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil in einer geschlossenen Stellung gezeigt ist;
    Figur 5
    eine schematische Darstellung einer Pumpe zum Fördern von Benzindämpfen mit einem abgewandelten temperaturabhängig arbeitenden Absperrventil; und
    Figur 6
    eine schematische Darstellung einer Pumpeinrichtung zum Fördern von Benzindämpfen mit einem weiteren abgewandelten temperaturabhängig arbeitenden Absperrventil.
  • Eine in der Zeichnung insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Pumpeinrichtung zum Rückführen von Benzindämpfen von einem (nicht dargstellten) Zapfventil einer Zapfsäule zu einem Tank 12 weist eine Kolbenpumpe 14 zum Fördern von Benzindämpfen auf. Deren Einlaßventil 16 und Auslaßventil 18 sind zu Erläuterungszwecken ausgelagert dargestellt. Die Pumpeinrichtung 10 pumpt Benzindämpfe, die beim Betanken eines Fahrzeugs aus dessen Tank 20 verdrängt werden, unter Verwendung eines Saugrüssels des Zapfventils und einer Benzindampf-Rückführleitung 22, 24 zurück in den Tank 12.
  • Weiter weist die Pumpeinrichtung 10 in Förderrichtung der Benzindämpfe vor dem Einlaßventil 16 liegend ein temperaturabhängig arbeitendes Absperrventil 26 auf. Dieses ist mit der Kolbenpumpe 14 thermisch gekoppelt, d.h. Absperrventil 26 und Kolbenpumpe 14 haben gleiche Temperatur. Im Normalfall ist das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil 26 offen. Steigt die Temperatur der Kolbenpumpe 14 über einen vorgegebenen Grenzwert an, so schließt das thermisch angekoppelte Absperrventil 26, wie unten noch näher beschrieben wird.
  • Überschreitet der Druck in der Rückführleitung 22 einen vorgegebenen Grenzwert, so wird ein Überdruckventil 28 geöffnet.
  • Die in Figur 2 im Schnitt wiedergegebene Kolbenpumpe 14 hat ein unter Einsatzbedingungen untenliegendes Kurbelgehäuse 30 und einen auf dieses aufgeschraubten, obenliegenden Zylinderkopf 32. In einer angeformten Lageraufnahme 34 des Kurbelgehäuses 30 ist über ein Lager 36 eine Antriebswelle 38 gelagert. Die Antriebswelle 38 wird über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor, der in Figur 2 links der Lageraufnahme 34 außerhalb des Kurbelgehäuses 30 angeordnet ist, angetrieben. Mit der Antriebswelle 38 ist über einen Gewindebolzen 40 ein Kurbelkörper 42 verbunden, an den ein Wuchtkörper 44 angeformt ist. Auf einem Kurbelzapfen 46 des Kurbelkörpers 42 läuft über ein Lager 48 ein Pleuel 50, an dem eine untere Kolbenschale 52 angeformt ist. An dieser ist eine obere Kolbenschale 54 mittels einer Schraube 56 befestigt. Zwischen die beiden Kolbenschalen 52, 54 ist eine Kolbendichtung 58 eingeklemmt.
  • Die durch die Bauteile 50 bis 58 gebildete Kolbeneinheit 60 läuft in einer Zylinderbuchse 62, die über zwei axial hintereinanderliegende Tellerfedern 64 auf einer Schulter 66 des Kurbelgehäuses 30 ruht und an der Unterseite des Zylinderkopfs 32 über eine Ventilträgerplatte 68 abgestützt ist. Letztere trägt das als Blattfeder ausgebildete Einlaßventil 16, das in Figur 2 nicht dargestellte als Blattfeder ausgebildete Auslaßventil 18, das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil 26 sowie das Überdruckventil 28.
  • Das Absperrventil 26 weist einen kegelig schalenförmigen Schnapp-Ventilteller 70 aus Bimetall mit einem zentralen Loch 72 auf (vgl. insbesondere Fig. 3 und 4), mit dem es auf einen Gewindebolzen 74 der Ventilträgerplatte 68 gesteckt ist. Auf den Gewindebolzen 74 ist eine Mutter 76 geschraubt, die den Ventilteller 70 gegen einen an der Ventilträgerplatte 68 anliegenden Abstandsring 78, der ebenfalls auf den Gewindebolzen 74 gesteckt ist, niederhält.
  • Eine obere plane Dichtfläche 80 der Ventilträgerplatte 68 bildet mit einem äußeren Rand 82 des Ventiltellers 70 eine linienhafte kreisförmige Dichtstelle, wenn der Ventilteller 70 unter Wärmeeinwirkung in eine nach unten kegelig schalenförmige Schließgeometrie umgeschnappt ist. Die kreisförmige Dichtstelle liegt radial außerhalb einer in der Ventilträgerplatte 68 ausgeformten Einlaßöffnung 84, mit deren unteren Ende das Einlaßventil 16 zusammenarbeitet.
  • Das Überdruckventil 28 steht auslaßseitig mit dem Einlaß 88 des Kurbelgehäuses mit einem Ansaugraum 86 und einlaßseitig mit einem Auslaß 90 der Kolbenpumpe 14 in Verbindung. Dem Überdruckventil 28 sind in Strömungsrichtung des Benzindampfs das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil 26, das Einlaßventil 16 und das Auslaßventil 18 nachgeschaltet. Ein Auslaß 90 der Kolbenpumpe 14 ist über die Leitung 24 (vgl. Fig. 1) mit dem Tank 12 verbunden.
  • In der Kolbenpumpe 14 ist sowohl am Einlaß 88 als auch am Auslaß 90 jeweils eine Flammsperreinheit 92 bzw. 94 vorgesehen. Letztere weisen je einen Wickel 96 aus gewelltem Blechband (Bandsicherung) auf.
  • Die Funktion des temperaturabhängig arbeitenden Absperrventils 26 verdeutlichen die Figuren 3 und 4.
  • Unterhalb einer durch Material und Geometrie des Ventiltellers 26 vorgegebenen Schalttemperatur befindet sich das Absperrventil 26 in der in Figur 3 gezeigten Offenstellung, in der der Ventilteller 70 des Absperrventils 26 von der planen Dichtfläche 80 der Ventilträgerplatte 68 abgehoben ist und die Einlaßöffnung 84 freigegeben ist, sodaß der Benzindampf am Absperrventil 26 vorbei in Richtung des Einlaßventils 16 strömen kann. Damit kann die Kolbeneinheit 60 Benzindampf vom Einlaß 88 her über den Ansaugraum 86 ansaugen.
  • Wird die Schalttemperatur überschritten, so schnappt der Ventilteller 70 des Absperrventils 26 über eine instabile mittlere Lage in die in Figur 4 gezeigte Schließstellung, bei der der Rand 82 des Ventiltellers 70 auf der Dichtfläche 80 der Ventilträgerplatte 68 aufliegt, so daß die Einlaßöffnung 84 verschlossen wird und die Kolbeneinheit 60 unabhängig von der Stellung von Einlaßventil 16 und Auslaßventil 18 auf ein und dasselbe Gasvolumen arbeitet. Das Fördern von Benzindampf durch die Kolbenpumpe 14 ist somit unterbunden.
  • Die Kolbenpumpe 14 arbeitet somit in der Schließstellung des Absperrventils 26 gegen eine im Bereich des Auslasses 90 stehende Benzindampfsäule, die dabei nicht weiter verdichtet wird und sich demzufolge nicht erwärmt. Umgekehrt wird die Kolbenpumpe 14 weiterhin durch Konvektion von Umgebungsluft abgekühlt. Diese Abkühlung ist stärker als die in der Kolbenpumpe 14 weiterhin erzeugte Reibungswärme, sodaß man insgesamt eine Abkühlung der Pumpeinrichtung 10 erhält.
  • Nach deutlichem Unterschreiten der Schalttemperatur (Hysterese des Bimetall-Ventiltellers) schnappt der Ventilteller 70 des Absperrventils 26 wieder in die die Einlaßöffnung 84 freigebende Offenstellung, wodurch die Kolbeneinheit 60 wieder Benzindampf ansaugen kann.
  • Beim Überschreiten eines Grenzdrucks im Ansaugraum 86 spricht das Überdruckventil 28 an und bläst bis zum Erreichen eines unkritischen Drucks zur Saugseite hin ab.
  • Zwei weitere alternativ verwendbare Ausführungsformen des temperaturabhängig arbeitenden Absperrventils 26 zeigen die Figuren 5 und 6. Bauelemente, die obenstehend schon unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 erläutert wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Bauteile werden nachstehend nicht nochmals im einzelnen beschrieben.
  • Das in Figur 5 gezeigte temperaturabhängig arbeitende Absperrventil 26 wird über einen Kolben 102 gesteuert, der dicht in einem zylindrischen Gehäuse 104 läuft, in welchem ein Dehnstoffelement 106 angeordnet ist. Das Dehnstoffelement 106, z.B. eine Wachskartusche, dehnt sich bei steigender Temperatur aus. Der Hub des Kolbens 102 ist so bemessen, daß das Absperrventil 26 dann öffnet, wenn eine Ausdehnung des Dehnstoffelements 106 erreicht ist, die der Schalttemperatur entspricht. Der Kolben 102 steht unter der Vorspannung einer Feder 108, damit beim Zusammenziehen des Dehnstoffelements 106 der Kolben 102 in Anlage am Dehnstoffelement 106 nachgeführt wird, und das Absperrventil 26 beim Unterschreiten der Schalttemperatur wieder öffnet.
  • Das in Figur 6 dargestellte temperaturabhängig arbeitende Absperrventil 26 ist federnd in die Offenstellung vorgespannt und über einen Elektromagneten 110 in die Schließstellung stellbar. Der Elektromagnet 110 wird von einem Temperaturschalter 112 gesteuert, der thermisch an die Kolbenpumpe 14 angekoppelt ist. Beim Überschreiten der Schalttemperatur erregt der Temperaturschalter 112 über einen Leistungsverstärker 114 den Elektromagneten 110, sodaß dieser das Absperrventil 26 schließt. Beim Unterschreiten der Schalttemperatur beendet der Temperaturschalter 112 sein Aussgangssignal, sodaß das Absperrventil 26 wieder geöffnet wird.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen des temperaturabhängigen Absperrventils 26 verhindern, daß die Temperatur der Kolbenpumpe 14 die Schalttemperatur überschreitet und beugen damit einer Überhitzung der Kolbenpumpe 14 vor.

Claims (12)

  1. Pumpeinrichtung zum Fördern von Dämpfen mit einer Pumpeinheit (14), die in eine Förderleitung (22, 24) einfügbar ist, und mit einem Absperrventil (26), das in Reihe zum Einlaß (16) oder zum Auslaß (18) der Pumpeinheit (14) geschaltet ist, und wobei das Absperrventil (26) temperaturabhängig arbeitet und bei Überschreiten einer vorgegebenen Schalttemperatur schließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinheit (14), auch während das Absperrventil geschlossen ist, weiterarbeitet.
  2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig arbeitende Absperrventil (26) einen durch Wärmeeinwirkung verformbaren Körper (70) aufweist, der zugleich ein Steuerelement darstellt.
  3. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperaturabhängig verformbarer Körper (106) mit einem Steuerelement (102) des Absperrventils (26) zusammenarbeitet.
  4. Pumpeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängig verformbare Körper ein Bimetall-Körper (70) ist.
  5. Pumpeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Körper (70) zwei unterschiedliche stabile Betriebsstellungen umfaßt, wobei in der einen das Absperrventil (26) geöffnet ist und in der anderen das Absperrventil (26) geschlossen ist.
  6. Pumpeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Körper (70) eine instabile mittlere Lage aufweist.
  7. Pumpeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Körper (70) schalenförmig ist.
  8. Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängig verformbare Körper ein Dehnstoffelement, insbesondere eine Wachskartusche (106) ist.
  9. Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (26) durch ein in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines thermisch an die Pumpeneinheit (116) angekoppelten Temperatursensors (112) gesteuertes Stellglied (110) betätigt wird.
  10. Pumpeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (110) ein Elektromagnet ist.
  11. Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (26) durch Federkraft in eine seiner Betriebsstellungen vorgespannt ist, vorzugsweise in die Offenstellung.
  12. Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Dämpfen um die Dämpfe niedersiedender Flüssigkeiten wie Benzin handelt.
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