EP2428485B1

EP2428485B1 - Fuel valve

Info

Publication number: EP2428485B1
Application number: EP10009496.0A
Authority: EP
Inventors: Heinz-Ulrich Meyer
Original assignee: Elaflex Hiby Tanktechnik GmbH and Co KG Co
Current assignee: Elaflex Hiby Tanktechnik GmbH and Co KG Co
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: NZ594538A; AU2011211357B2; CN102442629A; PL2428485T3; EP2428485A1; CN102442629B; DK2428485T3; PT2428485E; US20120073700A1; AU2011211357A1; US8347924B2; HK1163046A1; ES2454667T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Hauptventil für ein Zapfventil, sowie ein Zapfventil.The invention relates to a main valve for a nozzle, as well as a nozzle.

Im Stand der Technik - beispielsweise aus der US 4,331,187 - sind Zapfventile mit einem Einlass, einem Auslaufrohr, einem Hauptventil zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms zwischen Einlass und Auslaufrohr, einem Schalthebel zur Betätigung des Hauptventils, einer ersten automatischen Sicherheitsabschaltung, die das Hauptventil in die Schließstellung bewegt, wenn der Flüssigkeitsspiegel in einem zu befüllenden Behälter einen im Bereich des Auslaufrohrs angeordneten Füllstandsmesser erreicht, einer zweiten automatischen Sicherheitsabschaltung, die das Hauptventil in die Schließstellung bewegt, wenn der Flüssigkeitsdruck am Einlass einen Mindestwert unterschreitet, und einer Einrichtung zur Vorspannung des Hauptventils in die Schließstellung, die einen veränderlichen Öffnungsquerschnitt des Hauptventils abhängig von dem Flüssigkeitsdruck am Einlass bewirkt.In the prior art - for example, from the US 4,331,187 - Are dispensing valves with an inlet, an outlet pipe, a main valve for controlling the flow of liquid between the inlet and outlet pipe, a lever for operating the main valve, a first automatic safety shutdown, which moves the main valve in the closed position, when the liquid level in a container to be filled one In the region of the outlet pipe arranged level gauge achieved, a second automatic safety shutdown, which moves the main valve in the closed position when the liquid pressure at the inlet is below a minimum value, and means for biasing the main valve in the closed position, a variable opening cross section of the main valve depending on the Fluid pressure causes at the inlet.

Zapfventile an Tankstellen, auch Zapfpistolen genannt, sind in der Regel als sogenannte automatische Zapfventile ausgebildet. Sie besitzen eine automatische Abschaltung, die ein Überlaufen eines zu befüllenden Tanks verhindert. Diese automatische Sicherheitsabschaltung wirkt in der Regel auf das Hauptventil des Zapfventils. Weiterhin ist bekannt, eine zweite automatische Sicherheitsabschaltung vorzusehen, die das Hauptventil des Zapfventils auch dann wieder vollständig schließt, wenn der Druck am Einlass des Zapfventils einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass nach dem Abschalten der Kraftstoffförderpumpe in der Zapfsäule und einem dadurch bewirkten Abfall des Druckes am Einlass des Zapfventils ein automatisches Schließen stattfindet.Dispensing valves at filling stations, also called nozzles, are usually designed as so-called automatic dispensing valves. They have an automatic shut-off, which prevents an overflow of a tank to be filled. This automatic safety shutdown usually works the main valve of the dispensing valve. Furthermore, it is known to provide a second automatic safety shutdown, which completely closes the main valve of the dispensing valve even when the pressure at the inlet of the dispensing valve falls below a certain threshold. In this way, it should be ensured that after switching off the fuel delivery pump in the pump and thereby causing drop in pressure at the inlet of the dispensing valve, an automatic closing takes place.

Gemäß vorhandener Vorschriften (EN 13012) müssen die Hauptventile von Zapfventilen im geschlossenen Zustand bestimmte Druckdichtigkeiten erreichen. Die Druckdichtigkeit ist in der Regel abhängig von der Stärke einer Schließfeder, mit der das Hauptventil verschlossen wird. Die Schließfeder sorgt insbesondere bei automatischer Sicherheitsabschaltung für das Bewegen eines Absperrkörpers des Hauptventils in die Schließstellung. Bei einem großen Nennmaß des Hauptventils (dem freien Querschnitt zur Durchleitung von Flüssigkeit bei geöffnetem Hauptventil) ist eine hohe Schließfederkraft erforderlich, um die geforderte Dichtigkeit zu erreichen.According to existing regulations (EN 13012), the main valves of nozzles have to achieve certain pressure tightness when closed. The pressure tightness is usually dependent on the strength of a closing spring, with which the main valve is closed. The closing spring ensures, in particular with automatic safety shutdown for moving a shut-off of the main valve in the closed position. With a large nominal size of the main valve (the free cross-section for the passage of liquid with the main valve open) a high closing spring force is required to achieve the required tightness.

Aufgrund der zur Erreichung der geforderten Druckdichtigkeit benötigten Schließfederkraft kommt es bei einer automatischen Sicherheitsabschaltung und dem daraus folgenden schnellen Schließen des Hauptventils zu Druckstößen im gesamten System umfassend das Zapfventil und die Zapfsäule. Aufgrund dieser Druckstöße wird die Lebensdauer und/oder Einsatzsicherheit einzelner Komponenten des Systems deutlich reduziert. Mechanische Komponenten des Zapfventils müssen ausreichende hohe Bruchfestigkeit aufweisen, um den Druckstößen von Hauptventilen - insbesondere von solchen mit großem Nenndurchmesser - standhalten zu können. Beim Schließen des Hauptventils durch die Schließfeder wird der Druckstoß außerdem über den Kraftstoff im Tankschlauch zwischen Zapfventil und Zapfsäule bis zur Kraftstoffförderpumpe in der Zapfsäule übertragen und verursacht dort eine mechanische Belastung, welche die Lebensdauer der Kraftstoffförderpumpe verringert. Eine Auslegung der einzelnen Komponenten des Zapfventils und der Zapfsäule in Hinblick auf auftretende Druckstöße ist mit deutlichem Mehraufwand verbunden.Due to the closing spring force required to achieve the required pressure tightness, an automatic safety shutdown and the consequent rapid closing of the main valve lead to pressure surges in the entire system comprising the nozzle and the dispenser. Due to these pressure surges, the service life and / or reliability of use of individual components of the system is significantly reduced. Mechanical components of the dispensing valve must have sufficient high resistance to breakage to the pressure surges of main valves - especially those with a large nominal diameter - to be able to withstand. When closing the main valve by the closing spring, the pressure surge is also transmitted via the fuel in the tank hose between nozzle and dispenser to the fuel pump in the pump and there causes a mechanical load, which reduces the life of the fuel pump. A design of the individual components of the dispensing valve and the pump with regard to occurring pressure surges is associated with significant additional effort.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hauptventil für ein Zapfventil, sowie ein Zapfventil zu schaffen, bei denen Druckstöße bei automatischer Sicherheitsabschaltung des Hauptventils verringert oder vermieden werden.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a main valve for a nozzle, as well as a nozzle in which pressure surges are reduced or avoided in automatic safety shutdown of the main valve.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Hauptventil für ein Zapfventil gemäß dem Hauptanspruch, sowie ein Zapfventil gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12.This object is achieved by a main valve for a nozzle according to the main claim, and a nozzle according to the independent claim 12th

Demnach betrifft die Erfindung ein Hauptventil für ein Zapfventil mit einem Absperrkörper zum Verschließen einer Flüssigkeitsleitung und einem, durch Bewegen des Absperrkörpers von Offenstellung in Schließstellung verkleinerbaren Verdrängungsraum, wobei der Verdrängungsraum stromaufwärts und stromabwärts des Absperrkörpers mit der Flüssigkeitsleitung über Nebenleitungen fluidverbunden ist, und die Nebenleitung mit der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Äbsperrkörpers in Schließstellung des Absperrkörpers verschlossen ist.Accordingly, the invention relates to a main valve for a nozzle with a shut-off for closing a liquid line and a reducible by moving the shut-off from the open position in the closed position displacement chamber, wherein the displacement space upstream and downstream of the shut-off with the liquid line via secondary lines fluidly connected, and the secondary line with the liquid line upstream of the Absperrkörpers is closed in the closed position of the shut-off.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zapfventil, mit einem Einlass, einem Auslaufrohr, einem Hauptventil zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms zwischen Einlass und Auslaufrohr mit einem Absperrkörper und einem, durch Bewegen des Absperrkörpers von Offenstellung in Schließstellung verkleinerbaren Verdrängungsraum, wobei der Verdrängungsraum mit dem Einlass und dem Auslaufrohr über Nebenleitungen fluidverbunden ist, und die Nebenleitung mit dem Einlass in Schließstellung des Absperrkörpers verschlossen ist.The invention further relates to a dispensing valve, comprising an inlet, an outlet pipe, a main valve for controlling the liquid flow between the inlet and outlet pipe with a shut-off body and a displaceable by moving the shut-off of the open position in the closed position displacement chamber, wherein the displacement chamber with the inlet and the outlet pipe is fluidly connected via secondary lines, and the secondary line is closed with the inlet in the closed position of the shut-off.

Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.First, some terms used in the invention are explained.

Die Anforderungen an die Bau- und Arbeitsweise von automatischen Zapfventilen für die Benutzung an Zapfsäulen sind in der EN 13012 geregelt. Dort definierte Begriffe werden auch in der vorliegenden Anmeldung verwendet.The requirements for the construction and operation of automatic dispensing valves for use at dispensers are regulated in EN 13012. Terms defined there are also used in the present application.

Ein Zapfventil ist eine Vorrichtung zur manuellen Kontrolle eines Flüssigkeitsdurchflusses, bspw. des Treibstoffdurchflusses während eines Betankungsvorgangs. Der Einlass ist derjenige Bereich des Zapfventils, durch die Flüssigkeit bspw. von der Zapfsäule zugeführt wird. Das Hauptventil ist diejenige Vorrichtung, die den Flüssigkeitsdurchfluss kontrolliert. Der Begriff Hauptventil impliziert nicht, dass es ein zweites Ventil, Nebenventil oder dergleichen geben muss. Der Schalthebel ist die Vorrichtung, durch die der Benutzer das Hauptventil steuert. Das Auslaufrohr ist die Vorrichtung, durch die der Flüssigkeitsdurchfluss abgeleitet wird, z.B. in einen zu befüllenden Behälter.A dispensing valve is a device for manually controlling a fluid flow, for example, the fuel flow during a refueling operation. The inlet is that portion of the dispensing valve through which liquid is supplied, for example, from the dispenser. The main valve is the device that controls the fluid flow. The term main valve does not imply that there must be a second valve, secondary valve or the like. The shift lever is the device by which the user controls the main valve. The spout is the device through which the liquid flow is discharged, e.g. in a container to be filled.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass beim Schließen des Hauptventils, d. h. beim Bewegen des Absperrkörpers in die Schließstellung, gleichzeitig ein Verdrängungsraum verkleinert wird. Da der Verdrängungsraum mit der Flüssigkeitsleitung Nebenleitungen fluidverbunden ist, ist er bei geöffnetem Hauptventil mit der Flüssigkeit gefüllt, die auch durch die Flüssigkeitsleitung strömt. Bei der Verkleinerung des Verdrängungsraums wird diese Flüssigkeit durch die Nebenleitungen zur Flüssigkeitsleitung stromaufwärts und stromabwärts des Absperrkörpers hin verdrängt. Durch den dabei auftretenden Strömungswiderstand wird die Bewegung des Absperrkörpers in die Schließstellung gebremst. Um weiterhin zu vermeiden, dass bei geschlossenem Hauptventil von der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers über die Nebenleitungen und den Verdrängungsraum in die Flüssigkeitsleitung stromabwärts des Absperrkörpers gelangen kann, wird die Nebenleitung zwischen Verdrängungsraum und der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers bei Schließen des Hauptventils ebenfalls verschlossen.According to the invention it is now provided that when closing the main valve, ie when moving the shut-off in the Closed position, at the same time a displacement space is reduced. Since the displacement chamber is fluidly connected to the fluid line secondary lines, it is filled when the main valve is open with the liquid that also flows through the liquid line. When reducing the displacement space, this liquid is displaced by the secondary lines to the liquid line upstream and downstream of the shut-off towards. By the flow resistance occurring, the movement of the shut-off is braked in the closed position. To further avoid that can pass with the main valve closed from the liquid line upstream of the shut-off on the secondary lines and the displacement chamber in the liquid line downstream of the shut-off, the secondary line between the displacement chamber and the liquid line upstream of the shut-off valve is also closed when closing the main valve.

Durch den erfindungsgemäßen Verdrängungsraum, der durch Bewegung des Absperrkörpers von Offenstellung in Schließstellung verkleinert wird, wird die Schließbewegung, die bei automatischer Sicherheitsabschaltung in der Regel durch eine Schließfeder initiiert wird, gedämpft. Druckstöße werden so wirksam vermieden, ohne dass Nachteile in Bezug auf die Druckdichtigkeit des Hauptventils entstehen würden. Weiterhin werden auch für die mit Druckstößen verbundenen Nachteile, wie bspw. eine erhöhte Bruchgefahr von Komponenten im Zapfventil und der Lebensdauer des kompletten Systems, vermindert.Due to the displacement space according to the invention, which is reduced by movement of the shut-off of the open position in the closed position, the closing movement, which is initiated in automatic safety shutdown usually by a closing spring, damped. Pressure surges are effectively avoided without disadvantages in terms of the pressure tightness of the main valve would arise. Furthermore, for the disadvantages associated with pressure surges, such as, for example, an increased risk of breakage of components in the nozzle and the life of the complete system, reduced.

Es ist bevorzugt, wenn zwischen Offenstellung und Schließstellung des Absperrkörpers eine Zwischenstellung vorgesehen ist, und die Nebenleitung zur Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers bei einer Position des Absperrkörpers zwischen Zwischenstellung und Schließstellung verschlossen ist. Wird der Absperrkörper von der Offenstellung in die Schließstellung bewegt, so sind zunächst beide Nebenleitungen zur Flüssigkeitsleitung stromaufwärts und stromabwärts des Absperrkörpers geöffnet. Beim Schließvorgang kann also durch beide Nebenleitungen Flüssigkeit vom Verdrängungsraum ausströmen. Nach Erreichen der Zwischenstellung wird die Nebenleitung zur Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers verschlossen. Die Flüssigkeit kann dann lediglich durch die Nebenleitung zur Flüssigkeitsleitung stromabwärts des Absperrkörpers aus dem Verdrängungsraum strömen.It is preferred if an intermediate position is provided between the open position and the closed position of the shut-off body, and the secondary line to the liquid line is closed upstream of the shut-off at a position of the shut-off between intermediate position and closed position. If the shut-off body is moved from the open position into the closed position, both secondary lines to the liquid line are initially opened upstream and downstream of the shut-off body. During the closing process, liquid can therefore flow out of the displacement space through both secondary lines. After reaching the intermediate position, the secondary line is closed to the liquid line upstream of the shut-off. The liquid can then flow out of the displacement chamber only through the secondary line to the liquid line downstream of the shut-off body.

Nach Erreichen der Zwischenstellung und dem damit verbundenen Verschließen einer der beiden Nebenleitungen steigt der Strömungswiderstand für die aus dem Verdrängungsraum strömende Flüssigkeit, womit auch die beschriebene Dämpfungswirkung steigt. Die Dämpfungswirkung ist demnach abhängig von der Position des Absperrkörpers zwischen Offenstellung und Schließstellung, insbesondere ob sich der Absperrkörper zwischen Offenstellung und Zwischenstellung oder zwischen Zwischenstellung und Schließstellung befindet. Für den Bereich zwischen Offenstellung und Zwischenstellung, wo beim Schließvorgang in der Regel keine oder nur geringe Druckstöße zu erwarten sind, kann durch entsprechende Dimensionierung der Nebenleitung zwischen Verdrängungsraum und Flüssigkeitsleistung stromaufwärts des Absperrkörpers die Dämpfungswirkung gering gehalten werden. Durch die Dimensionierung der Nebenleitung zwischen Verdrängungsraum und Flüssigkeitsleistung stromabwärts des Absperrkörpers kann eine höhere Dämpfungswirkung für den Bereich, in dem sich der Absperrkörper zwischen Zwischenstellung und Schließstellung befindet, erreicht werden. Durch die erhöhte Dämpfungswirkung kann die Schließbewegung des Absperrkörpers so abgebremst werden, dass Druckstöße wirksam verhindert oder zumindest deutlich verringert werden.After reaching the intermediate position and the associated closure of one of the two secondary lines, the flow resistance increases for the liquid flowing out of the displacement chamber, whereby the described damping effect increases. The damping effect is therefore dependent on the position of the shut-off body between the open position and the closed position, in particular whether the shut-off body is between the open position and the intermediate position or between the intermediate position and the closed position. For the area between open position and intermediate position, where in the closing process usually no or only small pressure surges are to be expected, the damping effect can be kept low by appropriate dimensioning of the secondary line between the displacement chamber and liquid power upstream of the shut-off. By dimensioning the secondary line between the displacement chamber and liquid power downstream of the shut-off may have a higher damping effect for the area in which the shut-off between intermediate position and closed position is reached. Due to the increased damping effect, the closing movement of the shut-off body can be braked so that pressure surges are effectively prevented or at least significantly reduced.

Durch geschickte Wahl der Zwischenstellung und der jeweiligen Dämpfungswirkung in den beschriebenen Bereichen kann ein schnelles Schließen des Hauptventils (wegen der geringeren Dämpfungswirkung zwischen Offenstellung und Zwischenstellung) bei Vermeidung von Druckstößen (wegen der höheren Dämpfungswirkung zwischen Zwischenstellung und Schließstellung) erreicht werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass dazu der Bereich zwischen Offenstellung und Zwischenstellung bevorzugt doppelt so groß, vorzugsweise viermal größer als der Bereich zwischen Zwischenstellung und Schließstellung sein kann.By skillful choice of the intermediate position and the respective damping effect in the described areas, a fast closing of the main valve (because of the lower damping effect between the open position and intermediate position) while avoiding pressure surges (due to the higher damping effect between intermediate position and closed position) can be achieved. Investigations have shown that for this purpose the area between open position and intermediate position can preferably be twice as large, preferably four times larger than the area between intermediate position and closed position.

Es ist bevorzugt, wenn der Absperrkörper als Ventilkegel ausgebildet ist. Ein entsprechender Absperrkörper kann einen Ventilsitz auf bekannte Art und Weise verschließen. Weiter ist bevorzugt, wenn der Verdrängungsraum ein von einem Gehäuse und einem darin geführter Kolben gebildeter Hohlraum ist, wobei der Kolben vorzugsweise durch einen Ventilschaft mit dem Absperrkörper verbunden ist.It is preferred if the shut-off body is designed as a valve cone. A corresponding shut-off can close a valve seat in a known manner. It is further preferred if the displacement chamber is a cavity formed by a housing and a piston guided therein, wherein the piston is preferably connected to the shut-off body by a valve stem.

Insbesondere wenn das Gehäuse mit dem darin geführten Kolben in der Flüssigkeitsleitung angeordnet ist, kann eine der beiden Nebenleitungen durch einen Spalt zwischen Kolben und Gehäuse ausgebildet sein. Die andere Nebenleitung kann vorzugsweise durch einen Drosselkanal im Ventilschaft und/oder Absperrkörper gebildet sein. Der Drosselkanal ist vorzugsweise für einen maximalen Durchfluss von 0,1 bis 0,2 1 Kraftstoff pro Minute ausgelegt.In particular, when the housing is arranged with the piston guided therein in the liquid line, one of the two secondary lines may be formed by a gap between the piston and the housing. The other secondary line may preferably be formed by a throttle channel in the valve stem and / or shut-off. The throttle channel is preferably designed for a maximum flow of 0.1 to 0.2 1 fuel per minute.

Es ist bevorzugt, wenn an dem von dem Verdrängungsraum abgewandten Ende des Kolbens der Flüssigkeitsdruck stromaufwärts des Absperrkörpers anstehend ist. Im geschlossenen Zustand des Hauptventils, in dem auch die Nebenleitung zur Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers verschlossen ist, ergibt sich so eine Druckdifferenz über den Kolben. Durch diese Druckdifferenz wird eine aufgrund von in der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrkörpers anstehenden Drucks auf diesen öffnend wirkende Kraft reduziert. Elemente, die den Absperrkörper in der Schließstellung sichern sollen, können dann geringer dimensioniert werden.It is preferred if, at the end of the piston remote from the displacement chamber, the fluid pressure is present upstream of the shut-off body. In the closed state of the main valve, in which the secondary line is closed to the liquid line upstream of the shut-off, this results in a pressure difference across the piston. As a result of this pressure difference, a pressure which is present in the liquid line upstream of the shut-off body is reduced to this opening-acting force. Elements that are to secure the shut-off in the closed position can then be dimensioned smaller.

Bei einem Zapfventil kann ein sogenannter Vollschlauchbetrieb auftreten. Im Vollschlauchbetrieb steht der Verbindungsschlauch zwischen Zapfsäule und Zapfventil voll Flüssigkeit und die Förderpumpe fördert keinen Kraftstoff. Um zu verhindern, dass in einem solchen Fall der Verbindungsschlauch leerläuft kann eine Vollschlauchsicherung vorgesehen sein, die den Absperrkörper mit einer Kraft in Richtung Schließstellung beaufschlagt. Die Vollschlauchsicherung kann als magnetisches Zugelement mit zwei gegeneinander verschiebbaren, sich magnetisch anziehenden Komponenten ausgebildet sein. Durch ein solches magnetisches Zugelement kann der Absperrkörper in der Schließstellung gehalten werden. Um das Hauptventil zu öffnen, muss die Haltekraft des magnetischen Zugelementes überwunden werden, damit sich der Absperrkörper in die Offenstellung bewegen lässt. In Schließstellung kann durch ein magnetisches Zugelement sichergestellt werden, dass sich das Hauptventil nicht unbeabsichtigt öffnet, insbesondere nicht im Vollschlauchbetrieb.With a dispensing valve, a so-called full hose operation can occur. In full hose operation, the connecting hose between the petrol pump and the dispensing valve is full of liquid and the delivery pump does not deliver any fuel. In order to prevent that in such a case, the connection hose idles, a full hose securing can be provided, which acts on the shut-off with a force in the direction of the closed position. The full-tube fuse can be designed as a magnetic tension element with two mutually displaceable, magnetically attracting components. By such a magnetic tension element of the shut-off can be kept in the closed position. In order to open the main valve, the holding force of the magnetic tension element must be overcome so that the shut-off can be moved to the open position. In the closed position can be ensured by a magnetic tension element that the main valve does not open unintentionally, especially not in full hose operation.

Das magnetische Zugelement kann so ausgebildet sein, dass es in der Offenstellung des Hauptventils keine oder nur sehr geringe Kraft in Schließrichtung auf den Absperrkörper und/oder das Hauptventil ausübt. Alternativ oder zusätzlich kann zum magnetischen Zugelement noch eine Druckfeder vorgesehen sein, die permanent Kraft in Richtung der Schließstellung auf den Absperrkörper ausübt. Diese Druckfeder kann als Vollschlauchfeder ausgebildet sein, die ausreichend Kraft für den Vollschlauchbetrieb aufbringt. Es kann sich aber auch um eine Unterstützungsfeder handeln, die genügend Kraft aufbringt, den Absperrkörper in den Wirkungsbereich des magnetischen Zugelementes zu bewegen. Die Sicherung für den Vollschlauchbetrieb wird dann im Wesentlichen von dem magnetischen Zugelement aufgebracht.The magnetic tension element can be designed such that in the open position of the main valve it exerts no or only very little force in the closing direction on the shut-off body and / or the main valve. Alternatively or additionally, a compression spring may be provided for the magnetic tension element, which permanently exerts force in the direction of the closed position on the shut-off body. This compression spring can be configured as a full hose spring, which applies sufficient force for full hose operation. But it can also be a support spring, which applies enough force to move the shut-off in the sphere of action of the magnetic tension element. The fuse for the full hose operation is then essentially applied by the magnetic tension element.

Die Vollschlauchsicherung kann vorzugsweise im Verdrängungsraum angeordnet sein. Ist der Verdrängungsraum wie beschrieben durch ein Gehäuse mit einem darin geführten Kolben gebildet, kann bspw. der eine Teil des magnetischen Zugelementes am Kolben, der andere Teil am Gehäuse befestigt sein. Durch die mechanische Verbindung zwischen Kolben und Absperrkörper wird Letzterer im Vollschlauchbetrieb gesichert.The full hose securing can preferably be arranged in the displacement space. If the displacement chamber as described is formed by a housing with a piston guided therein, for example, one part of the magnetic tension element can be fastened to the piston, the other part can be fastened to the housing. Due to the mechanical connection between piston and shut-off the latter is secured in full hose operation.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zapfventil mit einem erfindungsgemäßen Hauptventil. Zur Beschreibung des Hauptventils wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.The invention further relates to a nozzle with a main valve according to the invention. For the description of the main valve, reference is made to the above statements.

Bei dem Zapfventil ist das Hauptventil zwischen Einlass und Auslassrohr angeordnet, die zusammen die Flüssigkeitsleitung bilden. Die Nebenleitung des Hauptventils, die den Verdrängungsraum mit der Flüssigkeitsleitung stromaufwärts des Absperrventils verbindet, endet bei dem erfindungsgemäßen Zapfventil im Einlass. Die andere Nebenleitung, die den Verdrängungsraum mit der Flüssigkeitsleitung stromabwärts des Absperrventils verbindet, endet im Auslassrohr.In the nozzle, the main valve between the inlet and outlet pipe is arranged, which together form the liquid line. The secondary line of the main valve, which is the displacement chamber with the liquid line upstream connects the shut-off valve, ends in the nozzle according to the invention in the inlet. The other bypass, which connects the displacement chamber with the liquid line downstream of the shut-off valve, terminates in the outlet tube.

Das Zapfventil kann weiterhin eine erste automatische Sicherheitsabschaltung umfassen, die den Absperrkörper des Hauptventils in die Schließstellung bewegt, wenn der Flüssigkeitsspiegel in einem zu befüllenden Behälter einen im Bereich des Auslaufrohrs angeordneten Füllstandsensor erreicht. Weiterhin kann eine zweite automatische Sicherheitsabschaltung vorgesehen sein, die den Absperrkörper des Hauptventils in die Schließstellung bewegt, wenn der Flüssigkeitsdruck am Einlass einen Mindestwert unterschreitet.The dispensing valve may further comprise a first automatic safety shut-off, which moves the shut-off of the main valve in the closed position, when the liquid level reaches in a container to be filled a arranged in the region of the outlet pipe level sensor. Furthermore, a second automatic safety shutdown can be provided, which moves the shut-off of the main valve in the closed position when the liquid pressure at the inlet falls below a minimum value.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn die einzelnen Komponenten des Zapfventils und/oder des Hauptventils so aufeinander abgestimmt sind, dass bei Schließen des Hauptventils durch eine automatische Sicherheitsabschaltung die Schließzeit weniger als 1 s, weiter vorzugsweise 0,2 bis 0,5 s beträgt. Die Schließzeit ist u.a. abhängig von der Dimensionierung der Nebenleitungen, dem Verhältnis des Bereichs zwischen Offenstellung und Zwischenstellung zum Bereich zwischen Zwischenstellung und Schließstellung, der Federkraft der Schließfeder zum Bewegen des Absperrkörpers in Schließstellung und der Formgebung von Kolben und Gehäuse, in dem der Kolben geführt wird.Furthermore, it is preferred if the individual components of the dispensing valve and / or the main valve are coordinated so that when closing the main valve by an automatic safety shutdown the closing time is less than 1 s, more preferably 0.2 to 0.5 s. The closing time is u.a. depending on the dimensions of the secondary lines, the ratio of the area between the open position and intermediate position to the area between intermediate position and closed position, the spring force of the closing spring for moving the shut-off in the closed position and the shape of the piston and housing in which the piston is guided.

Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig 1:: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zapfventils;
Fig 2:: einen Längsschnitt durch das Zapfventil aus Fig. 1 mit geschlossenem Hauptventil;
Fig 3:: einen Längsschnitt durch das Zapfventil aus Fig. 1 mit geöffnetem Hauptventil; und
Fig 4a,b,c:: Detaildarstellungen des Hauptventils aus Figuren 2 und 3 in verschiedenen Stellungen.

The invention will now be described by way of example with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1:: a side view of a dispensing valve according to the invention;
Fig. 2:: a longitudinal section through the nozzle Fig. 1 with closed main valve;
Fig. 3:: a longitudinal section through the nozzle Fig. 1 with opened main valve; and
FIGS. 4a, b, c:: Details of the main valve Figures 2 and 3 in different positions.

Das in den Figuren dargestellte erfindungsgemäßes Zapfventil 1 (umgangssprachlich auch Zapfpistole genannt) ist modular aufgebaut, so das verschiedene Ausführungsformen der einzelnen Komponenten nach einem Baukastenprinzip miteinander kombiniert werden können. Es weist ein Ventilgehäuse 2, einen mit Einlass 3 für Kraftstoff, ein Auslaufrohr 4 und einen Schalthebel 5 auf. Das Zapfventil 1 ist über einen Verbindungsschlauch 90 mit einer Zapfsäule umfassend eine Kraftstoffförderpumpe (nicht dargestellt) verbunden.The inventive dispensing valve 1 shown in the figures (colloquially also called fuel nozzle) is modular, so that different embodiments of the individual components can be combined with each other according to a modular principle. It has a valve housing 2, one with fuel inlet 3, an outlet pipe 4 and a shift lever 5. The dispensing valve 1 is connected via a connecting hose 90 with a dispensing pump comprising a fuel delivery pump (not shown).

Im Inneren des Ventilgehäuses 1 ist eine Ventileinsatzpatrone angeordnet, die das Hauptventil 10 des Zapfventils 1 bildet. Mit dem Hauptventil 10 kann der Flüssigkeitsstrom zwischen Einlass 3 und Auslassrohr 4 gesteuert werden. Einlass 3 und Auslassrohr 4 bilden zusammen mit dem Hauptventil 10 eine Flüssigkeitsleitung 6.Inside the valve housing 1, a valve cartridge is arranged, which forms the main valve 10 of the dispensing valve 1. With the main valve 10, the liquid flow between inlet 3 and outlet pipe 4 can be controlled. Inlet 3 and outlet pipe 4, together with the main valve 10, form a liquid line 6.

Das Hauptventil 10 weist einen konischen Ventilsitz 11 und einen als Ventilkegel ausgebildeten Absperrkörper 12 auf. Durch den Absperrkörper 12 kann die durch den Ventilsitz 11 führende Flüssigkeitsleitung 6 verschlossen werden.The main valve 10 has a conical valve seat 11 and a check valve 12 designed as a plug. Through the shut-off body 12, the leading through the valve seat 11 liquid line 6 can be closed.

Der Absperrkörper 12 ist in zwei axial gegeneinander verschiebbare, im Wesentlichen rotationssymetrische Teilkörper 12a und 12b unterteilt, die durch eine Feder 13 auseinandergedrückt werden, so dass sich dazwischen ein Axialspalt bilden kann. Der in Strömungsrichtung vom Einlass 3 zum Auslassrohr 4 stromaufwärts des Hauptventils 10 angeordnete größere Teilkörper 12a kann den Ventilsitz 11 druckfest verschließen. Die Vorteile, die sich aus einem unterteilten Absperrkörper 12 ergeben, sind in der europäischen Patentanmeldung 10005085.5 beschrieben.The shut-off body 12 is divided into two axially mutually displaceable, substantially rotationally symmetrical part body 12a and 12b, which are pressed apart by a spring 13 so that it can form an axial gap therebetween. The upstream in the flow direction from the inlet 3 to the outlet 4 upstream of the main valve 10 arranged larger body part 12a can close the valve seat 11 pressure-tight. The advantages that result from a divided shut-off body 12 are in the European patent application 10005085.5 described.

Am größeren Teilkörper 12a des Absperrkörpers 12 ist ein fest mit diesem verbundener, koaxialer Ventilschaft 14 vorgesehen. Das vom Absperrkörper 12 entfernte Ende des Ventilschafts 14 ist als Kolben 15 ausgeführt, der ein einem gegenüber dem Ventilsitz 12 ortsfesten Gehäuse 16 geführt wird. Dass Gehäuse 16 ist in der Flüssigkeitsleitung 6 angeordnet.At the larger part body 12a of the shut-off body 12, a fixedly connected to this, coaxial valve stem 14 is provided. The end of the valve stem 14 remote from the shut-off body 12 is designed as a piston 15, which is guided over a housing 16 which is stationary relative to the valve seat 12. The housing 16 is arranged in the liquid line 6.

Der Kolben 15 und das Gehäuse 16 bilden einen Hohlraum, der als Verdrängungsraum 20 dient. Der Verdrängungsraum 20 ist über eine Drosselkanal 21 genannte Nebenleitung 22', die durch den Ventilschaft 14 und den Absperrkörper 12 führt, mit der Flüssigkeitsleitung 6 stromabwärts des Absperrkörpers 12 bzw. dem Auslassrohr 4 fluidverbunden. Der Drosselkanal 21 ist für einen Kraftstoffdurchfluss von 0,1 bis 0,2 Liter pro Minute ausgelegt. Durch den Spalt 17 zwischen Kolben 15 und Gehäuse 16 ist der Verdrängungsraum 20 weiterhin mit dem Bereich stromaufwärts des Absperrkörpers 12 bzw. dem Einlass 3 fluidverbunden.The piston 15 and the housing 16 form a cavity which serves as a displacement chamber 20. The displacement chamber 20 is via a throttle channel 21 called secondary line 22 ', which leads through the valve stem 14 and the shut-off body 12, with the fluid line 6 downstream of the shut-off body 12 and the outlet pipe 4 fluidly connected. The throttle channel 21 is designed for a fuel flow of 0.1 to 0.2 liters per minute. Through the gap 17 between the piston 15 and the housing 16, the displacement chamber 20 is further fluidly connected to the region upstream of the shut-off body 12 and the inlet 3.

Am Kolben 15 ist eine Dichtung 18 vorgesehen, mit welcher die durch den Spalt 17 gebildete Nebenleitung 22 zumindest in Schließstellung des Absperrkörpers 12 verschlossen wird. Dadurch wird verhindert, dass Kraftstoff bei geschlossenem Hauptventil 10 vom Einlass 3 über die Nebenleitung 22, den Verdrängungsraum 20 und den Drosselkanal 21 zum Auslassrohr 4 gelangen kann.On the piston 15, a seal 18 is provided, with which the secondary line 22 formed by the gap 17 is closed at least in the closed position of the shut-12. This prevents fuel from being able to pass from the inlet 3 via the secondary line 22, the displacement chamber 20 and the throttle channel 21 to the outlet pipe 4 when the main valve 10 is closed.

Es ist ein magnetisches Zugelement 30 als Vollschlauchsicherung vorgesehen, die einerseits an dem stromauf gelegenen axialen Ende des Kolbens 15 und andererseits an dem Gehäuse 16 angeordnet ist. Sie ist bestrebt, das Hauptventil 10 in die Schließstellung zu ziehen, bei der der Teilkörper 12a des Absperrkörpers 12 dichtend am Ventilkegelsitz 11 zur Anlage kommt. Um die Schließwirkung des magnetischen Zugelementes 30 zu unterstützen ist weiterhin eine Druckfeder 31 vorgesehen, die den Teilkörper 12a des Absperrkörpers 12 ebenfalls in Richtung Schließstellung drückt.It is a magnetic tension member 30 is provided as a full hose assurance, which is arranged on the one hand to the upstream axial end of the piston 15 and on the other hand to the housing 16. It endeavors to pull the main valve 10 into the closed position, in which the partial body 12a of the shut-off body 12 sealingly comes into contact with the valve plug seat 11. In order to support the closing action of the magnetic tension element 30, a compression spring 31 is furthermore provided which likewise presses the part body 12a of the shut-off body 12 in the direction of the closed position.

Das magnetische Zugelement 30 und die Druckfeder 31 sichern den Absperrkörper 12 in Schließstellung so, dass das Hauptventil 10 im Vollschlauchbetrieb verschlossen bleibt und so ein Leerlaufen des Zapfventils, wie es u.a. in der EN 13012 gefordert wird, verhindert wird. Vollschlauchbetrieb bedeutet, dass die Kraftstoffförderpumpe der Zapfsäule nicht mehr fördert, der Verbindungsschlauch 90 zwischen Zapfsäule und Zapfventil 1 aber voll Kraftstoff steht.The magnetic tension element 30 and the compression spring 31 secure the shut-off body 12 in the closed position so that the main valve 10 remains closed in full hose operation and thus an idling of the dispensing valve, as it u.a. is required in EN 13012 is prevented. Full hose operation means that the fuel pump of the dispenser no longer delivers, but the connection hose 90 between the pump and dispensing valve 1 is full of fuel.

Das magnetische Zugelement 30 ist so ausgelegt, dass die durch sie auf den Absperrkörper 12 ausgeübte Kraft in Richtung Schließstellung in der Offenstellung des Absperrkörpers 12 nicht oder nur in sehr geringem Maße vorhanden ist. Die Druckfeder 31 wirkt in der Offenstellung des Absperrkörpers 12 weiterhin auf diesen ein. Gegenüber einem Hauptventil 10 bei dem die Sicherung für den Vollschlauchbetrieb ausschließlich durch eine Vollschlauchfeder erfolgt, ist die in Richtung der Schließstellung wirkende Kraft in offenstellung des Absperrkörpers 12 dennoch deutlich reduziert, womit auch der Druckabfall über das Hauptventil 10 verringert werden kann.The magnetic tension element 30 is designed so that the force exerted by it on the shut-off body 12 in the direction of the closed position in the open position of the shut-off 12 is not or only to a very limited extent. The compression spring 31 acts in the open position of the shut-off 12 continue on this one. Compared to a main valve 10 in which the fuse for the full hose operation is done exclusively by a full hose spring, the force acting in the direction of the closed position force in the open position of the shut-off 12 is still significantly reduced, whereby the pressure drop across the main valve 10 can be reduced.

Der Absperrkörper 12 des Hauptventils 10 kann zusätzlich von einer stromabwärts vom Absperrkörper 12 angeordneten Schließfeder 40 in die Schließstellung gedrückt werden. Die Schließfeder 40 umfasst einen hohl ausgebildeten Außenkolben 41, der gegen den Absperrkörper 12, namentlich den zweiten Teilkörpers 12b, mit einer Schließkraft in Richtung der Schließstellung drücken kann. Die Schließkraft ist so groß, dass die beiden Teilkörper 12a und 12b des Absperrkörpers 12 gegen die Wirkung der Feder 13 zusammengedrückt werden und das Hauptventil 10 bei jedwedem, im Einlass anstehenden Betriebsdruck vollständig dicht abschließt, insbesondere auch wenn die Kraftstoffförderpumpe in der Zapfsäule noch fördert.The shut-off body 12 of the main valve 10 may additionally be pressed by a closing spring 40 arranged downstream of the shut-off body 12 in the closed position. The closing spring 40 comprises a hollow outer bulb 41, which can press against the shut-off body 12, namely the second partial body 12b, with a closing force in the direction of the closed position. The closing force is so great that the two part bodies 12a and 12b of the shut-off body 12 are compressed against the action of the spring 13 and the main valve 10 at any, pending in the inlet operating pressure completely sealed, especially if the fuel pump in the pump still promotes.

Die Schließkraft der Schließfeder 40 ist bedeutend größer als die von dem magnetischen Zugelement 30 und der Druckfeder 31 in Schließrichtung auf das Hauptventil ausgeübte Kraft. Die Schließfeder 40 und der zur Kraftweiterleitung verwendete Außenkolben 41 drücken den Absperrkörper 12 in den zugehörigen Ventilsitz 11.The closing force of the closing spring 40 is significantly greater than that exerted by the magnetic tension member 30 and the compression spring 31 in the closing direction on the main valve force. The closing spring 40 and the outer piston 41 used for force transmission press the shut-off body 12 into the associated valve seat 11.

In dem Außenkolben 41 ist axial verschiebbar ein Innenkolben 42 angeordnet. Der Innenkolben 42 wird von einer Rückholfeder 43 in Richtung der Schließstellung vorgespannt. Der Innenkolben 42 kann durch Betätigen des Schalthebels 5 in Axialrichtung vom Absperrkörper 12 weg bewegt werden. Beim Ziehen des Schalthebels 5 durch den Benutzer drückt der mit dem Schalthebel 5 verbundene Schalthebelbolzen 44, der in eine in Radialrichtung verlaufende Bohrung oder Nut 45 des Innenkolbens 42 eingreift, diesen Innenkolben 42 in die genannte Richtung.In the outer piston 41, an inner piston 42 is arranged axially displaceable. The inner piston 42 is biased by a return spring 43 in the direction of the closed position. The inner piston 42 can by pressing the shift lever. 5 be moved away from the shut-off body 12 in the axial direction. When the shift lever 5 is pulled by the user, the shift lever bolt 44 connected to the shift lever 5, which engages in a radially extending bore or groove 45 of the inner piston 42, presses this inner piston 42 in the mentioned direction.

Wie bereits erwähnt, ist der Innenkolben 42 im Außenkolben 41 axial verschiebbar angeordnet, jedoch können Innenkolben 41 und Außenkolben 42 mittels einer Verriegelungsvorrichtung kinematisch miteinander verbunden werden, so dass sich bei Bewegung des Innenkolbens 42 auch der Außenkolben 41 bewegt. Diese Verbindung bzw. Verriegelung von Außenkolben 41 und Innenkolben 42 durch als Verriegelungsrollen 46 bezeichnete Verriegelungselemente ist im Stand der Technik bekannt und bspw. beschreiben in US 4,331,187 oder DE 10 2008 010 988 B3 . In der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Position sind die Verriegelungsrollen 46 so in miteinander fluchtenden Ausnehmungen des Außenkolbens 41 und Innenkolbens 42 angeordnet, dass Außenkolben 41 und Innenkolben 42 miteinander verriegelt sind und durch eine Betätigung des Schalthebels 5 gemeinsam verschoben werden.As already mentioned, the inner piston 42 is arranged axially displaceably in the outer piston 41, however, inner piston 41 and outer piston 42 can be kinematically connected to one another by means of a locking device, so that the outer piston 41 also moves when the inner piston 42 moves. This connection or locking of outer piston 41 and inner piston 42 by locking elements 46 designated as locking elements is known in the art and, for example. Describe in US 4,331,187 or DE 10 2008 010 988 B3 , In the in the Figures 2 and 3 illustrated position, the locking rollers 46 are arranged in mutually aligned recesses of the outer piston 41 and inner piston 42, that outer piston 41 and inner piston 42 are locked together and are moved together by an actuation of the shift lever 5.

Wenn der Schalthebel 5 nur geringfügig betätigt wird und dementsprechend nur eine geringe Axialverschiebung der beiden Kolben 41, 42 erfolgt, wird zunächst der zweite Teilkörper 12b des Absperrkörpers 12 entlastet und die Feder 13 kann den ersten Teilkörper 12a und dem zweiten Teilkörper 12b in Axialrichtung auseinandertreiben, so dass sich ein Spalt zwischen den beiden bildet. Die Dichtigkeit des Hauptventils 10 ist jetzt vermindert und bei am Einlass 3 anstehendem Pumpendruck ist der Durchfluss geringer Kraftstoffmengen zum Auslaufrohr 4 möglich.If the shift lever 5 is only slightly actuated and accordingly only a small axial displacement of the two pistons 41, 42 takes place, first the second partial body 12b of the shut-off body 12 is relieved and the spring 13 can drive apart the first partial body 12a and the second partial body 12b in the axial direction, so that a gap forms between the two. The tightness of the main valve 10 is now reduced and at pending inlet 3 pump pressure, the flow of small amounts of fuel to the outlet pipe 4 is possible.

Wird der Schalthebel 5 weiter gezogen, entfernt sich der Außenkolben 41 weiter vom Hauptventil 10, so dass der Absperrkörper 12 nur noch von dem magnetischen Zugelement 30 und der Druckfeder 31 in die Schließstellung gezogen wird. Bei verschlossenem Hauptventil 10 und damit bei verschlossener Nebenleitung 22 herrscht im Verdrängungsraum 20 aufgrund der Verbindung über den Drosselkanal 21 Umgebungsdruck. Aufgrund des auf dem der Flüssigkeitsleitung 6 zugewandten Ende des Kolbens 15 anstehenden Flüssigkeitsdrucks des Einlasses 3 kommt es zu einer Druckdifferenz, die den Absperrkörper 12 in Schließstellung zieht. Diese Druckdifferenz über den Kolben 15 ist kleiner als die entgegengesetzt wirkende Druckdifferenz über den Absperrkörper 12. Der bei einem regulären Betankungsvorgang am Einlass 2 anstehende Pumpendruck ist deutlich größer als der Dichtdruck unter der Wirkung des magnetischen Zugelementes 30, der Druckfeder 31 und des Differenzdrucks über den Kolben 15, so dass Flüssigkeit bzw. Kraftstoff jetzt mit einer hohen Durchflussrate durch das Hauptventil 10 strömen kann.If the shift lever 5 is pulled further, the outer piston 41 moves away from the main valve 10, so that the shut-off body 12 is pulled only by the magnetic tension element 30 and the compression spring 31 in the closed position. When the main valve 10 is closed and thus when the secondary line 22 is closed, ambient pressure prevails in the displacement chamber 20 due to the connection via the throttle channel 21. Due to the on the liquid line 6 facing the end of the piston 15 pending liquid pressure of the inlet 3, there is a pressure difference, which pulls the shut-off 12 in the closed position. The pressure difference across the piston 15 is smaller than the oppositely acting pressure difference across the shut-off body 12. The pump pressure at the inlet 2 during a regular refueling operation is significantly greater than the sealing pressure under the action of the magnetic tension element 30, the compression spring 31 and the differential pressure over the piston Piston 15, so that liquid or fuel can now flow at a high flow rate through the main valve 10.

Der Betankungsvorgang kann beendet werden, indem der Schalthebel 5 vom Benutzer losgelassen bzw. eine etwaige Verrastung des Schalthebels 5 gelöst wird. Schließfeder 40 und Rückholfeder 43 drücken dann Innenkolben 42 und Außenkolben 41, und somit auch den Absperrkörper 12 in die Schließstellung zurück und schließen das Hauptventil 10.The fueling process can be terminated by the shift lever 5 released by the user or a possible locking of the shift lever 5 is released. The closing spring 40 and return spring 43 then press inner piston 42 and outer piston 41, and thus also the shut-off body 12 back into the closed position and close the main valve 10th

Häufig wird jedoch ein Betankungsvorgang nicht auf diese Weise manuell beendet, sondern durch das Auslösen einer von zwei automatischen Sicherheitsabschaltungen, die gemeinsam mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet sind, entweder bei vollem Tank oder nach Abschalten der Pumpe bei Erreichen einer vorgewählten Kraftstoffmenge.Frequently, however, a refueling operation is not manually terminated in this manner, but by triggering one of two automatic safety shutdowns, together with the reference numeral 50, either at full Tank or after switching off the pump when a preselected amount of fuel is reached.

Sowohl die erste als auch die zweite automatische Sicherheitsabschaltung 50 beruhen auf dem Prinzip, die Verriegelungsrollen 46 aus den Nuten bzw. Ausnehmungen von Innenkolben 42 und Außenkolben 41 herauszuziehen und auf diese Weise deren Verriegelung zu lösen. Der Außenkolben 41 kann dann unter der Wirkung der Schließfeder 40 zurück in die Schließstellung schnappen und den Absperrkörper 12 des Hauptventils 10 wieder mit der beschriebenen großen Schließkraft beaufschlagen.Both the first and second automatic safety shut-off 50 are based on the principle of extracting the locking rollers 46 from the grooves or recesses of the inner piston 42 and outer piston 41 and in this way to release their locking. The outer bulb 41 can then snap back under the action of the closing spring 40 in the closed position and the shut-off body 12 of the main valve 10 again act on the described large closing force.

Nach einem solchen Auslösen einer der Sicherheitsabschaltungen 50 befindet sich der Innenkolben 42 aufgrund des nach wie vor gezogenen Schalthebels 5 zunächst noch der verschobenen Stellung. Die Ausnehmungen für die Verriegelungsrollen 46 im Innenkolben 42 einerseits und Außenkolben 41 andererseits fluchten nicht mehr miteinander. Erst wenn der Schalthebel 5 gelöst wird und die Rückholfeder 43 den Innenkolben 42 zurück in seine Ausgangsposition bewegen kann, fluchten die Ausnehmungen wieder miteinander und die Verriegelungsrollen 46 können gegebenenfalls erneut Innenund Außenkolben 41, 42 miteinander verriegeln. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass nach einem Auslösen einer der automatischen Sicherheitsabschaltungen 50 ein erneuter Betankungsvorgang nur dann beginnen kann, wenn zunächst der Schalthebel 5 gelöst und in seine Ruheposition zurück bewegt wurde.After such triggering of one of the safety shutdown 50, the inner piston 42 is due to the still drawn lever 5 initially still the shifted position. The recesses for the locking rollers 46 in the inner piston 42 on the one hand and outer piston 41 on the other hand are no longer aligned with each other. Only when the shift lever 5 is released and the return spring 43 can move the inner piston 42 back to its original position, the recesses are aligned again with each other and the locking rollers 46 can optionally again inner and outer pistons 41, 42 lock together. In this way, it is ensured that after triggering one of the automatic safety shutdown 50, a refueling operation can only begin when first the shift lever 5 has been released and moved back to its rest position.

Die erste Sicherheitsabschaltung verschließt das Hauptventil 10 durch Herausziehen der Verriegelungsrollen 46, sobald über einen Sensor 52 o.ä. festgestellt wird, dass der zu befüllende Tank voll ist. Die Details dieses aus dem Stand der Technik bekannten Wirkmechanismus sind beispielsweise beschrieben in DE 10 2008 010 988 B3 und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung. Die zweite, ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Sicherheitsabschaltung 50 bewirkt, dass bei einem Unterschreiten eines Mindestdruckes im Einlass 3 das Hauptventil 10 automatisch verschlossen wird. Der Mindestdruck wird bspw. bei Abschalten der Kraftstoffförderpumpe unterschritten.The first safety shutoff closes the main valve 10 by pulling out the locking rollers 46, as soon as a sensor 52 or similar. it is stated that the to be filled tank is full. The details of this known from the prior art mechanism of action are described for example in DE 10 2008 010 988 B3 and require no further explanation here. The second, also known from the prior art safety shutdown 50 causes that when falling below a minimum pressure in the inlet 3, the main valve 10 is automatically closed. The minimum pressure is undershot, for example, when switching off the fuel pump.

Sobald durch eine der beiden Sicherheitsabschaltungen 50 das Hauptventil 10 verschlossen werden soll, werden die Verriegelungsrollen 46 aus dem Innenkolben 42 herausgezogen und der Außenkolben 41 durch die Wirkung der Schließfeder 40 auf den Absperrkörper 12 gedrückt, um diesen in die Schließstellung zu bewegen. Da, wie angesprochen, die Federkraft der Schließfeder 40 zum Erreichen der geforderten Dichtigkeit in Schließstellung hoch ist, ist auch die Beschleunigung des Außenkolbens 41 und des Absperrkörper 12 hoch. Im Stand der Technik trifft der Absperrkörper 12 ungebremst auf dem Ventilsitz 11 auf, wodurch es zu Druckstößen im Zapfventil und - über die Flüssigkeit im Verbindungsschlauch 90 - auch in der Zapfsäule, insbesondere in der Kraftstoffpumpe, kommt.Once the main valve 10 is to be closed by one of the two safety shutdowns 50, the locking rollers 46 are pulled out of the inner piston 42 and the outer piston 41 is pressed by the action of the closing spring 40 on the shut-off body 12 to move it to the closed position. Since, as mentioned, the spring force of the closing spring 40 to achieve the required tightness in the closed position is high, and the acceleration of the outer bulb 41 and the shut-off body 12 is high. In the prior art, the shut-off 12 impinges unrestrained on the valve seat 11, resulting in pressure surges in the nozzle and - via the liquid in the connecting hose 90 - also in the pump, especially in the fuel pump comes.

Bei dem dargestellten erfindungsgemäßen Zapfventil 1 ist der Verdrängungsraum 20 in Offenstellung des Hauptventils 10 mit Kraftstoff gefüllt. Der Kraftstoff kann über die durch den Spalt 18 zwischen Kolben 15 und Gehäuse 16 gebildeten Nebenleitung 22 und/oder den Drosselkanal 21 von der Flüssigkeitsleitung 6 in den Verdrängungsraum 20 gelangen. Soll das Hauptventil 10 nun durch die Schließfeder 40 (oder auf andere Weise) verschlossen werden, so muss die Flüssigkeit im Verdrändungsraum 20 zu dessen Verkleinerung aus diesem verdrängt werden. Da hierfür nur die Nebenleitung 22 und der Drosselkanal 21 zur Verfügung stehen, entstehen deutliche Strömungswiderstände, die dämpfend der Bewegung des Absperrkörpers 12 entgegenwirken und diesen bremsen.In the illustrated dispensing valve 1 according to the invention, the displacement chamber 20 is filled in the open position of the main valve 10 with fuel. The fuel can pass from the fluid line 6 into the displacement chamber 20 via the secondary line 22 formed by the gap 18 between the piston 15 and the housing 16 and / or the throttle channel 21. If the main valve 10 should now be closed by the closing spring 40 (or in another way), then the liquid must be displaced in the Verdrändungsraum 20 to its reduction from this. Since only the secondary line 22 and the throttling channel 21 are available for this purpose, clear flow resistances arise, which counteract the damping of the movement of the shut-off body 12 and brake it.

Der Hub des Kolbens 15 und damit auch des Absperrkörpers 12 beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 5 mm zwischen Offenstellung (vgl. Fig. 4b) und Schließstellung (vgl. Fig. 4a). Ausgehend von der Offenstellung ist nach 4 mm entlang dieses Hubs eine Zwischenstellung vorgesehen, die in Figur 4c dargestellt ist.The stroke of the piston 15 and thus also the shut-off body 12 is in the illustrated embodiment, 5 mm between the open position (see. Fig. 4b ) and closed position (cf. Fig. 4a ). Starting from the open position, an intermediate position is provided after 4 mm along this stroke, the in Figure 4c is shown.

Wird das Hauptventil 10 über die Schließfeder 40 verschlossen, so wird der Absperrkörper 12 und damit auch der Kolben zunächst von der Offenstellung zur Zwischenstellung verschoben. In diesem Bereich kann die Flüssigkeit aus dem Verdrängungsraum 20 durch die Nebenleitung 22 und den Drosselkanal 21 ausströmen, wobei die Strömung auf Nebenleitung 22 und Drosselkanal 21 gleich verteilt sein kann. Es kommt zu einer Dämpfungswirkung, welche die Beschleunigung bzw. die Geschwindigkeit, mit der sich der Absperrkörper in die Schließstellung bewegt, begrenzt wird.If the main valve 10 is closed by the closing spring 40, then the shut-off body 12 and thus also the piston is first moved from the open position to the intermediate position. In this area, the liquid can flow out of the displacement chamber 20 through the secondary line 22 and the throttle channel 21, wherein the flow can be distributed equally to the secondary line 22 and the throttle channel 21. There is a damping effect which limits the acceleration or the speed with which the shut-off body moves into the closed position.

Sobald die Zwischenstellung erreicht wird, verschließt die Dichtung 18 die Nebenleitung 21, so dass der Kraftstoff aus dem Verdrängungsraum 20 dann nur noch durch den Drosselkanal 20 ausströmen kann. Der Strömungswiderstand für eine Position des Kolbens 15 bzw. des Absperrkörpers 12 zwischen Zwischenstellung und Schließstellung ist gegenüber einer zwischen Offenstellung und Zwischenstellung erhöht, womit auch die Dämpfungswirkung steigt. Der Absperrkörper 12 wird also weiter abgebremst, und zwar so, dass er beim auftreffen auf den Ventilsitz 11 keinen oder nur noch einen sehr geringen Druckstoß verursacht. Dennoch wird die Druckdichtigkeit des Hauptventils 10 nicht eingeschränkt.As soon as the intermediate position is reached, the seal 18 closes the secondary line 21, so that the fuel from the displacement chamber 20 can then only flow out through the throttle channel 20. The flow resistance for a position of the piston 15 and the shut-off body 12 between the intermediate position and the closed position is increased compared to one between the open position and intermediate position, whereby the damping effect increases. The shut-off body 12 is thus further braked, in such a way that it impinges when on the valve seat 11 causes no or only a very small surge of pressure. Nevertheless, the pressure tightness of the main valve 10 is not limited.

Im Gegensatz zum hartdichtenden Sitz des Absperrkörpers 12 im Ventilsitz 11 (d.h. die Dichtwirkung wird ausschließlich in Schließstellung erreicht), ist die Dichtung 18 zu Verschließen des Spaltes 17 und damit der Nebenleitung 22 weichdichtend. Sie dichtet den Spalt 17 nicht nur in einer bestimmen Position des Kolbens 15 bzw. des Absperrkörpers 12, sondern in allen Positionen innerhalb eines Bereiches ab, nämlich im Bereich zwischen Zwischenstellung und Schließstellung.In contrast to the hard-sealing seat of the shut-off body 12 in the valve seat 11 (i.e., the sealing effect is achieved only in the closed position), the seal 18 is to seal the gap 17 and thus the secondary line 22 soft sealing. It seals the gap 17 not only in a certain position of the piston 15 and the shut-off body 12, but in all positions within a range, namely in the range between the intermediate position and the closed position.

Neben der Position der Zwischenstellung und dem maximalen Durchfluss durch den Drosselkanal 21 können bspw. Dimension des Verdrängungsraums, maximaler Durchfluss durch die Nebenleitung 22, Federkraft der Schließfeder 40 so aufeinander abgestimmt sein, dass ein Verschließen des Hauptventils 10 durch eine der beiden Sicherheitsabschaltungen 50, 51 in weniger als 1 s, vorzugsweise in eine Schließzeit von 0,2-0,5 s erfolgt.In addition to the position of the intermediate position and the maximum flow through the throttle channel 21, for example. Dimension of the displacement chamber, maximum flow through the secondary line 22, spring force of the closing spring 40 may be coordinated so that a closing of the main valve 10 by one of the two safety shutdowns 50, 51 in less than 1 s, preferably in a closing time of 0.2-0.5 s.

Im geschlossenen Zustand wirkt der im Einlass 3 herrschende Druck auf die Fläche des Absperrkörpers 12, mit welcher der Ventilsitz 11 verschlossen wird. Da im Auslassrohr 4 bei geschlossenem Zustand Umgebungsdruck herrscht, wirkt der im Einlass 3 herrschende Druck bzw. die daraus resultierende Druckdifferenz also öffnend auf das Hauptventil 10. Da jedoch im Verdrängungsraum 20 aufgrund des Drosselkanals 21 ebenfalls Umgebungsdruck herrscht, wirkt der an der, dem Absperrkörper 12 zugewandte Seite des Kolbens 15 herrschende Pumpendruck bzw. die daraus resultierende Druckdifferenz schließend auf den Kolben 15 bzw. den Absperrkörper 12. Auch wenn die Druckdifferenz über den Kolben 15 geringer ist als über den Absperrkörper 12, so wird die aufgrund von Druck im Einlass 3 öffnend auf den Absperrkörper 12 wirkende Kraft reduziert. Die Vollschlauchsicherung und/oder die Schließfeder 40 können an diese reduzierte Kraft angepasst werden. So ist es möglich, dass die Schließfeder 40 lediglich die in der Norm EN 13012 geforderte Basisdichtheit von 3,5 bar erreichen muss, da jegliche zusätzliche Sicherheit durch die Druckdifferenz über den Kolben 15 gewährleistet wird. Durch eine schwächere Schließfeder, wie sie durch die beschriebene Druckdifferenz über den Kolben 15 möglich wird, erhöht sich die Benutzerfreundlichkeit des Zapfventils 1. Insbesondere ist weniger Kraft zum Bedienen des Schalthebels 5 erforderlich. Außerdem reduzieren sich die über die Verriegelungsrollen 46 zwischen Innen- und Außenkolben 42, 41 zu übertragenen Kräfte, was kleiner dimensionierte und/oder weniger strapazierfähige - und damit günstigere - Verriegelungsrollen 46 ermöglicht. Aufgrund der schwächeren Schließfeder 40 kann auch der Außenkolben günstig aus Kunststoff gefertigt sein.In the closed state, the pressure prevailing in the inlet 3 acts on the surface of the shut-off body 12, with which the valve seat 11 is closed. Since ambient pressure prevails in the outlet pipe 4 when closed, the pressure prevailing in the inlet 3 or the resulting pressure difference thus acts to open the main valve 10. However, since ambient pressure also prevails in the displacement chamber 20 due to the throttle channel 21, it acts on the shut-off body 12 facing side of the piston 15 prevailing pump pressure or the resulting pressure difference Even if the pressure difference across the piston 15 is less than via the shut-off body 12, the force acting on the shut-off body 12 due to pressure in the inlet 3 is reduced. The full hose securing and / or the closing spring 40 can be adapted to this reduced force. Thus, it is possible that the closing spring 40 only has to achieve the required in the standard EN 13012 base density of 3.5 bar, since any additional security is ensured by the pressure difference across the piston 15. By a weaker closing spring, as is possible by the described pressure difference across the piston 15, the ease of use of the dispensing valve 1 increases. In particular, less force is required to operate the shift lever 5. In addition, the forces to be transmitted via the locking rollers 46 between the inner and outer pistons 42, 41 are reduced, which allows smaller-sized and / or less durable - and thus more favorable - locking rollers 46. Due to the weaker closing spring 40 and the outer bulb can be made cheap plastic.

Claims

Main valve (10) for a fuel pump nozzle (1), with a shut-off body (12) for closing a liquid line (6), and a displacement space (20) which can be reduced in size by movement of the shut-off body (12) from the open position into the closed position, the displacement space (20) being fluidically connected upstream and downstream of the shut-off body (12) to the liquid line (6) via secondary lines (22, 22'), and the secondary line (22) to the liquid line (6) upstream of the shut-off body (12) being closed in the closed position of the shut-off body (12).
Main valve according to Claim 1, characterized in that an intermediate position is provided between the open position and closed position of the shut-off body (12), and the secondary line (22) to the liquid line (6) upstream of the shut-off body (12) is closed when the shut-off body is in a position between the intermediate position and closed position.
Main valve according to Claim 2, characterized in that the region between the open position and intermediate position is at least twice as large, and preferably four times larger than the region between the intermediate position and closed position.
Main valve according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement space (20) is a cavity (15) which is formed by a housing (16) and a piston (15) guided therein, the piston (15) preferably being connected to the shut-off body (12) by a valve stem (14).
Main valve according to Claim 4, characterized in that the displacement space (20) is fluidically connected to the liquid line (6) upstream of the shut-off body (12) by a gap (17) between the piston (15) and housing (16).
Main valve according to Claim 4 or 5, characterized in that the displacement space (20) is fluidically connected to the liquid line (6) downstream of the shut-off body (12) by a throttle duct (21), the throttle duct (21) preferably being formed in the valve stem (17) and/or shut-off body (12).
Main valve according to Claim 6, characterized in that the throttle duct is designed for a maximum flow of 0.1 to 0.2 liter of fuel per minute.
Main valve according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the liquid pressure is present upstream of the shut-off body (12) at that end of the piston (15) which faces away from the displacement space (20).
Main valve according to one of the preceding claims, characterized in that the shut-off body (12) is designed as a valve cone.
Main valve according to one of the preceding claims, characterized in that a magnetic pull element (30) is provided as the full hose lock.
Main valve according to Claim 10, characterized in that the magnetic pull element (30) is arranged in the displacement space (20).
Fuel pump nozzle (1), with an inlet (3), a discharge pipe (4) and a main valve (10) according to one of the preceding claims, for controlling the stream of liquid between the inlet (3) and discharge pipe (4).
Fuel pump nozzle according to Claim 12, characterized in that the fuel pump nozzle (1) has a first automatic safety shut-off (50) which closes the main valve (10) when the liquid level in a tank to be filled reaches a filling level sensor (52) arranged in the region of the outlet pipe (4), and/or a second safety shut-off (51) which closes the main valve (10) when the liquid pressure in the inlet (3) falls below a minimum value.
Fuel pump nozzle according to Claim 12 or 13, characterized in that the individual components of the fuel pump nozzle (1) and/or of the main valve (10) are coordinated with one another in such a manner that, when the main valve (10) is closed by an automatic safety shut-off (50, 51), the closing time is less than 1 s, more preferably 0.2 to 0.5 s.