EP4065508B1 - Zapfventil mit auslaufschutzeinrichtung - Google Patents

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EP4065508B1
EP4065508B1 EP20804592.2A EP20804592A EP4065508B1 EP 4065508 B1 EP4065508 B1 EP 4065508B1 EP 20804592 A EP20804592 A EP 20804592A EP 4065508 B1 EP4065508 B1 EP 4065508B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
filling nozzle
closed position
partial body
protection valve
Prior art date
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Active
Application number
EP20804592.2A
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English (en)
French (fr)
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EP4065508A1 (de
Inventor
Lasse Schulz-Hildebrandt
Sebastian Viets
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elaflex Hiby GmbH and Co KG
Original Assignee
Elaflex Hiby GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Elaflex Hiby GmbH and Co KG filed Critical Elaflex Hiby GmbH and Co KG
Priority to EP22211582.6A priority Critical patent/EP4163249B1/de
Publication of EP4065508A1 publication Critical patent/EP4065508A1/de
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Publication of EP4065508B1 publication Critical patent/EP4065508B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B67D7/54—Filling nozzles with means for preventing escape of liquid or vapour or for recovering escaped liquid or vapour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B67D7/44—Filling nozzles automatically closing
    • B67D7/46—Filling nozzles automatically closing when liquid in container to be filled reaches a predetermined level
    • B67D7/48—Filling nozzles automatically closing when liquid in container to be filled reaches a predetermined level by making use of air suction through an opening closed by the rising liquid

Definitions

  • the subject of the present invention is a nozzle for dispensing a fluid.
  • the nozzle valve includes an inlet opening for connection to a fluid supply line, an outlet end opposite the inlet opening, a main valve for controlling a fluid flow through the nozzle valve, and a leak protection valve arranged downstream of the main valve.
  • the leak protection valve includes a valve seat and a valve body movable upstream into a closed position.
  • a nozzle according to the preamble of claim 1 is, for example, from the document CN 107 857 228 A known.
  • a problem in the prior art is that the fluid flow is impaired by the leak protection valve when the main valve is open. In particular, there can be a large back pressure and undesirable turbulence at the leak protection valve come.
  • the valve body has a first partial body and a second partial body which is designed to be movable relative to the first.
  • a first fluid path can be released by a downstream movement of the first partial body relative to the valve seat.
  • a second fluid path can be released by a downstream movement of the second partial body relative to the first partial body.
  • the leakage protection valve serves to prevent the leakage of residual amounts of fluid which remain in the nozzle downstream of the main valve after the main valve has been closed.
  • the valve body of the leak protection valve can be held in the closed position by means of a holding force which is large enough to prevent the remaining quantities from leaking out.
  • the holding force is regularly so small that an opening pressure created by the fluid flow when the main valve is open is sufficient to open the leak protection valve.
  • the nozzle is preferably designed for dispensing liquids, in particular fuels such as gasoline or diesel.
  • fuels such as gasoline or diesel.
  • upstream and downstream used in the description refer to the main flow direction of the fluid, which is oriented from the inlet opening to the outlet end.
  • the leakage protection valve according to the invention has a first partial body and a second partial body that can be moved downstream relative thereto, the fluid flow can pass through the leakage protection valve more evenly and more stably, with the back pressure in front of the leakage protection valve also being reduced.
  • the second partial body which is designed to be movable relative to the first partial body, in addition to the first fluid path, which is opened by the movement of the first partial body relative to the valve seat, a second fluid path can be released, which enables an additional flow through the leak protection valve.
  • the second partial body can also be moved relative to the first partial body by the opening pressure, which is generated by the fluid flow after opening the main valve.
  • the fluid flow passing through the nozzle valve can be divided into the first fluid path and the second fluid path, which overall leads to improved flow dynamics with an increased throughput and lower back pressure in front of the leak protection valve.
  • the first fluid path can in particular lead past an inlet-side end of the first partial body on the outside, wherein the second fluid path can lead past the inlet-side end of the first partial body on the inside.
  • the first partial body has at least one passage opening for the second fluid path, the passage opening being caused by the movement of the second Partial body can be released relative to the first partial body. Via the passage opening, the flow guided past the inside of the first partial body can be combined with the flow guided along the outside, which leads to a further improvement in the flow dynamics.
  • the second partial body can have a sealing surface for contact with a counter-sealing surface of the first partial body, the counter-sealing surface preferably forming a partial body valve seat for the first partial body.
  • the passage opening of the first partial body can be located in particular downstream of the counter-sealing surface when the leak protection valve is in the closed position. The sealing surface and the counter-sealing surface can ensure that the leakage protection valve closes securely in the closed position and the residual fluid quantities are thus reliably prevented from leaking.
  • the sealing surface of the second partial body and the counter-sealing surface of the first partial body are at an angle between 60° and 120°, preferably between 80° and 100°, to an axial direction of the leak protection valve. Further preferably, the sealing surface of the second partial body and the counter-sealing surface of the first partial body are essentially perpendicular to the axial direction of the leak protection valve. If the axial direction of the leak protection valve is essentially perpendicular to the sealing surfaces, a good sealing effect can be achieved in a simple manner.
  • the sealing surface and counter-sealing surface can also preferably be designed so that they rest essentially flat against one another in the closed position of the leak protection valve.
  • the second partial body has a peripheral surface which is completely radially surrounded by the first partial body in the closed position of the leak protection valve.
  • the second partial body can in particular be arranged concentrically to the first partial body. In this way, the second partial body can be guided securely within the first partial body, with the counter-sealing surface of the first partial body being able to fully rest against the sealing surface of the second partial body in the closed position.
  • the second partial body preferably tapers in cross section starting from the sealing surface towards the inlet end. It has been shown that this can achieve a further improvement in the flow properties.
  • an outer surface of the second partial body in the area of the taper can have a first section and a second section arranged upstream of the first, the first section being curved outwards and the second section curved inwards. This curvature allows turbulence in the second fluid path to be avoided, particularly when flowing past the sealing surface, whereby the flow can be further improved and the dynamic pressure can be further reduced.
  • At least one of the partial bodies can be slidably guided relative to the valve seat by means of a linear guide, the linear guide preferably having a shaft which extends in the axial direction of the leak protection valve and which is slidably guided through a through opening in the second partial body.
  • the through opening can extend centrally along an axial direction of the second partial body.
  • the second partial body can also be designed to be rotationally symmetrical relative to its axial direction.
  • the linear guide can alternatively or additionally have a registration opening which is rigidly arranged relative to the valve seat and preferably extends in the axial direction of the leak protection valve, through which a guide leg of the partial body is slidably guided. Furthermore, one of the partial bodies can have at least one guide leg on which the other partial body is slidably guided.
  • one of the partial bodies is designed to take the other of the partial bodies into the closed position when moving towards the closed position.
  • the second partial body can be designed to take the first partial body into the closed position when moving towards the closed position.
  • the first partial body is preferably driven by force transmission from the sealing surface of the second partial body to the counter-sealing surface of the first partial body.
  • the nozzle valve can have a mechanical restoring element, for example a spring element, which is designed to push the second partial body into the closed position.
  • the second partial body has a magnetic material, with an upstream of the second partial body is provided, which is designed to hold the first and second partial bodies in the closed position of the leak protection valve by magnetic interaction.
  • the magnetic material may be a material that is attracted to a pole of an external magnetic field.
  • the magnetic material can be a ferromagnetic material.
  • the countermagnetic body can be a permanent magnet. It is also possible that the magnetic material is designed as a permanent magnet and the countermagnet body is made of a material that is attracted to a pole of an external magnetic field.
  • the first partial body is preferably made of a non-magnetic material.
  • the magnetic material as well as the housing sections surrounding the countermagnetic body and/or an outlet pipe of the nozzle are made of a non-magnetic material. If the elements surrounding the magnetic material and the counter-magnetic body are made of a non-magnetic material, the magnetic interaction between the magnetic material and the counter-magnetic body is not disturbed.
  • the second partial body has a maximum opening position, which is located outside an effective range of the countermagnetic body, so that the second partial body remains in an open position after a fluid delivery has ended, the second partial body being movable back into the effective area using gravity, within which it is pulled into the closed position by the countermagnet body when the nozzle valve is tilted upwards on the outlet side.
  • An angle of inclination of the axial direction of the leak protection valve relative to the vertical can, for example, be between 0° and 110° during fluid delivery, preferably between 0° and 90°, more preferably between 0° and 70°, with an angle of 0° meaning an orientation vertically downwards in the flow direction.
  • the second partial body assumes the maximum open position during a fluid delivery, due to this configuration it remains in the open position after the fluid delivery has ended, without there being an automatic movement of the second partial body in the direction of the closed position caused by the magnetic force.
  • This means for example, when refueling a motor vehicle, in which an outlet-side end of the nozzle is inserted into a filler neck at an angle downwards, that residual amounts of fluid that remain within the nozzle can initially leak into the tank.
  • This prevents residual amounts of fluid that have already passed through the main valve from remaining in volumes of the nozzle downstream of the main valve and thereby prevents the amount of fluid recorded by a calibrated fluid quantity meter from deviating from the amount of fluid actually dispensed in a way that is relevant for calibration purposes.
  • the second partial body (by decreasing the slope force acting towards the outlet end or by acting a slope force directed towards the inlet end) return to the effective range of the countermagnet body, within which it is pulled into the closed position while taking the first partial body with it.
  • Such lifting usually takes place when the nozzle is removed from a filler neck, so that the leak protection valve is securely closed.
  • the leak protection valve is arranged at an inlet end of an outlet pipe of the nozzle.
  • an arrangement at the inlet end of the outlet pipe is sufficient both from the point of view of calibration law and with regard to effective drip protection.
  • the invention furthermore relates to an outlet pipe for a nozzle for dispensing a fluid, comprising an inlet end which can be connected to a housing of the nozzle, an inlet end opposite outlet end, and a leakage protection valve with a valve seat and a valve body movable upstream into a closed position, characterized in that the valve body has a first partial body and a second partial body designed to be movable relative to the first, wherein by a downstream movement of the first partial body relative to the valve seat of the leakage protection valve, a first fluid path can be released and a second fluid path can be released by a downstream movement of the second partial body relative to the first partial body, wherein the leakage protection valve is preferably arranged at the inlet end of the outlet pipe.
  • outlet pipe according to the invention can be developed by further features which have already been described in connection with the nozzle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a nozzle according to the invention in a side sectional view.
  • the nozzle includes one in the Figure 1 Housing 4 shown only schematically with an inlet opening 5 for connection to a liquid supply line.
  • an outlet pipe 10 is inserted, at the front end of which there is an outlet opening 12.
  • a control lever 6 is also pivotably mounted on the housing 4, with which a main valve, not shown in the figure, can be actuated.
  • the flow of a liquid supplied via the inlet opening through the nozzle valve is controlled via the main valve.
  • Inside the nozzle there is also an automatic switch-off device, not shown, which closes the main valve if a liquid level reaches or exceeds the front end of the outlet pipe during a refueling process.
  • the outlet pipe has a sensor line 24, which is led from the outlet end 12 to the automatic switch-off device.
  • FIG 2 shows an enlarged side sectional view of the outlet pipe 10 Figure 1 .
  • a leak protection valve 13 according to the invention is arranged at the inlet end 11 of the outlet pipe 10 (in the area 9).
  • a sensor line valve 26 is located in an end region 25 of the sensor line 24.
  • the figures shown below show enlarged views of areas 9 and 25, which are used to explain the functionality of the leak protection valve 13 and the sensor line valve 26 in more detail.
  • FIG 3 shows an enlarged view of the in Figure 2 shown area 9, in which a leakage protection valve 13 is arranged.
  • Figure 3 shows the leakage protection valve 13 in a closed position.
  • the leak protection valve 13 comprises a valve seat 14 and a valve body designed to close the valve seat 14, which has a first partial body 15 and a second partial body 16.
  • the first partial body 15 lies on the valve seat 14 in the closed position shown sealingly.
  • Within the first partial body 15 there is a recess into which the second partial body 16 is inserted.
  • the first partial body 15 thus completely surrounds the second partial body 16 radially.
  • a sealing surface 21 of the second partial body 16 lies sealingly against a counter-sealing surface 19 of the first partial body 15.
  • the first partial body 15 thus forms a valve seat (or partial body valve seat) for the second partial body 16.
  • the drip protection valve is completely closed, so that any remaining liquid cannot escape from the nozzle.
  • a central shaft 29 which extends in the axial direction of the leak protection valve and on which the second partial body 16 is slidably guided.
  • the second partial body 16 has a central through hole through which the shaft 29 is guided.
  • the shaft 29 defines an axial direction of the leak protection valve.
  • a registration plate 33 with registration openings 32 is also rigidly connected to the valve seat 14.
  • the first partial body 15 comprises four guide legs 30 at its inlet end, of which the Figure 3 only two are illustrated in the form of a side view. The cutting plane of the Figure 3 does not run through the guide legs 30.
  • the guide legs 30 are each slidably guided through one of the registration openings 32.
  • the first partial body 15 is thereby guided linearly at its inlet end.
  • the first partial body 15 comprises three guide webs 31. These are designed for sliding contact with an outer surface of the second partial body 16 when the second partial body 16 is moved downstream relative to the first partial body 15.
  • the leadership of the partial bodies 15, 16 is also based on the Figures 5 to 7 explained in more detail.
  • the second partial body 16 is made of a magnetic material.
  • a countermagnet body 23 is connected to the valve seat 14.
  • the countermagnetic body 23 is arranged symmetrically with respect to the axial direction specified by the shaft 29, whereby a uniform magnetic attraction force is exerted on the second partial body 16.
  • the partial body 16 is held in the closed position by this attractive force.
  • the partial body 16 transmits a force to the first partial body 15 due to the contact of the sealing surface 21 of the second partial body 16 on the counter-sealing surface 19 of the first partial body 15, which is thereby also pressed into the closed position.
  • a force effect for moving the second partial body into the closed position can also be generated by other devices, for example by means of a mechanical restoring element, in particular by means of a spring element.
  • Figure 4 shows the leakage protection valve 13 in an open position.
  • a transition from the in Figure 3 The closed position shown in the open position can be done in particular by opening the main valve and a liquid flow passing through the main valve.
  • the liquid flow hits the inlet-side front surfaces of the first and second partial bodies 15, 16 and generates an opening pressure there that is sufficient to overcome the magnetic force acting between the countermagnetic body 23 and the second partial body 16 and both the first partial body 15 and the second partial body 16 to move downstream.
  • Figure 4 can be seen that opposite the in Figure 3 In the closed position shown, on the one hand, the first partial body 15 was moved downstream relative to the valve seat 14 and, on the other hand, the second partial body 16 was moved downstream relative to the first partial body 15.
  • a first fluid path 17 is released.
  • a second fluid path 18 is released.
  • the liquid flow hitting the leak protection valve 13 can thus flow either along the first fluid path 17, which runs between an outer surface of the first partial body 15 and the valve seat 14, or along the second fluid path 18, which initially runs on the outside of the second partial body 16 and inside on the first partial body 15 passes and then runs through a passage opening 20 in the first partial body 15.
  • the first fluid path 17 is merged with the second fluid path 18 behind the passage opening.
  • the additional second fluid path 18 allows the throughput through the leak protection valve to be increased and the dynamic pressure in front of the valve to be reduced.
  • a further fluid path can be present, which runs through an intermediate space between an outer surface of the shaft 29 and an inner surface of the central through hole of the second partial body 16 and which is constantly open regardless of the position of the partial bodies 15, 16.
  • a gap between the outer surface of the shaft 29 and the inner surface of the central through hole may be necessary to enable sufficient mobility of the partial body 16 relative to the shaft 29.
  • the radial distance between the outer surface of the shaft 29 and the inner surface of the central through hole is dimensioned so small that the capillary forces acting on the fluid in the gap are sufficient to greatly reduce leakage of the fluid through this gap and preferably to prevent completely.
  • the second partial body 16 tapers in cross section starting from the sealing surface 21 in the upstream direction.
  • the outer surface of the second partial body 16 is curved outwards in a first section 36 and curved inwards in a second section 35 arranged upstream thereof. Due to the curvatures in the area of the sections 35, 36, the liquid flowing along the second fluid path 18 is guided in the direction of the passage opening 20 in a flow-optimized manner.
  • the first and second partial bodies are in a maximum open position in which the partial bodies 15, 16 abut against a stop which limits the downstream mobility of the partial bodies 15, 16.
  • the stop is here, for example, formed by a sensor line plug 34, which is placed on one end of the sensor line 24, whereby the stop or stops can of course also be implemented in another way.
  • the second partial body remains in this maximum opening position even after liquid has been dispensed, for example after the main valve has been closed.
  • the second partial body 16 is located outside an effective range of the countermagnet body.
  • a mechanical restoring element is provided which pushes the second valve body into the closed position, it can also be provided in this case that the balance of forces described above is reversible with the aid of the inclination of the nozzle.
  • Figure 5 shows another cross-sectional view of the in Figure 2 shown area 9, compared to the Figures 3 and 4 one another cutting plane was selected.
  • the cutting plane runs in Figure 5 through two guide webs 30 opposite each other in the transverse direction.
  • the outlet-side guide webs 31 cannot be seen in this view.
  • Two cutting lines AA and BB are drawn.
  • Figure 6 shows a sectional view along section line AA
  • Figure 7 shows a sectional view along line BB.
  • Further elements that are not actually visible in the sectional view are shown in the manner of a top view.
  • the Figures 8 to 10 show enlarged views of the in Figure 2 shown area 25, in which a sensor line valve 26 is arranged at the end of the sensor line 24.
  • the sensor line valve 26 comprises a valve body 27 which can be moved within the sensor line 24 and which, in the present case, is designed as a ball.
  • the sensor line valve includes a valve seat 28. Upstream of the valve seat 28 there is a blocking element 38, which limits the mobility of the valve body 27 but does not prevent gas exchange through the sensor line 24.
  • the valve body 27 can move between the valve seat 28 and the locking element 38.
  • valve body 27 In the in Figure 8 In the state shown, the valve body 27 is located within the valve seat 28 and thus closes the sensor line 24. The valve body 27 is held in the valve seat 28 due to the downward inclination of the sensor line 24 on the outlet side. The main valve of the nozzle is closed in the state shown and no liquid is dispensed.
  • the nozzle After liquid has been dispensed, the nozzle is usually removed from a filler neck and, for example, hung in a fuel pump. As a result, the nozzle and the outlet pipe 10 are inclined upwards on the outlet side. Due to gravity, the valve body 27 falls out of the valve seat 28, so that any residual amounts of liquid present in the sensor line 24 can evaporate.
  • Figure 11 shows two gray value sketches to illustrate the liquid pressure prevailing within a nozzle in the area of a leak protection valve. Light gray tones result in low pressure and darker gray tones result in low pressure higher pressure is displayed. The pressure values were obtained through a mathematical simulation.
  • Figure 11A top shows the pressure conditions in a conventional leak protection valve known from the prior art, which has a one-piece valve body which is arranged in area 40. It can be seen that there is a significant increase in pressure before area 40.
  • Figure 11B shows the pressure conditions within a nozzle according to the invention in the area of the leakage protection valve 13.
  • the leakage protection valve 13 and the other elements of the nozzle are not explicitly shown, but can be compared with the Figure 4 the position of the respective elements (in particular the first partial body 15 and the second partial body 16) can be identified. The positions are identified in Figure 11B with the corresponding reference numerals.
  • the leak protection valve 13 is in the open state in which the partial bodies 15, 16 release the fluid paths 17 and 18.
  • a comparison of the gray values of illustrations A and B shows that a lower back pressure is established in front of the leak protection valve 13 according to the invention.
  • FIGS. 12 and 13 show a leak protection valve of an alternative embodiment of a nozzle according to the invention in a side sectional view.
  • the leak protection valve is in a closed position and in Figure 13 in an open position.
  • the alternative embodiment differs from the embodiment Figures 1 to 10 only through the design of the leak protection valve. Therefore, only these differences from the embodiment of Figures 1 to 10 will be described below.
  • the first partial body 15 comprises an annular flat sealing element 15b and two partial body elements 15a and 15b.
  • the partial body element 15a is connected to the downstream side of the flat sealing element 15b in such a way that a radially inner, downstream-facing sealing surface 15b1 is exposed, i.e. is not covered by the partial body element 15a.
  • the partial body element 15c is connected to the upstream side of the flat sealing element 15b in such a way that a radially outer, upstream-facing sealing surface 15b2 is exposed, i.e. is not covered by the partial body element 15c.
  • the sealing surfaces 15b1 and 15b2 are aligned approximately perpendicular to an axial direction of the leak protection valve.
  • the second partial body 16 has an upstream-pointing sealing surface 21', which is designed for sealing contact with the sealing surface 15b1.
  • the leakage protection valve in this embodiment has a valve seat 14', which is designed to make sealing contact with the sealing surface 15b2.
  • the partial body elements 15a and 15c serve to reduce the effects of the flat sealing element 15b on the liquid flow in the open position of the leak protection valve.
  • the partial body elements 15a, 15c direct the liquid flow past the flat sealing element 15b as advantageously as possible.
  • the partial body elements 15a, 15c taper in the axial direction (i.e. in the downstream direction or upstream), the outer surfaces of the partial body elements 15a, 15c being curved inwards and outwards.

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Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids. Das Zapfventil umfasst eine Einlassöffnung zur Verbindung mit einer Fluidzuleitung, ein der Einlassöffnung gegenüberliegendes Auslassende, ein Hauptventil zur Steuerung eines Fluiddurchflusses durch das Zapfventil und ein stromabwärts des Hauptventils angeordnetes Auslaufschutzventil. Das Auslaufschutzventil umfasst einen Ventilsitz und einen Ventilkörper, der stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbar ist.
  • Beim Ausbringen von Fluiden mittels eines solchen Zapfventils verbleiben üblicherweise nach Beenden eines Ausbringvorgangs, insbesondere nach dem Schließen des Hauptventils, Restmengen des Fluids innerhalb des Zapfventils. Insbesondere bei Fluiden hoher Viskosität kann eine beträchtliche Menge des Fluids an den Innenwänden des Zapfventils haften bleiben. Wird das Zapfventil auslaufseitig nach unten geneigt, können diese Restmengen auslaufen, was oftmals unerwünscht ist. Es ist bekannt, ein Auslaufschutzventil vorzusehen, um ein Auslaufen der verbleibenden Fluidrestmengen zu verhindern (siehe zum Beispiel EP 2 687 479 A1 ). Das Auslaufschutzventil ist dabei üblicherweise so ausgestaltet, dass es bei einer Öffnung des Hauptventils durch den Druck des Fluidstroms geöffnet wird. Ein Zapfventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus dem Dokument CN 107 857 228 A bekannt.
  • Ein Problem im Stand der Technik ist, dass der Fluidstrom bei geöffnetem Hauptventil durch das Auslaufschutzventil beeinträchtigt wird. Insbesondere kann es am Auslaufschutzventil zu einem großen Staudruck und zu unerwünschten Verwirbelungen kommen. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Zapfventil bzw. ein Auslaufrohr für ein Zapfventil bereitzustellen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme weniger stark auftreten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Erfindungsgemäß weist der Ventilkörper einen ersten Teilkörper und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper auf. Durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz ist ein erster Fluidweg freigebbar. Durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers relativ zum ersten Teilkörper ist ein zweiter Fluidweg freigebbar.
  • Zunächst werden einige im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriffe erläutert. Das Auslaufschutzventil dient zur Verhinderung des Auslaufens von Restmengen des Fluids, welche nach einem Schließen des Hauptventils stromabwärts des Hauptventils im Zapfventil verbleiben. Der Ventilkörper des Auslaufschutzventils kann dazu mittels einer Haltekraft in der Schließstellung gehalten werden, welche groß genug ist, um ein Auslaufen der Restmengen zu verhindern. Die Haltekraft ist jedoch regelmäßig so klein, dass ein bei geöffnetem Hauptventil durch den Fluidstrom entstehender Öffnungsdruck ausreichend ist, um das Auslaufschutzventil zu öffnen.
  • Das Zapfventil ist bevorzugt zum Ausbringen von Flüssigkeiten, insbesondere von Kraftstoffen wie beispielsweise Benzin oder Diesel ausgebildet. Die im Rahmen der Beschreibung verwendeten Begriffe "stromaufwärts" und "stromabwärts" beziehen sich auf die Hauptströmungsrichtung des Fluids, welche von der Einlassöffnung zum Auslassende ausgerichtet ist.
  • Indem das erfindungsgemäße Auslaufschutzventil einen ersten Teilkörper und einen relativ dazu stromabwärts bewegbaren zweiten Teilkörper aufweist, kann der Fluidstrom gleichmäßiger und stabiler durch das Auslaufschutzventil hindurchtreten, wobei zudem der Staudruck vor dem Auslaufschutzventil reduziert wird.
  • Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass sich im Stand der Technik vor dem Auslaufschutzventil insbesondere bei großen Durchflussmengen oftmals ein großer Staudruck aufbaut, welcher die Bauteile innerhalb des Zapfventils mechanisch stark belastet und den erzielbaren Durchfluss durch das Zapfventil reduziert. Durch den erfindungsgemäßen zweiten Teilkörper, welcher relativ zum ersten Teilkörper bewegbar ausgebildet ist, kann neben dem ersten Fluidweg, welcher durch die Bewegung des ersten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz geöffnet wird, ein zweiter Fluidweg freigegeben werden, welcher einen zusätzlichen Durchfluss durch das Auslaufschutzventil ermöglicht. Der zweite Teilkörper kann dabei ebenfalls durch den Öffnungsdruck, welcher nach Öffnen des Hauptventils durch den Fluidstrom erzeugt wird, relativ zum ersten Teilkörper bewegt werden. Auf diese Weise kann der durch das Zapfventil hindurchtretende Fluidstrom auf den ersten Fluidweg und den zweiten Fluidweg aufgeteilt werden, was insgesamt zu einer verbesserten Strömungsdynamik mit einem erhöhten Durchsatz und geringerem Staudruck vor dem Auslaufschutzventil führt. Der erste Fluidweg kann dabei insbesondere außen an einem einlassseitigen Ende des ersten Teilkörpers vorbeiführen, wobei der zweite Fluidweg innen an dem einlassseitigen Ende des ersten Teilkörpers vorbeiführen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Teilkörper zumindest eine Durchlassöffnung für den zweiten Fluidweg auf, wobei die Durchlassöffnung durch die Bewegung des zweiten Teilkörpers relativ zum ersten Teilkörper freigebbar ist. Über die Durchlassöffnung kann die innen am ersten Teilkörper vorbeigeleitete Strömung mit der außen entlang geleiteten Strömung zusammengeführt werden, was zu einer weiteren Verbesserung der Strömungsdynamik führt.
  • Weiterhin kann der zweite Teilkörper eine Dichtfläche zur Anlage an einer Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers aufweisen, wobei die Gegendichtfläche vorzugsweise einen Teilkörperventilsitz für den ersten Teilkörper bildet. Die Durchlassöffnung des ersten Teilkörpers kann in diesem Fall insbesondere stromabwärts der Gegendichtfläche liegen, wenn sich das Auslaufschutzventil in der Schließstellung befindet. Durch die Dichtfläche und die Gegendichtfläche kann sichergestellt werden, dass das Auslaufschutzventil in der Schließstellung sicher abschließt und die Fluidrestmengen somit sicher am Auslaufen gehindert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Dichtfläche des zweiten Teilkörpers und die Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers in einem Winkel zwischen 60° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100° zu einer Axialrichtung des Auslaufschutzventils. Weiter vorzugsweise stehen die Dichtfläche des zweiten Teilkörpers und die Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Auslaufschutzventils. Wenn die Axialrichtung des Auslaufschutzventils im Wesentlichen senkrecht zu den Dichtflächen steht, kann auf einfache Weise eine gute Dichtwirkung erzielt werden. Dichtfläche und Gegendichtfläche können außerdem vorzugsweise so ausgebildet sein, dass sie in der Schließstellung des Auslaufschutzventils im Wesentlichen plan aneinander anliegen.
  • Von Vorteil ist, wenn der zweite Teilkörper eine Umfangsfläche aufweist, welche in der Schließstellung des Auslaufschutzventils vom ersten Teilkörper radial vollständig umgeben ist. Der zweite Teilkörper kann insbesondere konzentrisch zum ersten Teilkörper angeordnet sein. Auf diese Weise kann der zweite Teilkörper sicher innerhalb des ersten Teilkörpers geführt werden, wobei die Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers in der Schließstellung an der Dichtfläche des zweiten Teilkörpers vollumfänglich anliegen kann.
  • Bevorzugt verjüngt sich der zweite Teilkörper ausgehend von der Dichtfläche zum einlassseitigen Ende hin im Querschnitt. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine weitere Verbesserung der Durchflusseigenschaften erzielt werden kann. Insbesondere kann eine Außenfläche des zweiten Teilkörpers im Bereich der Verjüngung einen ersten Abschnitt und einen stromaufwärts des ersten angeordneten zweiten Abschnitt aufweisen, wobei der erste Abschnitt nach außen und der zweite Abschnitt nach innen gewölbt sind. Durch diese Wölbung können Verwirbelungen im zweiten Fluidweg insbesondere beim Vorbeiströmen an der Dichtfläche vermieden werden, wodurch der Durchfluss weiter verbessert und der Staudruck weiter reduziert werden kann.
  • Zumindest einer der Teilkörper kann in einer bevorzugten Ausführungsform mittels einer Linearführung relativ zum Ventilsitz gleitend geführt sein, wobei die Linearführung vorzugsweise einen sich in Axialrichtung des Auslaufschutzventils erstreckenden Schaft aufweist, welcher durch eine Durchgangsöffnung des zweiten Teilkörpers gleitend geführt ist. Die Durchgangsöffnung kann sich zentral entlang einer Axialrichtung des zweiten Teilkörpers erstrecken. Der zweite Teilkörper kann außerdem relativ zu seiner Axialrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
  • Die Linearführung kann alternativ oder zusätzlich eine relativ zum Ventilsitz starr angeordnete sich vorzugsweise in Axialrichtung des Auslaufschutzventils erstreckende Registrieröffnung aufweisen, durch die ein Führungsschenkel des Teilkörpers gleitend geführt ist. Weiterhin kann einer der Teilkörper zumindest einen Führungsschenkel aufweisen, an dem der jeweils andere Teilkörper gleitend geführt ist. Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen können der erste und zweite Teilkörper sicher entlang der Axialrichtung des Auslaufschutzventils geführt werden, so dass eine zuverlässige Schließwirkung zur Verhinderung des Auslaufens einer Fluidrestmenge sowie eine zuverlässige Öffnungsbewegung bei Öffnung des Hauptventils sichergestellt ist.
  • Erfindungsgemäß ist einer der Teilkörper dazu ausgebildet, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den anderen der Teilkörper in die Schließstellung mitzunehmen. Insbesondere kann der zweite Teilkörper dazu ausgebildet sein, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den ersten Teilkörper in die Schließstellung mitzunehmen. Die Mitnahme des ersten Teilkörpers erfolgt in diesem Fall vorzugsweise durch eine Kraftübertragung von der Dichtfläche des zweiten Teilkörpers auf die Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass es ausreichend ist, wenn der zweite Teilkörper aktiv in die Schließstellung bewegt wird. Der erste Teilkörper wird dann mitgenommen, ohne dass ein zusätzliches Rückstellelement notwendig ist. Das Zapfventil kann dazu ein mechanisches Rückstellelement, beispielsweise ein Federelement, aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den zweiten Teilkörper in die Schließstellung zu drängen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der zweite Teilkörper ein magnetisches Material auf, wobei ein stromaufwärts des zweiten Teilkörpers angeordneter Gegenmagnetkörper vorgesehen ist, der dazu ausgestaltet ist, den ersten und zweiten Teilkörper durch magnetische Wechselwirkung in der Schließstellung des Auslaufschutzventils zu halten. Das magnetische Material kann ein Material sein, das von einem Pol eines äußeren Magnetfeldes angezogen wird. Insbesondere kann das magnetische Material ein ferromagnetisches Material sein. Beim Gegenmagnetkörper kann es sich um einen Permanentmagneten handeln. Möglich ist auch, dass das magnetische Material als Permanentmagnet ausgebildet ist und der Gegenmagnetkörper aus einem Material gebildet ist, das von einem Pol eines äußeren Magnetfeldes angezogen wird. Vorzugsweise ist der erste Teilkörper aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet. Weiter vorzugsweise sind auch das magnetische Material sowie den Gegenmagnetkörper umgebende Gehäuseabschnitte und/oder ein Auslaufrohr des Zapfventils aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet. Wenn die das magnetische Material und den Gegenmagnetkörper umgebenden Elemente aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet sind, wird die magnetische Wechselwirkung zwischen magnetischem Material und Gegenmagnetkörper nicht gestört.
  • Vorzugsweise weist der zweite Teilkörper eine maximale Öffnungsstellung auf, die sich außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers befindet, so dass der zweite Teilkörper nach Beenden einer Fluidabgabe in einer Öffnungsstellung verbleibt, wobei der zweite Teilkörper unter Ausnutzung der Schwerkraft zurück in den Wirkungsbereich bewegbar ist, innerhalb dessen er vom Gegenmagnetkörper in die Schließstellung gezogen wird, wenn das Zapfventil auslaufseitig nach oben geneigt wird. Ein Neigungswinkel der Axialrichtung des Auslaufschutzventils relativ zur Vertikalen kann beispielsweise während der Fluidabgabe zwischen 0° und 110°, vorzugsweise zwischen 0° und 90°, weiter vorzugsweise zwischen 0° und 70° betragen, wobei ein Winkel von 0° eine Ausrichtung in Strömungsrichtung vertikal nach unten bedeutet. Wenn der zweite Teilkörper während einer Fluidabgabe die maximale Öffnungsstellung einnimmt, verbleibt er aufgrund dieser Ausgestaltung nach dem Beenden der Fluidabgabe in der Öffnungsstellung, ohne dass es zu einer durch die Magnetkraft verursachten automatischen Bewegung des zweiten Teilkörpers in Richtung der Schließstellung kommt. Dies bedeutet beispielsweise bei der Betankung eines Kraftfahrzeugs, bei der ein auslassseitiges Ende des Zapfventils nach unten geneigt in einen Einfüllstutzen eingesteckt ist, dass Fluidrestmengen, welche innerhalb des Zapfventils verbleiben, zunächst noch in den Tank auslaufen können. Dies verhindert, dass durch das Hauptventil bereits hindurchgetretene Fluidrestmengen in Volumina des Zapfventils stromab des Hauptventils zurückbleiben und dadurch die von einem geeichten Fluidmengenzähler erfasste Fluidmenge in eichrechtlich relevanter Weise von der tatsächlich abgegebenen Fluidmenge abweicht.
  • Erst bei einem auslaufseitigen Anheben des Zapfventils, beispielsweise so, dass die Axialrichtung des Tropfschutzventils einen Winkel zur Vertikalen zwischen 95° und 180°, vorzugsweise zwischen 95° und 160°, weiter vorzugsweise zwischen 95° und 140° annimmt, kann der zweite Teilkörper (durch Nachlassen der zum Auslassende wirkenden Hangabtriebskraft oder durch Wirken einer zum Einlassende gerichteten Hangabtriebskraft) zurück in den Wirkungsbereich des Gegenmagnetkörpers gelangen, innerhalb dessen er unter Mitnahme des ersten Teilkörpers in die Schließstellung gezogen wird. Ein solches Anheben geschieht üblicherweise ohnehin beim Herausnehmen des Zapfventils aus einem Einfüllstutzen, so dass insoweit eine sicheres Verschließen des Auslaufschutzventils gewährleistet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Auslaufschutzventil an einem Einlassende eines Auslaufrohres des Zapfventils angeordnet. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass insbesondere bei Fluiden mit geringer Viskosität nur geringe Fluidmengen im Auslaufrohr verbleiben, so dass eine Anordnung am Einlassende des Auslaufrohrs sowohl unter dem eichrechtlichen Gesichtspunkt, als auch in Bezug auf einen wirksamen Tropfschutz ausreichend ist. Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass am Einlassende des Auslaufrohrs mehr Bauraum für das Auslaufschutzventil zur Verfügung steht und die Anordnung am Einlassende daher konstruktiv einfacher realisiert werden kann.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Auslaufrohr für ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids, umfassend ein mit einem Gehäuse des Zapfventils verbindbaren Einlassende, ein dem Einlassende gegenüberliegendes Auslassende, und ein Auslaufschutzventil mit einem Ventilsitz und einem stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbaren Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper einen ersten Teilkörper und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper aufweist, wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz des Auslaufschutzventils ein erster Fluidweg freigebbar ist und wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers relativ zum ersten Teilkörper ein zweiter Fluidweg freigebbar ist, wobei das Auslaufschutzventil vorzugsweise am Einlassende des Auslaufrohres angeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Auslaufrohr kann durch weitere Merkmale fortgebildet werden, welche bereits in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zapfventil beschrieben wurden.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer Querschnittsansicht;
    Figur 2:
    das erfindungsgemäße Auslaufrohr des Zapfventils der Figur 1 in einer vergrößerten Ansicht;
    Figur 3:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Auslaufschutzventils in einer Schließstellung;
    Figur 4:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Auslaufschutzventils in einer Öffnungsstellung;
    Figur 5:
    eine weitere Querschnittsansicht des Auslaufschutzventils des erfindungsgemäßen Zapfventils;
    Figur 6:
    eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeigten Linie A-A;
    Figur 7:
    eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeigten Linie B-B;
    Figur 8:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Schließstellung;
    Figur 9:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Öffnungsstellung bei nach unten geneigtem Auslaufrohr während der Fluidabgabe;
    Figur 10:
    eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Fühlerleitungsventils in einer Öffnungsstellung Schließstellung bei nach oben geneigtem Auslaufrohr;
    Figur 11:
    eine Grauwertskizze zur Illustration des innerhalb des Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzventils herrschenden Fluiddrucks
    Figur 12:
    ein Auslaufschutzventil eines alternativen erfindungsgemäßen Zapfventils in einer seitlichen Schnittansicht in einer Schließstellung;
    Figur 13:
    das Auslaufschutzventil der Figur 12 in einer Öffnungsstellung.
  • Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer seitlichen Schnittansicht. Das Zapfventil umfasst ein in der Figur 1 lediglich schematisch gezeigtes Gehäuse 4 mit einer Einlassöffnung 5 zur Verbindung mit einer Flüssigkeitszuleitung. Am vorderen Ende des Gehäuses 4 ist ein Auslaufrohr 10 eingesetzt, an dessen vorderem Ende sich eine Auslassöffnung 12 befindet. Am Gehäuse 4 ist außerdem ein Steuerhebel 6 schwenkbar gelagert, mit dem ein in der Figur nicht gezeigtes Hauptventil betätigt werden kann. Über das Hauptventil wird der Durchfluss einer über die Einlassöffnung zugeführten Flüssigkeit durch das Zapfventil gesteuert. Innerhalb des Zapfventils befindet sich außerdem eine nicht gezeigte automatische Abschalteinrichtung, welche das Hauptventil verschließt, wenn während eines Betankungsvorgangs ein Flüssigkeitsspiegel das vordere Ende des Auslaufrohres erreicht oder übersteigt. Dazu weist das Auslaufrohr eine Fühlerleitung 24 auf, welche vom Auslaufende 12 bis zur automatischen Abschalteinrichtung geführt ist.
  • Figur 2 zeigt eine vergrößerte seitliche Schnittansicht des Auslaufrohres 10 der Figur 1. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass am Einlassende 11 des Auslaufrohres 10 (im Bereich 9) ein erfindungsgemäßes Auslaufschutzventil 13 angeordnet ist. Zudem ist erkennbar, dass sich in einem Endbereich 25 der Fühlerleitung 24 ein Fühlerleitungsventil 26 befindet. In den nachfolgend gezeigten Figuren sind vergrößerte Ansichten der Bereiche 9 und 25 gezeigt, anhand derer die Funktionsweise des Auslaufschutzventils 13 sowie des Fühlerleitungsventils 26 genauer erläutert wird.
  • Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten Bereichs 9, in dem ein Auslaufschutzventil 13 angeordnet ist. Figur 3 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Schließstellung. Das Auslaufschutzventil 13 umfasst einen Ventilsitz 14, sowie einen zum Verschließen des Ventilsitzes 14 ausgebildeten Ventilkörper, welcher einen ersten Teilkörper 15 und einen zweiten Teilkörper 16 aufweist. Der erste Teilkörper 15 liegt in der gezeigten Schließstellung am Ventilsitz 14 dichtend an. Innerhalb des ersten Teilkörpers 15 befindet sich eine Aussparung, in die der zweite Teilkörper 16 eingesetzt ist. Der erste Teilkörper 15 umgibt den zweiten Teilkörper 16 somit radial vollständig. In der gezeigten Schließstellung liegt eine Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 dichtend an einer Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 an. Der erste Teilkörper 15 bildet somit einen Ventilsitz (oder auch Teilkörperventilsitz) für den zweiten Teilkörper 16. In dem in Figur 3 gezeigten Zustand ist das Tropfschutzventil vollständig geschlossen, so das gegebenenfalls vorhandene Flüssigkeitsrestmengen nicht aus dem Zapfventil austreten können.
  • Mit dem Ventilsitz 14 starr verbunden ist ein sich in axialer Richtung des Auslaufschutzventils erstreckender zentraler Schaft 29, an dem der zweite Teilkörper 16 gleitend geführt ist. Der zweite Teilkörper 16 weist dazu eine zentrale Durchgangsbohrung auf, durch die der Schaft 29 hindurchgeführt ist. Der Schaft 29 legt eine Axialrichtung des Auslaufschutzventils fest.
  • Mit dem Ventilsitz 14 starr verbunden ist außerdem eine Registrierplatte 33 mit Registrieröffnungen 32. Der erste Teilkörper 15 umfasst an seinem einlassseitigen Ende vier Führungsschenkel 30, von denen in der Schnittansicht der Figur 3 lediglich zwei nach Art einer Seitenansicht illustriert sind. Die Schnittebene der Figur 3 verläuft nicht durch die Führungsschenkel 30. Die Führungsschenkel 30 sind durch jeweils eine der Registrieröffnungen 32 gleitend hindurchgeführt. Der erste Teilkörper 15 wird dadurch an seinem einlassseitigen Ende linear geführt. An seinem hinteren Ende umfasst der erste Teilkörper 15 drei Führungsstege 31. Diese sind zur gleitenden Anlage an einer Außenfläche des zweiten Teilkörpers 16 ausgebildet, wenn der zweite Teilkörper 16 relativ zum ersten Teilkörper 15 stromabwärts bewegt wird. Die Führung der Teilkörper 15, 16 wird auch anhand der Figuren 5 bis 7 noch genauer erläutert.
  • Der zweite Teilkörper 16 ist vorliegend aus einem magnetischen Material ausgebildet. Zudem ist mit dem Ventilsitz 14 ein Gegenmagnetkörper 23 verbunden. Der Gegenmagnetkörper 23 ist bezüglich der durch den Schaft 29 vorgegebenen Axialrichtung symmetrisch angeordnet, wodurch eine gleichmäßige magnetische Anziehungskraft auf den zweiten Teilkörper 16 ausgeübt wird. Durch diese Anziehungskraft wird der Teilkörper 16 in der Schließstellung gehalten. Gleichzeitig überträgt der Teilkörper 16 aufgrund der Anlage der Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 an der Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 eine Kraft auf ersten Teilkörper 15, welcher dadurch ebenfalls in die Schließstellung gedrückt wird. Eine Kraftwirkung zur Bewegung des zweiten Teilkörpers in die Schließstellung kann in alternativen Ausführungsformen auch durch andere Einrichtungen erzeugt werden, beispielsweise mittels eines mechanischen Rückstellelements, insbesondere mittels eines Federelements.
  • Figur 4 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Öffnungsstellung. Ein Übergang von der in Figur 3 gezeigten Schließstellung in die Öffnungsstellung kann insbesondere durch ein Öffnen des Hauptventils und einen durch das Hauptventil hindurchtretenden Flüssigkeitsstrom erfolgen. Dabei trifft der Flüssigkeitsstrom auf die einlassseitigen Frontflächen des ersten und zweiten Teilkörpers 15, 16 und erzeugt dort einen Öffnungsdruck, der ausreichend ist, um die zwischen Gegenmagnetkörper 23 und zweitem Teilkörper 16 wirkende Magnetkraft zu überwinden und sowohl den ersten Teilkörper 15 als auch den zweiten Teilkörper 16 stromabwärts zu bewegen.
  • In Figur 4 ist zu sehen, dass gegenüber der in Figur 3 gezeigten Schließstellung einerseits der erste Teilkörper 15 gegenüber dem Ventilsitz 14 und andererseits der zweite Teilkörper 16 gegenüber dem ersten Teilkörper 15 stromabwärts bewegt wurden. Durch die Bewegung des ersten Teilkörpers 15 relativ zum Ventilsitz 14 wird ein erster Fluidweg 17 freigegeben. Durch die Bewegung des zweiten Teilkörpers 16 relativ zum ersten wird ein zweiter Fluidweg 18 freigegeben. Der auf das Auslaufschutzventil 13 treffende Flüssigkeitsstrom kann somit entweder entlang des ersten Fluidwegs 17, der zwischen einer Außenfläche des ersten Teilkörpers 15 und dem Ventilsitz 14 verläuft, oder entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließen, der zunächst außen am zweiten Teilkörper 16 sowie innen am ersten Teilkörper 15 vorbeiführt und anschließend durch eine Durchlassöffnung 20 im ersten Teilkörper 15 verläuft. Hinter der Durchlassöffnung wird der erste Fluidweg 17 mit dem zweiten Fluidweg 18 zusammengeführt. Durch den zusätzlichen zweiten Fluidweg 18 kann der Durchsatz durch das Auslaufschutzventil erhöht und der Staudruck vor dem Ventil reduziert werden.
  • Möglich ist es in alternativen Ausführungsformen, weitere Fluidwege vorzusehen, welche durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers 15 relativ zum Ventilsitz 14 und/oder durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers 16 relativ zum ersten Teilkörper 15 freigebbar sind.
  • Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung ein weiterer Fluidweg vorhanden sein, welcher durch einen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche des Schafts 29 und einer Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung des zweiten Teilkörpers 16 verläuft und welcher unabhängig von der Stellung der Teilkörper 15, 16 ständig geöffnet ist. Ein solcher Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Schafts 29 und der Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung kann erforderlich sein, um eine ausreichende Bewegbarkeit des Teilkörpers 16 relativ zum Schaft 29 zu ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der radiale Abstand zwischen der Außenfläche des Schafts 29 und der Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung allerdings so klein bemessen, dass bereits die im Zwischenraum auf das Fluid wirkenden Kapillarkräfte ausreichen, um ein Auslaufen des Fluids durch diesen Zwischenraum stark zu verringern und vorzugsweise vollständig zu verhindern.
  • In den Figuren 3 und 4 ist zu sehen, dass der zweite Teilkörper 16 sich ausgehend von der Dichtfläche 21 in Richtung stromaufwärts im Querschnitt verjüngt. Im Bereich der Verjüngung ist die Außenfläche des zweite Teilkörpers 16 in einem ersten Abschnitt 36 nach außen gewölbt und in einem stromaufwärts davon angeordneten zweiten Abschnitt 35 nach innen gewölbt. Durch die Wölbungen im Bereich der Abschnitte 35, 36 wird die entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließende Flüssigkeit strömungsoptimiert in Richtung der Durchlassöffnung 20 geleitet.
  • In Figur 4 befinden sich der erste und zweite Teilkörper in einer maximalen Öffnungsstellung, in der die Teilkörper 15, 16 gegen einen Anschlag stoßen, welcher die stromabwärts gerichtete Bewegbarkeit der Teilkörper 15, 16 begrenzt. Der Anschlag ist hier beispielhaft durch einen Fühlerleitungsstopfen 34 gebildet, welcher auf einem Ende der Fühlerleitung 24 aufgesetzt ist, wobei der oder die Anschläge natürlich auch auf andere Weise realisiert sein können. In dieser maximalen Öffnungsstellung verbleibt der zweite Teilkörper auch nach der Flüssigkeitsabgabe, beispielsweise nachdem das Hauptventil geschlossen wurde. Der zweite Teilkörper 16 befindet sich insoweit außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers.
  • Die in der gezeigten Stellung stromabwärts wirkende Schwerkraft sowie durch die Gleitführung der Teilkörper verursachte Reibungskräfte sind somit in der gezeigten Stellung in der Summe größer als die magnetische Anziehungskraft zwischen dem zweiten Teilkörper 16 und dem Gegenmagnetkörper 23. Im Zapfventil stromabwärts des Hauptventils vorhandene Flüssigkeitsrestmengen können somit durch das noch geöffnete Auslaufschutzventil 13 auslaufen.
  • Erst wenn das Zapfventil (und somit die Axialrichtung des Auslaufschutzventils 13) auslaufseitig nach oben geneigt wird, kann sich das Kräfteverhältnis umkehren, so dass die Magnetkraft ausreicht um den zweiten Teilkörper 16 in die Schließstellung zu bewegen. Dabei trifft die Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 auf die Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkörpers 15 und überträgt so eine Kraft auf den ersten Teilkörper 15, welcher dadurch in die Schließstellung mitgenommen wird. Die oben genannte Neigungsänderung, welche zu einem Schließen des Auslaufschutzventils führt, kann beispielsweise erfolgen, wenn ein Benutzer das Zapfventil aus einem Einfüllstutzen herausnimmt und nachfolgend in eine Zapfsäule einhängt. Durch den Verschluss des Auslaufschutzventils wird das Auslaufen von Restmengen der Flüssigkeit sicher verhindert.
  • Wenn anstelle der magnetischen Wechselwirkung zwischen zweitem Ventilkörper 16 und Gegenmagnetkörper ein mechanisches Rückstellelement vorgesehen ist, das den zweiten Ventilkörper in die Schließstellung drängt, kann auch in diesem Fall vorgesehen sein, dass das oben beschriebene Kräfteverhältnis mit Hilfe der Neigung des Zapfventils umkehrbar ist.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Querschnittsansicht des in Figur 2 gezeigten Bereichs 9, wobei gegenüber den Figuren 3 und 4 eine andere Schnittebene gewählt wurde. Die Schnittebene verläuft in Figur 5 durch zwei in Querrichtung gegenüberliegende Führungsstege 30. Die auslassseitigen Führungsstege 31 sind in dieser Ansicht nicht zu sehen. In Figur 5 sind zwei Schnittlinien A-A und B-B eingezeichnet. Figur 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A und Figur 7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B. Zu Illustrationszwecken sind in den Figuren 6 und 7 weitere Elemente, die in der Schnittansicht eigentlich nicht erkennbar sind, nach Art einer Draufsicht gezeigt.
  • In Figur 6 ist erkennbar, dass die Führungsstege 31 des ersten Teilkörpers 15 in der in Figur 5 gezeigten Ventilstellung am Außenumfang des zweiten Teilkörpers 16 anliegen. Die Teilkörper 15, 16 werden dadurch aneinander geführt und relativ zueinander stabilisiert. In Figur 7 ist zu sehen, dass die vier einlassseitigen Führungsschenkel 30 des ersten Teilkörpers 15 durch die Registrieröffnungen 32 gleitend geführt sind. Die Registrieröffnungen 32 erstrecken sich durch die mit dem Ventilsitz 14 verbundene Registrierplatte 33.
  • Die Figuren 8 bis 10 zeigen vergrößerte Ansichten des in Figur 2 gezeigten Bereichs 25, in dem ein Fühlerleitungsventil 26 am Ende der Fühlerleitung 24 angeordnet ist. Das Fühlerleitungsventil 26 umfasst einen innerhalb der Fühlerleitung 24 bewegbaren Ventilkörper 27, welcher vorliegend beispielhaft als Kugel ausgebildet ist. Zudem umfasst das Fühlerleitungsventil einen Ventilsitz 28. Stromaufwärts des Ventilsitzes 28 befindet sich ein Sperrelement 38, welches die Bewegbarkeit des Ventilkörpers 27 begrenzt, einen Gasaustausch durch die Fühlerleitung 24 hingegen nicht verhindert. Der Ventilkörper 27 kann sich zwischen dem Ventilsitz 28 und dem Sperrelement 38 bewegen.
  • In dem in Figur 8 gezeigten Zustand, befindet sich der Ventilkörper 27 innerhalb des Ventilsitzes 28 und schließt so die Fühlerleitung 24 ab. Der Ventilkörper 27 wird aufgrund der auslaufseitig nach unten gerichteten Neigung der Fühlerleitung 24 im Ventilsitz 28 gehalten. Das Hauptventil des Zapfventils ist in dem gezeigten Zustand geschlossen, es findet keine Flüssigkeitsabgabe statt.
  • Nach Öffnen des Hauptventils wird auf im Stand der Technik bekannte Weise innerhalb der Fühlerleitung 24 ein Vakuum erzeugt und Luft durch die Fühlerleitung 24 angesaugt. Der Gasstrom ist dazu geeignet, den Ventilkörper 27 entgegen der Schwerkraft aus dem Ventilsitz 28 herauszuheben. Der Ventilkörper 27 wird dadurch gegen das Sperrelement 37 gedrückt. Dieser Zustand ist in Figur 9 gezeigt.
  • Wenn ein Flüssigkeitsspiegel das Auslassende 12 des Auslaufrohres 10 erreicht, erfolgt eine automatische Abschaltung, es wird kein Gas mehr eingesaugt, so dass der Ventilkörper in den Ventilsitz zurückfällt.
  • Nach einer Flüssigkeitsabgabe wird das Zapfventil üblicherweise aus einem Einfüllstutzen herausgenommen und beispielsweise in eine Zapfsäule eingehängt. Dadurch werden das Zapfventil sowie das Auslaufrohr 10 auslaufseitig nach oben geneigt. Aufgrund der Schwerkraft fällt der Ventilkörper 27 dabei aus dem Ventilsitz 28 heraus, so dass ggf. in der Fühlerleitung 24 vorhandene Flüssigkeitsrestmengen abdampfen können.
  • Figur 11 zeigt zwei Grauwertskizzen zur Illustration der innerhalb eines Zapfventils im Bereich eines Auslaufschutzventils herrschenden Flüssigkeitsdrucks. Dabei wird durch helle Grautöne ein geringer Druck und durch dunklere Grautöne ein höherer Druck angezeigt. Die Druckwerte wurden durch eine mathematische Simulation gewonnen. Die Figur 11A (oben) zeigt die Druckverhältnisse bei einem gewöhnlichen aus dem Stand der Technik bekannten Auslaufschutzventil, welches einen einteiligen Ventilkörper aufweist, der im Bereich 40 angeordnet ist. Es ist erkennbar, dass es vor dem Bereich 40 zu einer deutlichen Druckerhöhung kommt.
  • Die Figur 11B\ zeigt die Druckverhältnisse innerhalb eines erfindungsgemäßen Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzventils 13. Das Auslaufschutzventil 13 sowie die übrigen Elemente des Zapfventils sind nicht explizit gezeigt, jedoch kann anhand eines Vergleichs mit der Figur 4 die Position der jeweiligen Elemente (insbesondere des ersten Teilkörpers 15 und des zweiten Teilkörpers 16) identifiziert werden. Die Positionen sind in Figur 11B mit den entsprechenden Bezugszeichen identifiziert. Das Auslaufschutzventil 13 befindet sich im geöffneten Zustand, in dem die Teilköper 15, 16 die Fluidwege 17 und 18 freigeben. Ein Vergleich der Grauwerte der Illustrationen A und B zeigt, dass sich vor dem erfindungsgemäßen Auslaufschutzventil 13 ein geringerer Staudruck einstellt.
  • Die Figuren 12 und 13 zeigen ein Auslaufschutzventil einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zapfventils in einer seitlichen Schnittansicht. In der Figur 12 befindet sich das Auslaufschutzventil in einer Schließstellung und in Figur 13 in einer Öffnungsstellung.
  • Die alternative Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der Figuren 1 bis 10 lediglich durch die Ausgestaltung des Auslaufschutzventils. Es werden daher nachfolgend lediglich diese Unterschiede zur Ausführungsform der Figuren 1 bis 10 beschrieben.
  • In der alternativen Ausführungsform der Figuren 12 und 13 umfasst der erste Teilkörper 15 ein kreisringförmiges Flachdichtungselement 15b sowie zwei Teilkörperelemente 15a und 15b. Das Teilkörperelement 15a ist mit der stromabwärtigen Seite des Flachdichtungselements 15b so verbunden, dass eine radial innen liegende stromabwärts weisende Dichtfläche 15b1 freiliegt, also vom Teilkörperelement 15a nicht verdeckt wird. Das Teilkörperelement 15c ist mit der stromaufwärtigen Seite des Flachdichtungselement 15b so verbunden, dass eine radial außen liegende stromaufwärts weisende Dichtfläche 15b2 freiliegt, also vom Teilkörperelement 15c nicht verdeckt wird. Die Dichtflächen 15b1 und 15b2 sind in etwa senkrecht zu einer Axialrichtung des Auslaufschutzventils ausgerichtet.
  • Der zweite Teilkörper 16 weist in dieser Ausführungsform eine stromaufwärts weisende Dichtfläche 21' auf, welche zur dichtenden Anlage an der Dichtfläche 15b1 ausgebildet ist. Zudem weist das Auslaufschutzventil in dieser Ausführungsform einen Ventilsitz 14` auf, welcher zur dichtenden Anlage an der Dichtfläche 15b2 ausgebildet ist.
  • Durch die stromaufwärts bzw. stromabwärts weisenden Dichtflächen 15b1 und 15b2 des Flachdichtungselements 15b, welche im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Auslaufschutzventils stehen, kann eine besonders gute Dichtwirkung zwischen den beiden Teilkörpern 15, 16 bzw. zwischen dem ersten Teilkörper 15 und dem Ventilsitz 14' erzeugt werden. Gleichzeitig dienen die Teilkörperelemente 15a und 15c dazu, in der Öffnungsstellung des Auslaufschutzventils die Auswirkungen des Flachdichtungselements 15b auf den Flüssigkeitsstrom zu reduzieren. Insbesondere leiten die Teilkörperelemente 15a, 15c den Flüssigkeitsstrom möglichst vorteilhaft am Flachdichtungselement 15b vorbei. Die Teilkörperelemente 15a, 15c verjüngen sich dazu in axialer Richtung (also in Richtung stromabwärts bzw. stromaufwärts), wobei die Außenflächen der Teilkörperelemente 15a, 15c nach innen bzw. außen gewölbt sind.

Claims (14)

  1. Zapfventil zur Abgabe eines Fluids, umfassend eine Einlassöffnung (5) zur Verbindung mit einer Fluidzuleitung, ein der Einlassöffnung gegenüberliegendes Auslassende (12), ein Hauptventil zur Steuerung des Fluiddurchflusses durch das Zapfventil und ein stromabwärts des Hauptventils angeordnetes Auslaufschutzventil (13), mit einem Ventilsitz (14, 14') und einem stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbaren Ventilkörper (15, 16), wobei der Ventilkörper (15, 16) einen ersten Teilkörper (15) und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper (16) aufweist, wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers (15) relativ zum Ventilsitz (14, 14') ein erster Fluidweg (17) freigebbar ist und wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers (16) relativ zum ersten Teilkörper (15) ein zweiter Fluidweg (18) freigebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teilkörper (15, 16) dazu ausgebildet ist, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den anderen der beiden Teilkörper (15, 16) in die Schließstellung mitzunehmen.
  2. Zapfventil gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Teilkörper (15) zumindest eine Durchlassöffnung (20) für den zweiten Fluidweg (18) aufweist, wobei die Durchlassöffnung (20) durch die Bewegung des zweiten Teilkörpers (16) relativ zum ersten Teilkörper (15) freigebbar ist.
  3. Zapfventil gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der zweite Teilkörper (16) eine Dichtfläche (21, 21`) zur Anlage an einer Gegendichtfläche (19, 15b1) des ersten Teilkörpers (15) aufweist, wobei die Gegendichtfläche (19, 15b1) vorzugsweise einen Teilkörperventilsitz für den ersten Teilkörper (15) bildet.
  4. Zapfventil gemäß Anspruch 3, bei dem die Dichtfläche (21') des zweiten Teilkörpers und die Gegendichtfläche (15b1) des ersten Teilkörpers (15) einen Winkel zwischen 60° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100° mit einer Axialrichtung des Auslaufschutzventils einnehmen, und weiter vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Auslaufschutzventils stehen.
  5. Zapfventil gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem der zweite Teilkörper (16) eine Umfangsfläche aufweist, welche in der Schließstellung des Auslaufschutzventils (13) vom ersten Teilkörper (15) radial vollständig umgeben ist, wobei der zweite Teilkörper (16) vorzugsweise konzentrisch zum ersten Teilkörper (15) angeordnet ist.
  6. Zapfventil gemäß Anspruch 5, bei dem sich der zweite Teilkörper (16) ausgehend von der Dichtfläche (21, 21`) zum einlassseitigem Ende hin im Querschnitt verjüngt, wobei eine Außenfläche des zweiten Teilkörpers (16) im Bereich der Verjüngung einen ersten Abschnitt (36) und einen stromaufwärts des ersten Abschnitts (36) angeordneten zweiten Abschnitt (35) aufweist, wobei der erste Abschnitt nach au-ßen und der zweite Abschnitt nach innen gewölbt ist.
  7. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zumindest einer der Teilkörper (15, 16) mittels einer Linearführung relativ zum Ventilsitz (14, 14') gleitend geführt ist, wobei die Linearführung vorzugsweise
    - einen sich in Axialrichtung des Auslaufschutzventils (13) erstreckenden Schaft (29) aufweist, welcher durch eine Durchgangsöffnung des zweiten Teilkörpers (16) gleitend geführt ist und/oder
    - eine relativ zum Ventilsitz (14, 14') starr angeordnete Registrieröffnung (32) aufweist, durch die ein Führungsschenkel (30) des ersten Teilkörpers (15) gleitend geführt ist.
  8. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der eine Teilkörper (15) zumindest einen Führungssteg (31) aufweist, an dem der jeweils andere Teilkörper (16) gleitend geführt ist.
  9. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der zweite Teilkörper (16) dazu ausgebildet ist, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den ersten Teilkörper (15) in die Schließstellung mitzunehmen, wobei die Mitnahme des ersten Teilkörpers (15) vorzugsweise durch eine Kraftübertragung von der Dichtfläche (21) des zweiten Teilkörpers (16) auf die Gegendichtfläche (19) des ersten Teilkörpers (15) erfolgt.
  10. Zapfventil gemäß Anspruch 9, welches ein mechanisches Rückstellelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, den zweiten Teilkörper (16) in die Schließstellung zu drängen.
  11. Zapfventil gemäß Anspruch 9, bei dem der zweite Teilkörper (16) ein magnetisches Material aufweist und ein stromaufwärts des zweiten Teilkörpers (16) angeordneter Gegenmagnetkörper (23) vorgesehen ist, der dazu ausgestaltet ist, den ersten und zweiten Teilkörper (15, 16) durch magnetische Wechselwirkung in der Schließstellung des Auslaufschutzventils (13) zu halten, wobei vorzugsweise der erste Teilkörper (15) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist.
  12. Zapfventil gemäß Anspruch 11, bei dem der zweite Teilkörper (16) eine maximale Öffnungsstellung aufweist, die sich außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers (23) befindet, so dass der zweite Teilkörper (16) nach Beenden einer Fluidabgabe in einer Öffnungsstellung verbleibt, wobei der zweite Teilkörper (16) unter Ausnutzung der Schwerkraft zurück in den Wirkungsbereich bewegbar ist, innerhalb dessen er vom Gegenmagnetkörper (23) in die Schließstellung gezogen wird, wenn das Zapfventil auslaufseitig nach oben geneigt wird.
  13. Zapfventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Auslaufschutzventil (13) an einem Einlassende (11) eines Auslaufrohres (10) des Zapfventils angeordnet ist.
  14. Auslaufrohr (10) für ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids, umfassend ein mit einem Gehäuse des Zapfventils verbindbaren Einlassende (11), ein dem Einlassende (11) gegenüberliegendes Auslassende (12), und ein Auslaufschutzventil (13) mit einem Ventilsitz (14, 14') und einem stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbaren Ventilkörper (15, 16), wobei der Ventilkörper (15, 16) einen ersten Teilkörper (15) und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper (16) aufweist, wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers (15) relativ zum Ventilsitz (14, 14') des Auslaufschutzventils (13) ein erster Fluidweg (17) freigebbar ist und wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers (16) relativ zum ersten Teilkörper (15) ein zweiter Fluidweg (18) freigebbar ist, wobei das Auslaufschutzventil (13) vorzugsweise am Einlassende (11) des Auslaufrohres (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teilkörper (15, 16) dazu ausgebildet ist, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den anderen der beiden Teilkörper (15, 16) in die Schließstellung mitzunehmen.
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