Zapfventil für das Einfüllen von Ottomotor-Kraftstoff in einen Kraftfahrzeugtank

Abstract

 Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen (3) welches beim Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffs in den Kraftstofftank mehr oder weniger steil nach unten und in Parkstellung an der Zapfsäule nach oben weist. Eine Einrichtung (5) für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe ist vorgesehen. Das Gasventil (7) weist einen Gasventilkörper (8) mit zugeordnetem Ventilsitz (9) und einem Stellmagneten (10) auf, der gasventilöffnend und gasventilschließend verschiebbar gelagert ist. Auf das Stellmagnetgehäuse (11) ist ein Betätigungsmagnet (12) für den Stellmagneten aufgesetzt der durch magnetische Ankopplung den Stellmagneten mitnimmt und das Gasventil öffnet und unter dem Einfluß einer Rückstellkraft das Gasventil schließt. Die Rückstellkraft ist die Schwerkraft, die der Betätigungsmagnet oder eine mit dem Betätigungsmagneten verbundene schwere Masse (15) erzeugt. Die Schwerkraft wirkt bei nach oben weisendem Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen in Richtung auf die Ausgangsstellung (13) des Betätigungsmagneten, bewegt diesen in die Ausgangsstellung und schließt das Gasventil. Die Schwerkraft bewegt bei nach unten weisendem Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen den Betätigungsmagneten aus der Ausgangsstellung heraus und öffnet das Gasventil. Eine Trockenprüfung der Einrichtung für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe ist durchführbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Zapfventil für das Einfüllen von Ottomotor-Kraftstoff über eine Zapfsäule in einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges,
   mit einem Zapfventilgehäuse, einem einerseits an das Zapfventilgehäuse angeschlossenen Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen und einem andererseits an das Zapfventilgehäuse angeschlossenen Zapfschlauch, welcher Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen beim Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffs in den Kraftsstofftank mehr oder weniger steil nach unten und in Parkstellung an der Zapfsäule nach oben weist,
   mit einer Einrichtung für die Absaugung von beim Einfüllen des Kraftstoffes in den Kraftfahrzeugtank freiwerdenden Kraftstoffdämpfen,
bei welchem Zapfventil die Einrichtung für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe ein über einen Gasschlauch an eine Unterdruckquelle angeschlossenes Gasventil aufweist, welches im Bereich des Kraftstoffeintrittes in das Zapfventilgehäuse eingesetzt und beim Einfüllen des Kraftstoffes von diesem umströmt ist, während die Kraftstoffdämpfe durch das geöffente Gasventil und den Gasschlauch absaugbar sind,
wobei das Gasventil einen Gasventilkörper mit zugeordnetem Ventilsitz und einem Stellmagneten aufweist, der in einem nichtferromagnetischen Stellmagnetgehäuse, gasventilöffnend und gasventilschließend, verschiebbar gelagert ist und
wobei auf das Stellmagnetgehäuse ein Betätigungsmagnet für den Stellmagneten aufgesetzt ist, welcher Betätigungsmagnet eine Ausgangsstellung aufweist, sich unter dem Einfluß des strömenden Kraftstoffes in Strömungsrichtung des Kraftstoffes aus der Ausgangsstellung heraus bis zu einem Anschlag bewegt sowie dabei durch magnetische Ankopplung den Stellmagneten mitnimmt und das Gasventil öffnet und welcher Betätigungsmagnet unter dem Einfluß einer Rückstellkraft sich bei nichtströmendem Kraftstoff in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, den Stellmagneten mitnimmt und das Gasventil schließt. - Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß nur einer der Magnete als Permanentmagnet ausgebildet und der andere von diesem magnetisiert ist.

[0002] Das Zapfventil, auf das sich die Erfindung bezieht, ist in bezug auf das Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffes in bekannter Weise so ausgerichtet und ausgelegt, daß es schließt, wenn der Spiegel des Ottomotor-Kraftstoffes im Kraftstofftank die Mündung des über den Einfüllstutzen in den Kraftfahrzeugtank eingeführten Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen erreicht (vgl. z. B. P 44 20 022.6). Neuerdings erfolgt bei solchen Zapfventilen beim Einfüllen des Kraftstoffs ein Absaugen der dabei aus dem Kraftfahrzeugtank austretenden Kraftstoffdämpfe, die mit Luft vermischt sein können. Die abgesaugten Kraftstoffdämpfe werden zum Beispiel in den Erdtank der Tankstelle zurückgeführt.

[0003] Bei dem Zapfventil, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. Firmendruckschrift der ELAFLEX-Gummi Ehlers GmbH, ELAFLEX-Gasventil "AUF/ZU" für ZVA 200 GR), wird die Rückstellkraft von einer Rückstellfeder erzeugt, die auf den Betätigungsmagneten wirkt. Das hat sich bewährt, läßt jedoch ohne weiteres eine sog. Trockenprüfung der Einrichtung für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe nicht zu.

[0004] Einrichtungen für Absaugung von beim Einfüllen von Kraftstoff in den Kraftfahrzeugtank freiwerdenden Kraftstoffdämpfen müssen nach der Installation sowie nach jedem Eingriff oder mindenstens einmal jährlich einer behördlich vorgeschriebenen Effizienzprüfung unterzogen werden. Diese Prüfung wurde in der Vergangenheit als eine sog. Naßprüfung durchgeführt. Dabei wurde jede Einrichtung mit angeschlossenem Gasschlauch überprüft und nachjustiert. Die Naßprüfung ist aufwendig, verursacht Kraftstoffverbrauch und häufig, wenn Kraftstoff unkontrolliert freikommt, eine Belastung der Umwelt. Das gilt insbesondere für große Tankstellen mit einer Vielzahl von Zapfstationen in Form von Selbstbedienungsstationen, wo häufig dreißig und mehr Zapfschläuche mit Zapfventilen vorgesehen sind und bezüglich der Einrichtungen für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe überprüft werden müssen (vgl. EP 0 598 928 A1). Neuerdings wird an Stelle der Naßprüfung eine Trockenprüfung verlangt. Bei der Trockenprüfung wird die Kraftstoffabgabe in der Zapfsäule mechanisch oder elektronisch simuliert. Bei der Prüfung muß die Kraftstoffpumpe laufen können, ohne daß Kraftstoff naß abgegeben wird. Um bei der Trockenprüfung den Volumenstrom der Kraftstoffdämpfe prüfen zu können, muß das Gasventil in

[0005] Aufstellung gebracht werden. Das ist bisher auf einfache Weise und ohne den Einsatz besonderer additiver und zusätzlich einzuführender Bauteile zum Zwecke der Öffnung des Gasventils nicht möglich. Bedienungsfehler können folglich nicht ausgeschlossen werden.

[0006] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Zapfventil des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung so weiter auszubilden, daß einerseits ein sicheres Absaugen von beim Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffs in den Kraftfahrzeugtank freiwerdenden Kraftfahrzeugdämpfen möglich ist, ohne weiteres und ohne Einsatz besonderer Bauteile aber auch die beschriebene Trockenprüfung durchgeführt werden kann.

[0007] Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Zapfventil die Kombination der folgenden Merkmale:

1.1) Die Rückstellkraft ist die Schwerkraft, die der Betätigungsmagnet oder eine mit dem Betätigungsmagneten verbundene schwere Masse erzeugt,

1.2) die Schwerkraft wirkt bei nach oben weisendem Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen in Richtung auf die Ausgangsstellung des Betätigungsmagneten, bewegte diesen in die Ausgangsstellung und schließt das Gasventil,

1.3) die Schwerkraft wirkt bei nach unten weisendem Zapfventilgehäuse von der Ausgangsstellung weg, bewegt den Betätigungsmagneten aus der Ausgangsstellung heraus und öffnet das Gasventil auch dann, wenn kein Kraftstoff strömt,

wobei durch das Merkmal 1.3 eine Trockenprüfung der Einrichtung für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe durchführbar ist.

[0008] Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung eines erfindungsgemäßen Zapfventils. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind der Gasventilkörper und der Ventilsitz als stufenweise öffnendes Differentialventil ausgebildet. Das ermöglicht es, beim Öffnen des Gasventils mit verhältnismäßig geringen Stellkräften zu arbeiten. Insbesondere besteht die Möglichkeit, das stufenweise öffenende Differentialventil, den Stellmagneten und den Betätigungsmagneten für eine Betätigung durch eine schwere Masse von unter 50 g auszulegen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, das Gasventil mit seinem Stellmagneten, seinem Betätigungsmagneten und seiner schweren Masse als eine in ein Zapfventil ein- und ausbaubare Patrone auszubilden.

[0009] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für die Betätigung des Gasventils eine Rückstellfeder nicht erforderlich ist. Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß das Zapfventil an einer Zapfsäule eine Parkstellung einnimmt, bei der das Zapfventilgehäuse nach oben weist, während beim Betankungsvorgang der Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen mehr oder weniger stark nach unten weist. Die dadurch bestimmte Orientierung des Zapfventils insgesamt erlaubt es, als Rückstellkraft die Schwerkraft einzusetzen, die der Betätigungsmagnet selbst oder die eine mit dem Betätigungsmagneten verbundene schwere Masse erzeugt. Das Gasventil kann folglich, wie üblich, durch den strömenden Kraftstoff und außerdem durch die Schwerkraft geöffnet werden und wird stets unter dem Einfluß der Schwerkraft wieder geschlossen. Je nach der Orientierung des Kraftstoffabgabe-Rohrstutzens bei Beginn des Befüllvorganges ist der Druckverlust, den der Kraftstoffstrom erfährt, null oder verschwindend klein, weil die Schwerkraft den Öffnungsvorgang bewirkt oder unterstützt. Bei der Trockenprüfung ist es lediglich erforderlich, das Zapfventil in eine Position zu bringen, bei der der Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen ausreichend nach unten weist. Irgendwelche besonderen Betätigungsmaßnahmen und der Einsatz zusätzlicher Bauteile sind nicht erforderlich. Folglich kann die erforderliche Trockenprüfung ohne großen Aufwand kurzzeitig und funktionssicher durchgeführt werden, was bei großen Tankstellen von erheblichem Vorteil ist und eine beachtliche Zeitersparnis bedeutet. Kraftstoff kann bei der Trockenprüfung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Zapfventils nicht mehr freikommen.

[0010] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1

ein erfindungsgemäßes Zapfventil im Längsschnitt, ausschnittsweise,

Fig. 2

im gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3

den Gegenstand nach Fig. 2, verkleinert, im oberen Bildteil mit geöffentem Gasventil, im unteren Bildteil mit geschlossenem Gasventil.

[0011] Das in den Figuren dargestellte Zapfventil 1 ist für das Einfüllen von Ottomotor-Kraftstoff über eine Zapfsäule in einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges bestimmt.

[0012] Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Zapfventilgehäuse 2, ein an das Zapfventilgehäuse 2 angeschlossener Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen 3, der beim Einfüllen des Kraftstoffs in den Kraftstofftank mehr oder weniger steil nach unten und in Parkstellung an der Zapfsäule, ebenso wie das Zapfventilgehäuse 2, nach oben weist, und andererseits ein an das Zapfventilgehäuse 2 angeschlossener Zapfschlauch 4. Das Zapfventil 1 funktioniert in bezug auf das Abschalter bei gefülltem Kraftstofftank auf bekannte Art und Weise, wie eingangs erläutert wurde. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört aber fernerhin eine Einrichtung 5 für die Absaugung von beim Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffs in den Kraftstofftank freiwerdenden Kraftstoffdämpfen, die mit Luft vermischt sein können. Die Strömungswege für den Kraftstoff wurden durch ausgezogene Pfeile, die Strömungswege für die Kraftstoffdämpfe durch strichpunktierte Pfeile angedeutet.

[0013] Die Einrichtung 5 für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe weist ein über einen Gasschlauch 6 an eine Unterdruckquelle angeschlossenes Gasventil 7 auf, welches im Bereich des Kraftstoffeintrittes in dem Zapfventilgehäuse 1 angeordnet und beim Einfüllen des Kraftstoffes in den Kraftstofftank von diesem Kraftstoff umströmt ist, während die Kraftstoffdämpfe durch das geöffente Gasventil 7 und den Gasschlauch 6 absaugbar sind. Es versteht sich, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die an der Mündung des Kraftstoffabgabe-Rohrstutzens 3 die Kraftstoffdämpfe auffangen und dem Gasventil 7 zuführen. Solche Einrichtungen sind vielfach bekannt. Man erkennt insbesondere in der Fig. 2, daß das Gasventil 7 einen Gasventilkörper 8 mit zugeordnetem Ventilsitz 9 aufweist. Der Gasventilkörper 8 ist an einen Stellmagneten 10 angeschlossen, der in einem nichtferromagneten Stellmagnetgehäuse 11, gasventilöffnend und gasventilschließend, verschiebbar gelagert ist. Auf das Stellmagnetgehäuse 11 ist ein Betätigungsmagnet 12 für den Stellmagneten 10 aufgesetzt.

[0014] Der Betätigungsmagnet 12 für den Stellmagneten 10 weist eine Ausgangsstellung 13 auf, die in der Fig. 3 oben erkennbar ist. Der Betätigungsmagnet 12 bewegt sich unter dem Einfluß des strömenden Kraftstoffes in Strömungsrichtung des Kraftstoffes aus der Ausgangsstellung heraus bis zu einem Anschlag 14. Der Betätigungsmagnet 12 nimmt dabei durch magnetische Ankopplung den Stellmagneten 10 mit und öffnet so das Gasventil 7. Der Betätigungsmagnet 12 ist fernerhin unter dem Einfluß einer Rückstellkraft bei nichtströmenden Kraftstoff in seine Ausgangsstellung 13 zurückbewegbar. Er nimmt dabei den Stellmagneten 10 mit und schließt das Gasventil 7.

[0015] Die Rückstellkraft ist die Schwerkraft, die der Betätigungsmagnet 12 oder eine mit dem Betätigungsmagneten 12 verbundene schwere Masse 15 erzeugt. In den Figuren ist das Gasventil 7 in waagerechter Stellung dargestellt. Man erkennt jedoch, daß die Schwerkraft bei nach oben weisendem Zapfventilgehäuse 2 und Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen 3 den Betätigungsmagneten 12 in seine Ausgangsstellung bewegt. Da der Betätigungsmagnet 12 den Stellmagneten 10 mitnimmt, schließt das Gasventil 7. Die Schwerkraft wirkt bei nach unten weisendem Zapfventilgehäuse 2 von der Ausgangsstellung 13 weg, bewegt den Betätigungsmagneten 12 aus der Ausgangsstellung heraus, nimmt den Stellmagneten 10 entsprechend mit und öffnet das Gasventil 7 auch dann, wenn kein Kraftstoff strömt Die Anordnung ist so getroffen, daß durch das zuletzt beschriebene Merkmal die sog. Trockenprüfung der Einrichtung 5 für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe ohne weiteres durchführbar ist, wie bereits beschrieben wurde. Der Kraftstoff umströmt die Kanäle 16, über die das Gas abgesaugt wird.

[0016] Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind der Gasventilkörper 8 und der Ventilsitz 9 als stufenweise öffnendes Differentialventil ausgebildet, wie man in der Fig. 2 ohne weiteres erkennt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Differentialventil durch eine schwere Masse von unter 50 g betätigbar ist. - Man erkennt in den Figuren, daß das Gasventil 7 mit seinem Stellmagneten 10, seinem Betätigungsmagneten 12 und seiner schweren Masse 15 als eine in das Zapfventil 1 ein- und ausbaubare Patrone ausgeführt ist.

Ansprüche

1. Zapfventil (1) für das Einfüllen von Ottomotor-Kraftstoff über eine Zapfsäule in einen Kraftfahrzeugtank,
   mit einem Zapfventilgehäuse (2), einem einerseits an das Zapfventilgehäuse (2) angeschlossenen Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen (3) und einem andererseits an das Zapfventilgehäuse (2) angeschlossenen Zapfschlauch (4), welcher Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen (3) beim Einfüllen des Ottomotor-Kraftstoffs in den Kraftstofftank mehr oder weniger steil nach unten und in Parkstellung an der Zapfsäule nach oben weist, und
   mit einer Einrichtung (5) für die Absaugung von beim Einfüllen des Kraftstoffes in den Kraftstofftank freiwerdenden Kraftstoffdämpfen,
bei welchem Zapfventil (1) die Einrichtung (5) für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe ein über einen Gasschlauch (6) an eine Unterdruckquelle angeschlossenes Gasventil (7) aufweist, welches im Bereich des Kraftstoffeintrittes in das Zapfventilgehäuse (2) eingesetzt und beim Einfüllen des Kraftstoffes von diesem umströmt ist, während die Kraftstoffdämpfe durch das geöffnete Gasventil (7) und den Gasschlauch (6) absaugbar sind,
wobei das Gasventil (7) einen Gasventilkörper (8) mit zugeordnetem Ventilsitz (9) und einem Stellmagneten (10) aufweist, der in einem nichtferromagnetischen Stellmagnetgehäuse (11), gasventilöffnend und gasventilschließend, verschiebbar gelagert ist und
wobei auf das Stellmagnetgehäuse (11) ein Betätigungsmagnet (12) für den Stellmagneten (10) aufgesetzt ist, welcher Betätigungsmagnet (12) eine Ausgangsstellung aufweist, sich unter dem Einfluß des strömenden Kraftstoffes in Strömungsrichtung des Kraftstoffes aus der Ausgangsstellung (13) heraus bis zu einem Anschlag (14) bewegt sowie dabei durch magnetische Ankopplung den Stellmagneten (10) mitnimmt und das Gasventil (7) öffnet und welcher Betätigungsmagnet (12) unter dem Einfluß einer Rückstellkraft sich bei nichtströmendem Kraftstoff in seine Ausgangsstellung (13) zurückbewegt, den Stellmagneten (10) mitnimmt und das Gasventil (7) schließt, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

1.1) Die Rückstellkraft ist die Schwerkraft, die der Betätigungsmagnet (12) oder eine mit dem Betätigungsmagneten verbundene schwere Masse (15) erzeugt,

1.2) die Schwerkraft wirkt bei nach oben weisendem Kraftstoffabgabe-Rohrstutzen (3) in Richtung auf die Ausgangsstellung (13) des Betätigungsmagneten (12), bewegt diesen in die Ausgangsstellung und schließt das Gasventil (7),

1.3) die Schwerkraft wirkt bei nach unten weisendem Zapfventilgehäuse (2) von der Ausgangsstellung (13) weg, bewegt den Betätigungsmagneten (12) aus der Ausgangsstellung heraus und öffnet das Gasventil (7) auch dann, wenn kein Kraftstoff strömt,

wobei durch das Merkmal 1.3 eine Trockenprüfung der Einrichtung (5) für die Absaugung der Kraftstoffdämpfe durchführbar ist.

2. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasventilkörper (8) und der Ventilsitz (9) als stufenweise öffnendes Differentialventil ausgebildet sind.

3. Zapfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenweise öffenende Differentialventil, der Stellmagnet (10) und der Betätigungsmagnet (12) für eine Betätigung durch eine schwere Masse von unter 50 g ausgelegt sind.

4. Zapfventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasventil (7) mit seinem Stellmagneten (10), seinem Betätigungsmagneten (12) und seiner schweren Masse (15) als eine in ein Zapfventil (1) ein- und ausbaubare Patrone ausgeführt ist.

Zeichnung