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Zapfventil für Flüssigkeiten, inbesondere Benzin u. dgl. Treibstoffe
Die Erfindung betrifft ein Zapfventil für Flüssigkeiten, insbesondere Benzin und
dergleichen Treibstoffe, mit einem an das Ventilgehäuse anschließbaren Schlauchstutzen
für den Zapfschlauch sowie einer den Zapfschlauch bei übermäßiger Zugbeanspruchung
entlastenden Abreißkupplung.
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Zapfventile dieser Art sind in der Regel mit einer Automatik ausgerüstet,
die das mit einem Auslaufrohr in den Tank eines Fahrzeuges od. dgl. eingeführte
Zapfventil abschaltet, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Tank über eine am Auslaufrohr
im Bereich seiner Mündung angebrachte Fühlerdüse steigt. Durch das Verschließen
dieser Fühlerdüse wird in einer Membrankammer des Zapfventils ein Unterdruck aufgebaut,
der eine Verformung der Membran und den hierdurch ausgelösten Abschaltvorgang des
Zapfventils zur Folge hat. Derartige Zapfventile können daher nach Einführen des
Auslaufrohres in den Füllstutzen des Tanks und öffnen des Ventils sich selbst überlassen
werden. Das kann bei mangelnder Aufmerksamkeit des Tankwarts oder Fahrzeugführers
dazu führen, daß das Fahrzeug bereits wieder anfährt, während sich das Zapfventil
noch im Tankstutzen befindet. Unter den dann auftretenden Zugbeanspruchungen kann
entweder der Füllstutzen abbrechen, der Autotank aufreißen oder der Füllschlauch
vom Zapfventil oder der Tanksäule abreißen. Das führt regelmäßig zum Auslaufen von
Benzin und damit zu einer mit Unfällen dieser Art verbundenen hohen Brandgefahr.
Um diese Gefahren zu mildern, sind Zapfventile bekannt, die mit einer auf einen
vorgegebenen axialen Zug von beispielsweise 75 kg eingestellten Abreißkupplung
ausgerüstet sind.
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Bei einer bekannten Ausführungsform ist hierzu das Auslaufrohr durch
eine Einkerbung mit einer Sollbruchstelle versehen. Abgesehen davon, daß eine Sollbruchstelle
nicht mit ausreichender Genauigkeit auf die vorgeschriebene maximale Zugebelastung
eingestellt werden kann, ist auch nachteilig, daß das in der Sollbruchstelle abgerissene
Auslaufrohr in den Fahrzeugtank fällt und nur durch umständliche, nur mit Spezialwerkzeugen
durchführbare Arbeiten wieder daraus entfernt werden kann. Darüber hinaus wird mit
dem Auslaufrohr auch die Fühlereinrichtung mit der Führerdüse abgerissen, so daß
das Zapfventil bei Abreißen des Auslaufrohres vor Beendigung des Füllvorganges nicht
mehr automatisch schließen kann. Im ganzen wird das Zapfventil durch das Abreißen
des Auslaufrohres zerstört, es kann nicht mehr weiterverwendet werden und muß ausgewechselt
werden. Von besonderem Nachteil ist weiter, daß das Auslaufrohr an der Einkerbung
in der größten Zahl aller Fälle nicht anläßlich eines Unfalles der obenerwähnten
Art bricht, sondern ganz allgemein bereits bei stärkeren mechanischen Beanspruchungen.
Es passiert z. B. häufiger, daß ein Fahrzeug bei in den Tankstutzen eingehängtem
Auslaufrohr mangels angezogener Ausnutzung des letzten Zentimeters Schlauchlänge
unter Spannung in den Tankstutzen eingehängt wird. Steigt nun jemand in das Auto
ein und sackt es ein Stück durch, wird das Auslaufrohr in der oben erläuterten Weise
belastet. Im Ergebnis wird die Sollbruchstelle des Auslaufrohres durch »Beinahe-Unfälle«
fortwährend stark beansprucht. Hinzu kommt, daß die Auslaufrohre aus Aluminium bestehen,
das Materialermüdungserscheinungen zeigt, was dazu führt, daß die Sollbruchstelle
eines Tages die auftretenden Belastungen nicht mehr aufzunehmen vermag. Auch die
Herstellungstoleranzen für den Innendurchmesser des Auslaufrohres können nicht vernachlässigt
werden, die zur Folge haben, daß die Wand mal dicker, mal dünner oder auch exzentrisch
dünn sein kann. Alles dies hat zur Folge, daß Zapfventile mit Sollbruchstellen immer
wieder zu Betriebsstörungen durch abgebrochene Auslaufrohre führen und die Pumpe
für längere Zeit ausfällt.
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Bei einem anderen bekannten Zapfenventil wird eine Abreißkupplung
dadurch verwirklicht, daß das Auslaufrohr lösbar in das Ventilgehäuse des Zapfenventils
eingesetzt ist und dort unter Federbelastung einschnappt sowie bei einem gewissen
Axialzug wieder ausrastet. Bei dieser Lösung wirken die Beanspruchungen der oben
erläuterten Art auf die Abreißkupplung nie als Axialzug, sie treten vielmehr immer
als gegen die Achse des Auslaufrohres stark
abgewinkelter Zug auf.
Denn das Auslaufrohr des Zapfventils ist im Füllstutzen des Tankes mehr oder weniger
nach unten gerichtet, während sich das an den Füllschlauch angeschlossene Zapfventil
durch den von der Säule her über den Füllschlauch übertragenden Zug in Richtung
der Schlauchachse einstellt. Der so beim Anfahren des Fahrzeuges auftretende abgewinkelte
Zug hat ein Verkanten des Auslaufrohres in seinem Rastsitz im Ventilgehäuse zur
Folge, so daß sich das Auslaufrohr verklemmt und die Abreißkupplung nicht löst.
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Schließlich ist es bekannt, den Zapfschlauch über eine Abreißkupplung
an die Zapfsäule anzuschließen, wobei die Abreißkupplung aus einem mit Sollbrucheinkerbungen
versehenen Rohrstück besteht. Diesem Rohrstück ist ein unter Federdruck schließendes
Ventil vorgeschaltet, das bei geschlossener Abreißkupplung in Offenstellung gehalten
wird. Zwar wird so verhindert, daß beim Abreißen der Kupplung weiter Benzin aus
der Zapfsäule läuft, das im Zapfschlauch enthaltene Benzin strömt jedoch aus. Die
nach Abreißen der Kupplung zerbrochenen Teile sind nicht wieder verwendbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zapfventil des eingangs
genannten Aufbaues so auszubilden, daß sich die Abreißkupplung ohne Zerstörungen
des Ventils oder wesentlicher Bauteile desselben bei genau vorgEbbarem Axialzug
löst, ohne daß dabei Flüssigkeiten auslaufen können, auch wenn der Zapfvorgang noch
nicht abgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abreißkupplung
als eine durch ein sich bei vorgegebener Zugbelastung lösendes Verriegelungsglied
zusammengehaltene Steckkupplung ausgeführt und zwischen dem Ventilgehäuse und dem
Schlauchstutzen angeordnet ist und in dem mit dem Schlauchstutzen fest verbundenen
Kupplungsgehäuse ein sich unter dem Druck einer Feder und/oder der Flüssigkeit im
Zapfschlauch selbsttätig schließendes Sperrventil vorgesehen ist, das bei geschlossener
Abreißkupplung in Offenstellung gehalten ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Abreißkupplung zwischen dem
Ventilgehäuse und dem Schlauchstutzen wird gewährleistet, daß die Abreißkupplung
bei Unfällen der in Frage stehenden Art im wesentlichen nur mit Axialzug belastet
wird, daher ihr Abreißverhalten im voraus bestimmt werden kann und Verklemmungen
und Verkantungen vermieden werden. Gleichzeitig wird durch das Sperrventil im Kupplungsgehäuse
der Füllschlauch beim Abreißen des Zapfventils automatisch geschlossen, so daß kein
Benzin mehr ausströmen kann. Die Ausbildung als Steckkupplung stellt sicher, daß
keine Zerstörungen des Zapfventils oder seiner wesentlichen Bestandteile auftreten
und das vom Kupplungsgehäuse abgerissene Zapfventil ohne weiteres zur Fortsetzung
des Zapfvorganges wieder auf das Kupplungsgehäuse aufgesetzt werden kann.
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Im einzelnen besteht das Sperrventil zweckmäßig aus einem im Kupplungsgehäuse
geführten Ventilkörper, der bei geschlossener Abreißkupplung durch einen Anschlag
am oder im Ventilgehäuse in Offenstellung gegenüber dem ihm zugeordneten Ventilsitz
im Kupplungsgehäuse gehalten ist. In bevorzugter Ausführungsform ist die Abreißkupplung
als Drehkupplung ausgeführt und hierzu das Kupplungsgehäuse um seine Achse drehbar
am Ventilgehäuse gelagert. Das Verriegelungsglied kann als Stift, Schraube od. dgl.
ausgeführt sein, wobei der Querschnitt nach der Größe des Axialzuges bemessen ist,
bei welchem sich die Kupplung lösen und hierzu der Stift oder die Schraube abscheren
soll. Das Verriegelungsglied wird dann zwar zerstört, stellt aber einen nur sehr
geringwertigen Gegenstand dar, der ohne weiteres beim erneuten Zusammenstecken der
Kupplung ersetzt werden kann. Um auch dies zu vermeiden, ist nach einem besonderen
Vorschlag der Erfindung die Abreißkupplung als Rastkupplung ausgeführt und hierzu
das Kupplungsgehäuse mit einem zylindrischen Lagerteil an einem Axialkragen des
Ventilgehäuses gelagert, und zwischen dem Axialkragen und dem zylindrischen Lagerteil
ein in beide Teile greifender Sprengring angeordnet, der im Axialkragen oder im
zylindrischen Lagerteil in einer Nut gehalten ist, deren Tiefe geringer als die
radiale Dicke des Sprengringes ist und deren Abreißrichtung des Kupplungsgehäuses
gesehene hintere Wand abgeschrägt ist. überschreitet der Axialzug einen vorgegebenen
Wert, so gleitet der Sprengring unter gleichzeitigem Lösen des Kupplungsgehäuses
über die abgeschrägte Nutwand und wird aus der ihn haltenden Nut herausgehoben,
wodurch die Verbindung zwischen Kupplungsgehäuse und Ventilgehäuse endgültig gelöst
wird. Durch geeignete Abschrägung der Nutwand und entsprechende Federstärke des
Sprengringes sowie Abrundung der Sprengringkanten kann die Zugbelastung, bei der
die Abreißkupplung sich löst, in gewünschter Größe eingestellt werden. Die Abrundung
der Sprengringkante verhindert, daß sich der Sprengring in die abgeschrägte Nutwand
einkerbt. Eine Abschrägung der Nutwand unter einem Winkel von beispielsweise 65°
gegen die Axialrichtung hat sich in der Praxis bewährt.
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Um ein Schließen des Ventilkörpers bei gelöster Abreißkupplung schon
allein unter dem Flüssigkeitsdruck zu erreichen, ist der Ventilkörper im Kupplungsgehäuse
axial verschiebbar geführt und hierzu mit elastischen Führungsstücken ausgerüstet,
denen Führungssitze am Kupplungsgehäuse zugeordnet sind. Die Führungsstücke sind
in zweckmäßiger Ausführungsform ventilgehäuseseitig als Anschlagstücke ausgeführt,
die dem den Ventilkörper in Offenstellung haltenden Anschlag am oder im Ventilgehäuse
zugeordnet sind. Zweckmäßig sind die Führungsstücke weiter mit nach außen gerichteten
Widerhaken versehen, die ein Zurückfallen des Ventilkörpers in dessen Öffnungsrichtung
oder ein Verkanten des Führungskörpers in der Offenstellung verhindern. Der Anschlag
kann als in das Ventilgehäuse oder den Axialkragen eingesetztes Sieb ausgeführt
sein, das selbst nicht mehr zur Abreißkupplung gehört. sondern die Ventilmechanik
von in der Flüssigkeit mitgeführten Fremdkörpern schützt.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen
darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Zapfventil bereits durch die Anordnung der
Abreißkupplung zwischen Ventilgehäuse und Schlauchstutzen gewährleistet ist, daß
die Abreißkupplung im wesentlichen stets auf Axialzug beansprucht wird. Daher kann
die Abreißkupplung ohne Gefährdung ihrer Sicherheitsfunktion als Steck-, insbesondere
als Rastkupplung ausgebildet sein; löst sie sich unter übermäßigem Zug, so treten
dennoch am Zapfventil keine oder jedenfalls keinerlei ins Gewicht fallende Zerstörungen
auf, das Zapfventil kann also anschließend wieder zusammengesetzt und
weiterverwendet
werden. Durch das im Kupplungsgehäuse verwirklichte Sperrventil aus Ventilkörper
mit zugeordnetem Ventilsitz wird zugleich sichergestellt, daß beim Abreißen des
Zapfventils keine Flüssigkeit aus dem Füllschlauch austreten kann. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit, das Zapfventil am Kupplungsgehäuse drehbar zu lagern. Bei
axial unverdrehbar gehaltenem Zapfventil können die in der Abreißkupplung zu übertragenden
Torsionsspannungen zu Verklemmungen der Abreißkupplung führen und dadurch deren
Betriebssicherheit beeinträchtigen. Durch die axiale Verdrehungsmöglichkeit werden
derartige Beanspruchungen aufgehoben, weil sich das Zapfventil gegenüber dem Zapfschlauch
von selbst in die torsionsfreie Stellung dreht, die sich aus der Orientierung des
Fahrzeuges zur Zapfsäule und dem Schlauchanschluß an der Zapfsäule ergibt.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt die einzige Figur einen Axialschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Zapfventil.
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Das in der Figur dargestellte Zapfventil besteht seinem wesentlichen
Aufbau nach aus einem Ventilgehäuse 1 mit darin enthaltener, hier im einzelnen nicht
beschriebener Ventilmechanik, an das einerseits ein Auslaufrohr 2 angeschlossen
und das andererseits zum Abschluß eines nicht dargestellten, mit dem ebenfalls nicht
dargestellten Zapfschlauch fest verbundenen Schlauchstutzens eingerichtet ist. Das
Auslaufrohr 2 besitzt eine Fühlerleitung 4, die im Bereich der Mündung
des Auslaufrohres in einer Fühlerdüse 5 endet. Die Fühlerleitung 4 ist mit
einer Membrankammer 6 verbunden, deren Membran 7 die Ventilmechanik zum automatischen
Abschalten des Zapfventils auslöst. Derartige Anordnungen sind bekannt und bedürfen
hier keiner weiteren Beschreibung. Weiter ist das Zapfventil mit einer den Schlauch
gegen übermäßigen Zug entlastenden, bei einer vorgegebenen Beanspruchung sich lösenden
Abreißkupplung ausgerüstet, die als Steckkupplung zwischen dem Ventilgehäuse 1 und
dem Schlauchstutzen vorgesehen ist. Im Kupplungsgehäuse 3 dieser Abreißkupplung
ist als Sperrventil ein unter dem Druck der Flüssigkeit gegen einen Dichtsitz
8 dichtender Ventilkörper 9 geführt, der bei geschlossener Abreißkupplung,
wie es in der Figur dargestellt ist, durch einen am Zapfventil vorgesehenen Anschlag
10 in Offenstellung gegenüber dem Dichtsitz 8 gehalten ist. Das Kupplungsgehäuse
3 ist um seine Achse drehbar am Ventilgehäuse 1 befestigt und hierzu mit einem zylindrischen
Lagerteil 11 an einen Axialkragen 12 des Ventilgehäuses 1 gelagert. Die Abdichtung
zwischen dem Axialkragen 12 und dem zylindrischen Lagerteil 11 erfolgt durch O-Ringe
13. Im Ausführungsbeispiel ist die Steckkupplung als Rastkupplung ausgeführt. Dazu
ist zwischen dem Axialkragen 12 und dem zylindrischen Lagerteil 11 als Verriegelungsbeispiel
ein in beide Teile eingreifender Sprengring 14 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel
greift der Sprengring im zylindrischen Lagerteil 11 des Kupplungsgehäuses
3 in eine Nut 15, die flacher als die radiale Ringdicke des Sprengringes
14 ist und aus welcher daher der Sprengring herausragt. Die in Abreißrichtung 16
des Kupplungsgehäuses 3 gesehene hintere Wand 17 der Nut 15 ist abgeschrägt. Die
dieser abgeschrägten Nutwand 17 anliegende Kante des Sprengringes kann abgerundet
sein. Am Axialkragen 12 des Ventilgehäuses 1 greift der Sprengring 14 mit
seinem aus der Nut 15 herausragenden Teil hinter eine Schulter 18, deren
in Radialrichtung gesehene Breite mindestens gleich der Ringdicke des Sprengringes
14 ist, so daß bei auftretendem Axialzug und sich in Richtung des Pfeiles 16 vom
Ventilgehäuse lösendem Kupplungsgehäuse 3 der Sprengring 14 über die
abgeschrägte Nutwand 17 gleiten kann, wobei er aufgeweitet und aus der ihn haltenden
Nut 15 herausgehoben wird, bis er endgültig das Kupplungsgehäuse 3 freigibt. Das
Verriegelungsglied kann aber grundsätzlich auch als auf Abscherung beanspruchter
Teil, beispielsweise als Stift oder Schraube, ausgeführt sein.
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Der Ventilkörper 9 ist im Kupplungsgehäuse 3 axial verschiebbar geführt
und hierzu mit elastischen Führungsstücken 19 ausgerüstet, denen Führungssitze 20
am Kupplungsgehäuse 3 zugeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind diese Führungsstücke
19 ventilgehäuseseitig als Anschlagstücke ausgeführt, die dem den Ventilkörper 9
in Offenstellung haltenden Anschlag 10, im Ausführungsbeispiel ein Sieb, zugeordnet
sind. Löst sich das Kupplungsgehäuse 3 in der bereits beschriebenen Weise vom Ventilgehäuse
1, so wird der Anschlag des Ventilkörpers 9
am Sieb 10 aufgehoben,
und der Ventilkörper kann sich unter dem Druck der im nicht dargestellten Füllschlauch
stehenden Flüssigkeit gegen den Dichtsitz 8 anlegen, wodurch das Kupplungsgehäuse
3 und damit der Schlauch verschlossen werden. Im übrigen besitzen die Führungsstücke
19 nach außen gerichtete Widerhaken, die in Offenstellung des Ventilkörpers 9 einer
Ringschulter oder einem Ringflansch des Ventilsitzes 8 anliegen und hierdurch ein
Verkanten oder Zurückfallen des Ventilkörpers in der Offenstellung verhindern.