DE4331515A1 - Vorgesteuertes Absperrventil mit Rückflußverhinderer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgesteuertes Absperrventil in Hubkolbenbauart mit einseitig federbelastetem Ventilteller, kombiniert mit einem Rückflußverhinderer in Form eines Rück­ schlagventils.

Ein Ventil mit einem einseitig federbelasteten Schließkörper nach der DE 35 44 389 A1 ist als vorgesteuertes Druckbegren­ zungsventil ausgebildet, das von einer zu einem Verbraucher führenden Pumpenleitung abzweigt. Überschreitet der Druck in der Pumpenleitung einen vorgegebenen Öffnungsdruck, wird der Schließkörper des Druckbegrenzungsventils von seinem Ventil­ sitz abgehoben. Überschüssiges Druckmittel strömt über eine Rücklaufleitung in den Tank ab, in die auch eine vom Ventil­ sitz des Vorsteuerventils abzweigende Steuerleitung einmündet.

Mit dieser bekannten Ventilbauart ist ein Absperren bzw. Zu­ schalten eines strömenden Mediums bestimmungsgemäß nicht mög­ lich. Hierfür vorgesehene Absperr- oder Abschaltventile unter­ liegen jedoch dann einer besonders großen hydraulischen Be­ lastung, wenn die Schaltstöße abrupt erfolgen und das Abschal­ ten des Durchflusses zu einem Rückstau führt. Überschrei­ ten hierbei auftretende Druckspitzen den Öffnungsdruck des Schließkörpers, wird dieser von seinem Ventilsitz abgehoben und der Rückstau überträgt sich in den Eintrittskanal des Absperrventils bis eventuell in der Zuflußleitung zum Ab­ sperrventil eingebauten Rückflußverhinderern.

Bei der Strömung von flüssigen Medien, die der Verbrauchs­ messung unterliegen, wie beispielsweise der beim Tanken von Kraftfahrzeugen in Tankstellen abgegebene Kraftstoff, muß ein Zurückfließen des bereits für den Verbrauch und die Abrechnung gemessenen Kraftstoffs infolge Rückstau beim Abschalten des Absperrventils unbedingt vermieden werden, da anderenfalls das Meßergebnis verfälscht werden würde.

Bei Kraftfahrzeug-Tankstellen werden zu diesem Zweck Rück­ flußverhinderer in Form von Rückschlagventilen in der Zu­ führleitung zum Absperrventil und dadurch mit einigem Ab­ stand zu diesem eingefügt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem vorgesteuerten Ab­ sperrventil der eingangs genannten Art den Rückflußverhin­ derer in das Hauptventil zum Abschalten und Freigeben des Kraftstoffdurchflusses zu integrieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnen­ den Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Druckspitzen und Rückstau beim Abschalten des Absperrventils am Ende eines Tankvorgangs übertragen sich dadurch nicht un­ mittelbar auf die Vorderseite des Hubkolbens, sondern über den zweckmäßigerweise als Steuerkanal ausgebildeten Verbin­ dungsweg zum Bewegungsraum des Hubkolbens auf dessen Rück­ seite. Durch die dort vorgesehenen Ventilelemente, die bei Rückstau die Ausgleichsöffnungen sofort absperren, wird ein Zurückfließen des bereits gemessenen Kraftstoffes über den Eintrittskanal des Ventils verhindert.

Vorzugsweise mündet der Steuerkanal in einer Stufenbohrung zwischen Bewegungsraum und Ventilbohrung des Vorsteuerven­ tils ein, und zwar oberhalb des als Ventilsitz für den Ven­ tilkörper des Vorsteuerventils wirksamen Stufenabsatzes. Bei unzulässigem Druckanstieg infolge Rückstaus wird dieser Ventilkörper in der Stufenbohrung von seinem Sitz abgehoben, wodurch die rückgestaute Flüssigkeit in den Bewegungsraum ge­ langt und die Ventilelemente an den Ausgleichsöffnungen schließt.

Die Ventilelemente können beliebig ausgebildet sein, beispiels­ weise als Rückschlagklappe, welche die Ausgleichsöffnungen ge­ gen die Kolbenrückseite bei Rückstau schließt, oder als Kugel- Rückschlagventile in jeder Ausgleichsöffnung.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für ein in Tankstellen- Zapfsäulen einsetzbares Abschaltventil näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Bild 1 einen Axialschnitt durch das Ventil nach der Erfindung;

Bild 2 einen Axialschnitt durch das Ventil im vergrößerten Maßstab im Bereich des Ventiltellers,

Bild 3 einen teilweisen Schnitt durch den Ventilteller in einer abgewandelten Ausführungsform des Rückschlagventils.

Das vorgesteuerte Absperrventil besteht im wesentlichen aus einem Hauptventilkörper 1 mit einem Zylinderraum für einen axial verschiebbaren Ventilteller 3, der durch eine sich orts­ fest abstützende Druckfeder 21 gegen den Rand eines einen Austrittskanal 4 teilweise umgebenden Rohrstutzen 22 an­ drückbar ist. Der Rohrstutzen 22 begrenzt im Innern des Zylinderraums einen Ringkanal 5, in den senkrecht zum Aus­ trittskanal 4 ein Eintrittskanal 23 einmündet. Bei auf­ sitzendem Ventilteller 3 schließt die Oberkante des Rohr­ stutzens 22 den Austrittskanal 4 vom Eintrittskanal 23 ab.

Auf der Rückseite des Ventiltellers 3 weist der Zylinder­ raum einen Bewegungsraum 10 auf, der auch die Druckfeder 21 aufnimmt. Koaxial zum Austrittskanal 4 führt auf der Rückseite des Ventiltellers 3 vom Bewegungsraum 10 eine Stufenbohrung 24 zum Gehäuse eines als Elektromagnetven­ til 6 ausgebildeten Vorsteuer- oder Pilotventils 2. Der Stufenabsatz der Stufenbohrung 24 bildet einen Ventilsitz für einen kegelförmigen Ventilkörper 25, der fest mit einem Ventilstößel 8 des Vorsteuerventils 2 verbunden ist. Der Ventilstößel 8 bildet somit den Anker für einen Elektro­ magneten 7 des Elektromagnetventils 6. Elektrische Zu­ leitungen für die Magnetwicklung führen zu einem im Hand­ griff der Zapfpistole einer in der Zeichnung nicht darge­ stellten Zapfsäule einer Kraftfahrzeugtankstelle beim Ein­ leiten und Beenden eines Tankvorgangs betätigbaren elektri­ schen Schalter.

Zwischen dem Austrittskanal 4 und der Stufenbohrung 24 besteht eine Verbindung über einen Steuerkanal 9, wobei dieser in der Stufenbohrung 24 in einer solchen Höhe ein­ mündet, daß der Ventilkörper 25 auch in seiner vom zuge­ hörigen Ventil sitz abgehobenen Position einen Durchfluß zum Ankerraum unterbindet.

Der Ventilteller 3 wird axial vor mehreren Ausgleichsöff­ nungen 11 durchsetzt, die den Ringkanal 5 mit dem Bewe­ gungsraum 10 verbinden. Auf der Rückseite des Ventiltel­ lers 3 ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eine die Ausgleichsöffnungen 11 beim Rückstrom abdichtende überdeckende Rückschlagklappe 12 angeordnet, beispiels­ weise nach oben hochklappend oder hochschwenkbar einge­ spannt. Hierdurch wird eine Strömung durch die Ausgleichs­ öffnungen 11 in Richtung des Bewegungsraums 10 ermöglicht, jedoch in umgekehrter Richtung ein Rückstrom unterbunden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind statt dessen die Ausgleichsöffnungen 11 an ihrem unteren Ende jeweils mit einer kegelförmigen Ventilsitzfläche versehen, auf der als Kugeln ausgebildete Ventilelemente 13 aufsitzen, die von einer Druckfeder 26 gegen die Ventilsitzfläche gedrückt werden.

Die Wirkungsweise des Absperrventils mit Rückflußverhinderer ist folgende.

Im geschlossenem Zustand herrschen im ganzen Ventil die gleichen Druckverhältnisse, d. h. der über den Eintritts­ kanal 23 kommende Eingangsdruck wirkt annähernd gleich stark auf die untere Kolbenfläche des Ventiltellers 3 und über die Ausgleichsöffnungen 11 auch auf die obere Kolbenfläche. Die gleichen Druckverhältnisse stehen am Ventilstößel 8 des Vorsteuerventils 2 an. Der Eingangs­ druck im Eintrittskanal 23 liegt jedoch unterhalb des Öff­ nungsdrucks des Vorsteuerventils 2. Der Ventilkörper 25 des Vorsteuerventils 2 hält dadurch die Stufenbohrung 24 verschlossen, so daß der Steuerkanal 9 drucklos ist.

Wird ein Tankvorgang durch Betätigen des üblicherweise an der Zapfpistole angelenkten Hebels eingeleitet, wird im Elektromagnet 7 ein Stromstoß induziert, wodurch der Ven­ tilstößel 8 angehoben und das Vorsteuerventil 2 geöff­ net wird. Hierbei hebt der Ventilkörper 25 vom Ventilsitz in der Stufenbohrung 24 ab, wodurch der Bewegungsraum 10 entlastet, der Ventilteller 3 durch den Vordruck im Ring­ kanal 5 angehoben und der Eintrittskanal 23 zum Austritts­ kanal 4 geöffnet wird.

Wird am Ende des Tankvorgangs durch Loslassen des Bedienungs­ hebels an der Zapfpistole die Stromzufuhr zum Elektromagneten 7 abgeschaltet, fällt auch der Ventilstößel 8 des Vorsteu­ erventils 2 ab und verschließt die Stufenbohrung 24 durch den dann aufsitzenden Ventilkörper 25. Der beim Schließen des Absperrventils hervorgerufene Rückstau im Austrittskanal 4 überträgt sich über den Steuerkanal 9 auf den Bewegungsraum 10 und verschließt die Ventilelemente 13 an der Rückschlag­ klappe 12 bzw. in den Ausgleichsöffnungen 11 in Richtung des Ringkanals 5. Ein Rückstrom im Eintrittskanal 23 wird hierdurch völlig unterbunden.

Claims (8)

1. Vorgesteuertes Absperrventil in Hubkolbenbauart mit ein­ seitig federbelastetem Ventilteller, kombiniert mit einem Rückflußverhinderer in Form eines Rückschlagventils, da­ durch gekennzeichnet, daß der als Hubkolben ausgebildete Ventilteller (3) in Hubrichtung verlaufende Ausgleichs­ öffnungen (11) aufweist, die auf der Kolbenrückseite in einem mit dem Austrittskanal (4) verbundenen Bewegungs­ raum (10) durch Ventilelemente (13) verschließbar sind.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (4) mit dem Bewegungsraum (10) auf der Kolbenrückseite über einen im Gehäuse des Hauptventil­ körpers (1) verlaufenden Steuerkanal (9) verbunden ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsraum (10) mit einem Ventilkörper (25) des Vorsteuerventils (2) über eine Stufenbohrung (24) ver­ bunden ist.

4. Absperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkanal (9) in der Stufenbohrung (24) oberhalb des als Ventilsitz für den Ventilkörper (25) des Vorsteuer­ ventils (2) wirksamen Stufenabsatzes einmündet.

5. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (2) als Elektromagnetventil (6) aus­ gebildet ist, dessen Elektromagnet (7) über elektrische Zuleitungen mit einem beim Tankvorgang eines Kraftfahrzeugs manuell betätigbaren elektrischen Schalter verbunden ist.

6. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelemente (13) als die Ausgleichsöff­ nungen (11) überdeckende Rückschlagklappe (12) aus­ gebildet sind.

7. Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagklappe (12) nach oben hochklappend oder hochschwenkbar an der Rückseite des Ventiltellers (3) eingespannt ist.

8. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsöffnungen (11) an ihrem der Kolben­ unterseite Zugewandten Ende jeweils mit einer kegelför­ migen Ventilsitzfläche versehen sind, auf der als Kugeln ausgebildete Ventilelemente (13) aufsitzen, die von einer sich in jeder Ausgleichsöffnung (11) abstützenden Druckfeder (26) gegen die Ventilsitzfläche andrückbar sind.