Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Zapfventil zur Abgabe eines Fluids. Das Zapfventil umfasst eine Einlassöff nung zur Verbindung mit einer Fluidzuleitung, ein der Einlass- Öffnung gegenüberliegendes Auslassende, ein Hauptventil zur

Steuerung eines Fluiddurchflusses durch das Zapfventil und ein stromabwärts des Hauptventils angeordnetes Auslaufschutzven- til. Das Auslaufschutzventil umfasst einen Ventilsitz und ei nen 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 Zapf ventil auslaufseitig nach unten geneigt, können diese Restmen gen auslaufen, was oftmals unerwünscht ist. Es ist bekannt, ein Auslaufschutzventil vorzusehen, um ein Auslaufen der ver- bleibenden Fluidrestmengen zu verhindern (siehe zum Beispiel EP 2687 479 Al). Das Auslaufschutzventil ist dabei üblicher weise so ausgestaltet, dass es bei einer Öffnung des Hauptven tils durch den Druck des Fluidstroms geöffnet wird.

Ein Problem im Stand der Technik ist, dass der Fluidstrom bei geöffnetem Hauptventil durch das Auslaufschutzventil beein trächtigt wird. Insbesondere kann es am Auslaufschutzventil zu einem großen Staudruck und zu unerwünschten Verwirbelungen kommen. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorlie genden Erfindung 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 abhängi- gen Ansprüchen beschrieben. Erfindungsgemäß weist der Ventil körper einen ersten Teilkörper und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teilkörper auf. Durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers rela tiv zum Ventilsitz ist ein erster Fluidweg freigebbar. Durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teilkörpers relativ zum ersten Teilkörper ist ein zweiter Fluidweg frei gebbar.

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 je doch 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 Einlass öffnung zum Auslassende ausgerichtet ist. Indem das erfindungsgemäße Auslaufschufzventil einen ersten Teilkörper und einen relativ dazu stromabwärts bewegbaren zweiten Teilkörper aufweist, kann der Fluidstrom gleichmäßiger und stabiler durch das Auslaufschufzventil hindurchtreten, wo bei zudem der Staudruck vor dem Auslaufschufzventil reduziert wird.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass sich im Stand der Technik vor dem Auslaufschufzventil insbesondere bei großen Durchflussmengen oftmals ein großer Staudruck aufbaut, welcher die Bauteile innerhalb des Zapfventils mechanisch stark belas tet und den erzielbaren Durchfluss durch das Zapfventil redu ziert. Durch den erfindungsgemäßen zweiten Teilkörper, welcher relativ zum ersten Teilkörper bewegbar ausgebildet ist, kann neben dem ersten Fluidweg, welcher durch die Bewegung des ers ten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz geöffnet wird, ein zweiter Fluidweg freigegeben werden, welcher einen zusätzli chen Durchfluss durch das Auslaufschufzventil ermöglicht. Der zweite Teilkörper kann dabei ebenfalls durch den Öffnungs druck, welcher nach Öffnen des Hauptventils durch den Flu idstrom erzeugt wird, relativ zum ersten Teilkörper bewegt werden. Auf diese Weise kann der durch das Zapfventil hin durchtretende Fluidstrom auf den ersten Fluidweg und den zwei ten Fluidweg aufgeteilt werden, was insgesamt zu einer verbes serten Strömungsdynamik mit einem erhöhten Durchsatz und ge ringerem Staudruck vor dem Auslaufschufzventil führt. Der erste Fluidweg kann dabei insbesondere außen an einem einlass seitigen 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 Teilkör per 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 vor beigeleitete Strömung mit der außen entlang geleiteten Strö mung zusammengeführt werden, was zu einer weiteren Verbesse rung der Strömungsdynamik führt.

Weiterhin kann der zweite Teilkörper eine Dichtfläche zur An lage an einer Gegendichtfläche des ersten Teilkörpers aufwei sen, wobei die Gegendichtfläche vorzugsweise einen Teilkörper ventilsitz für den ersten Teilkörper bildet. Die Durchlassöff nung des ersten Teilkörpers kann in diesem Fall insbesondere stromabwärts der Gegendichtfläche liegen, wenn sich das Aus laufschutzventil in der Schließstellung befindet. Durch die Dichtfläche und die Gegendichtfläche kann sichergestellt wer den, dass das Auslaufschutzventil in der Schließstellung si cher abschließt und die Fluidrestmengen somit sicher am Aus laufen 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°, vorzugs weise zwischen 80° und 100° zu einer Axialrichtung des Aus laufschutzventils . 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 Auslauf- schutzventils im Wesentlichen senkrecht zu den Dichtflächen steht, kann auf einfache Weise eine gute Dichtwirkung erzielt werden. Dichtfläche und Gegendichtfläche können außerdem vor zugsweise so ausgebildet sein, dass sie in der Schließstellung des Auslaufschutzventils im Wesentlichen plan aneinander an- liegen. Von Vorteil ist, wenn der zweite Teilkörper eine Umfangstlache aufweist, welche in der Schließstellung des Auslaufschutzven- tils 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 Dicht fläche vermieden werden, wodurch der Durchfluss weiter verbes sert und der Staudruck weiter reduziert werden kann.

Zumindest einer der Teilkörper kann in einer bevorzugten Aus führungsform mittels einer Linearführung relativ zum Ventil sitz gleitend geführt sein, wobei die Linearführung vorzugs weise einen sich in Axialrichtung des Auslaufschutzventils er streckenden Schaft aufweist, welcher durch eine Durchgangsöff nung des zweiten Teilkörpers gleitend geführt ist. Die Durch gangsöffnung kann sich zentral entlang einer Axialrichtung des zweiten Teilkörpers erstrecken. Der zweite Teilkörper kann au ßerdem relativ zu seiner Axialrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die Linearführung kann alternativ oder zusätzlich eine relativ zum Ventilsitz starr angeordnete sich vorzugsweise in Axial richtung des Auslaufschutzventils erstreckende Registrieröff nung aufweisen, durch die ein Führungsschenkel des Teilkörpers gleitend geführt ist. Weiterhin kann einer der Teilkörper zu mindest einen Führungsschenkel aufweisen, an dem der jeweils andere Teilkörper gleitend geführt ist. Durch die vorbeschrie benen Maßnahmen können der erste und zweite Teilkörper sicher entlang der Axialrichtung des Auslaufschutzventils geführt werden, so dass eine zuverlässige Schließwirkung zur Verhinde rung des Auslaufens einer Fluidrestmenge sowie eine zuverläs sige Öffnungsbewegung bei Öffnung des Hauptventils sicherge stellt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist einer der Teilkörper dazu ausgebildet, bei einer Bewegung in Richtung Schließstel lung den anderen der Teilkörper in die Schließstellung mitzu nehmen. Insbesondere kann der zweite Teilkörper dazu ausgebil det sein, bei einer Bewegung in Richtung Schließstellung den ersten Teilkörper in die Schließstellung mitzunehmen. Die Mit nahme des ersten Teilkörpers erfolgt in diesem Fall vorzugs weise durch eine Kraftübertragung von der Dichtfläche des zweiten Teilkörpers auf die Gegendichtfläche des ersten Teil körpers. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass es ausrei chend ist, wenn der zweite Teilkörper aktiv in die Schließ stellung bewegt wird. Der erste Teilkörper wird dann mitgenom men, ohne dass ein zusätzliches Rückstellelement notwendig ist. Das Zapfventil kann dazu ein mechanisches Rückstellele ment, beispielsweise ein Federelement, aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den zweiten Teilkörper in die Schließstellung zu drängen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der zweite Teil körper ein magnetisches Material auf, wobei ein stromaufwärts des zweiten Teilkörpers angeordneter Gegenmagnetkörper vorge sehen ist, der dazu ausgestaltet ist, den ersten und zweiten Teilkörper durch magnetische Wechselwirkung in der Schließ stellung des Auslaufschutzventils zu halten. Das magnetische Material kann ein Material sein, das von einem Pol eines äuße ren Magnetfeldes angezogen wird. Insbesondere kann das magne tische Material ein ferromagnetisches Material sein. Beim Ge genmagnetkörper kann es sich um einen Permanentmagneten han deln. Möglich ist auch, dass das magnetische Material als Per manentmagnet ausgebildet ist und der Gegenmagnetkörper aus ei nem Material gebildet ist, das von einem Pol eines äußeren Magnetfeldes angezogen wird. Vorzugsweise ist der erste Teil körper aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet. Wei ter vorzugsweise sind auch das magnetische Material sowie den Gegenmagnetkörper umgebende Gehäuseabschnitte und/oder ein Auslaufrohr des Zapfventils aus einem nichtmagnetischen Mate rial ausgebildet. Wenn die das magnetische Material und den Gegenmagnetkörper umgebenden Elemente aus einem nichtmagneti schen Material ausgebildet sind, wird die magnetische Wechsel wirkung zwischen magnetischem Material und Gegenmagnetkörper nicht gestört.

Vorzugsweise weist der zweite Teilkörper eine maximale Öff nungsstellung auf, die sich außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers befindet, so dass der zweite Teilkörper nach Beenden einer Fluidabgabe in einer Öffnungsstellung ver bleibt, wobei der zweite Teilkörper unter Ausnutzung der Schwerkraft zurück in den Wirkungsbereich bewegbar ist, inner halb dessen er vom Gegenmagnetkörper in die Schließstellung gezogen wird, wenn das Zapfventil auslaufseitig nach oben ge neigt wird. Ein Neigungswinkel der Axialrichtung des Auslauf- schutzventils relativ zur Vertikalen kann beispielsweise wäh rend der Fluidabgabe zwischen 0° und 110°, vorzugsweise zwi- sehen 0° und 90°, weiter vorzugsweise zwischen 0° und 70° be tragen, wobei ein Winkel von 0° eine Ausrichtung in Strömungs richtung vertikal nach unten bedeutet. Wenn der zweite Teil körper 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 Be wegung des zweiten Teilkörpers in Richtung der Schließstellung kommt. Dies bedeutet beispielsweise bei der Betankung eines Kraftfahrzeugs, bei der ein auslassseitiges Ende des Zapfven tils 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 hindurchgetre tene Fluidrestmengen in Volumina des Zapfventils stromab des Hauptventils Zurückbleiben und dadurch die von einem geeichten Fluidmengenzähler erfasste Fluidmenge in eichrechtlich rele vanter Weise von der tatsächlich abgegebenen Fluidmenge ab weicht.

Erst bei einem auslaufseitigen Anheben des Zapfventils, bei spielsweise so, dass die Axialrichtung des Tropfschutzventils einen Winkel zur Vertikalen zwischen 95° und 180°, vorzugs weise 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 ge schieht üblicherweise ohnehin beim Herausnehmen des Zapfven tils aus einem Einfüllstutzen, so dass insoweit eine sicheres Verschließen des Auslaufschutzventils gewährleistet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Auslaufschutz- ventil an einem Einlassende eines Auslaufrohres des Zapfven tils 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 eichrechtli chen Gesichtspunkt, als auch in Bezug auf einen wirksamen Tropfschutz ausreichend ist. Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass am Einlassende des Auslaufrohrs mehr Bauraum für das Aus laufschutzventil zur Verfügung steht und die Anordnung am Ein lassende daher konstruktiv einfacher realisiert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Zapfventil zur Ab gabe eines Fluids, umfassend eine Einlassöffnung zur Verbin dung mit einer Fluidzuleitung, ein der Einlassöffnung gegen überliegendes Auslassende und ein Hauptventil zur Steuerung des Fluiddurchflusses durch das Zapfventil. Das Zapfventil um fasst eine sich bis zum Auslassende erstreckende Fühlerlei tung, die mit einer automatischen Abschalteinrichtung in Wirk verbindung steht, wobei die Fühlerleitung während der Fluidab gabe mit einem Vakuum beaufschlagt wird, so dass über das Ende der Fühlerleitung ein Gasstrom ansaugbar ist.

Solche automatischen Abschalteinrichtungen, welche ein automa tisches Schließen des Hauptventils bewirken, wenn ein Flüssig keitsspiegel den Endbereich der Fühlerleitung erreicht oder übersteigt, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik be kannt (siehe z.B. EP 2386 520 Al). Bisher wurde im Stand der Technik allerdings völlig vernachlässigt, dass bei gewöhnli chen Fühlerleitungen aufgrund des zum Betrieb der automati schen Abschalteinrichtung erforderlichen Vakuums eine gewisse Fluidmenge in die Fühlerleitung eintritt, wenn der Flüssig keitsspiegel das Ende der Fühlerleitung erreicht. Die einge tretene Fluidmenge konnte daher im Stand der Technik nach der Fluidabgabe unkontrolliert aus der Fühlerleitung wieder aus- laufen.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend beschriebenen Nachteil zumindest teilweise zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 15 und 16 beschrieben.

Erfindungsgemäß weist die Fühlerleitung einen Endbereich auf, in dem ein zum Verschließen der Fühlerleitung ausgestaltetes Fühlerleitungsventil angeordnet ist, das mittels des durch die Fühlerleitung angesaugten Gasstroms in eine Öffnungsstellung bewegbar ist.

Durch das erfindungsgemäße Fühlerleitungsventil kann die Füh lerleitung verschlossen werden und so ein unerwünschtes Aus- laufen dieser Fluidmenge verhindert werden, zudem kann auch die eintretende Fluidmenge geringfügig reduziert werden. Das Fühlerleitungsventil kann in einer Ausführungsform durch ein Rückstellelement in die Schließstellung vorgespannt sein.

Durch diese Maßnahme kann das unerwünschte Auslaufen der ge- nannten Fluidmenge weiter verringert werden. Das vorstehend genannte Rückstellelement ist vorzugsweise so dimensioniert, dass das Fühlerleitungsventil während der Ausbringung des Flu ids durch den entstehenden Gasstrom in die Öffnungsstellung bewegt wird. Die Funktionalität der automatischen Abschaltein- richtung wird so in keiner Weise beeinträchtigt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Fühlerleitungs ventil dazu ausgebildet, durch eine Neigung des Zapfventils auslaufseitig nach unten (unter Ausnutzung der Schwerkraft) in die Schließstellung bewegt zu werden. Die Idee, im Endbereich einer Fühlerleitung ein wie oben be schriebenes Fühlerleitungsventil anzuordnen sowie die nachfol gend noch beschriebenen näheren Ausgestaltungen dieser Idee weisen eigenständigen erfinderischen Gehalt auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fühlerleitungs ventil einen Ventilsitz und einen Ventilkörper auf, der strom aufwärts des Ventilsitzes innerhalb der Fühlerleitung beweg lich angeordnet ist, so dass der Ventilkörper durch eine Nei gung des Zapfventils auslaufseitig nach unten in den Ventil sitz bewegbar ist und durch eine Neigung des Zapfventils aus laufseitig nach oben aus dem Ventilsitz heraus bewegbar ist. Der Ventilkörper kann beispielsweise kugelförmig ausgebildet sein. Durch diese Ausgestaltung kann das Fühlerleitungsventil in der Fühlerleitung besonders einfach und somit kostengünstig realisiert werden.

Während der Betankung wird der Ventilkörper aufgrund des Vaku ums (ggf. entgegen der Schwerkraft) aus dem Ventilsitz heraus bewegt. Sobald der Flüssigkeitsspiegel den Endbereich der Füh lerleitung erreicht, erfolgt eine automatische Abschaltung, es wird kein Gas mehr eingesaugt, so dass der Ventilkörper in den Ventilsitz zurückfällt. Während der Zeit, die für den Ab- schaltvorgang benötigt wird, können kleine Mengen des Fluids in die Fühlerleitung gelangen. Wird das Ende des Zapfventils anschließend nach oben geneigt, beispielsweise beim Einhängen des Zapfventils in eine Zapfsäule, fällt der Ventilkörper aus dem Ventil heraus, so dass die Fühlerleitung geöffnet wird und eine gegebenenfalls vorhandene Fluidrestmenge abdampfen 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 Ein- lassende gegenüberliegendes Auslassende, und ein Auslauf schutzventil mit einem Ventilsitz und einem stromaufwärts in eine Schließstellung bewegbaren Ventilkörper, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilkörper einen ersten Teilkörper und einen relativ zum ersten bewegbar ausgebildeten zweiten Teil körper aufweist, wobei durch eine stromabwärts gerichtete Be wegung des ersten Teilkörpers relativ zum Ventilsitz des Aus laufschutzventils ein erster Fluidweg freigebbar ist und wobei durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zweiten Teil körpers 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 Zeich nungen vorteilhafte Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Figur 1: ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer Quer- schnittsansicht;

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 Auslaufschutz ventils des erfindungsgemäßen Zapfventils; Figur 6: eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeig ten Linie A-A;

Figur 7: eine Schnittansicht entlang der in Figur 5 gezeig ten 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 Flui dabgabe;

Figur 10: eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeigten

Fühlerleitungsventils in einer Öffnungsstellung Schließstellung bei nach oben geneigtem Auslauf rohr;

Figur 11: eine Grauwertskizze zur Illustration des innerhalb des Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzventils herrschenden Fluiddrucks

Figur 12: ein Auslaufschutzventil eines alternativen erfin dungsgemäßen Zapfventils in einer seitlichen Schnittansicht in einer Schließstellung;

Figur 13: das Auslaufschutzventil der Figur 12 in einer Öff nungsstellung.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zapfventil in einer seit- liehen Schnittansicht. Das Zapfventil umfasst ein in der Figur 1 lediglich schematisch gezeigtes Gehäuse 4 mit einer Einlass öffnung 5 zur Verbindung mit einer Flüssigkeitszuleitung. Am vorderen Ende des Gehäuses 4 ist ein Auslaufrohr 10 einge setzt, an dessen vorderem Ende sich eine Auslassöffnung 12 be findet. 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 Abschaltein richtung, welche das Hauptventil verschließt, wenn während ei nes Betankungsvorgangs ein Flüssigkeitsspiegel das vordere Ende des Auslaufrohres erreicht oder übersteigt. Dazu weist das Auslaufrohr eine Fühlerleitung 24 auf, welche vom Auslau fende 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 Fühlerlei tung 24 ein Fühlerleitungsventil 26 befindet. In den nachfol gend gezeigten Figuren sind vergrößerte Ansichten der Bereiche 9 und 25 gezeigt, anhand derer die Funktionsweise des Auslauf- schutzventils 13 sowie des Fühlerleitungsventils 26 genauer erläutert wird.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in Figur 2 gezeig ten Bereichs 9, in dem ein Auslaufschutzventil 13 angeordnet ist. Figur 3 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Schließstellung. Das Auslaufschutzventil 13 umfasst einen Ven tilsitz 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 vollstän dig geschlossen, so das gegebenenfalls vorhandene Flüssig- keitsrestmengen 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 Durch gangsbohrung 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 Re gistrierplatte 33 mit Registrieröffnungen 32. Der erste Teil körper 15 umfasst an seinem einlassseitigen Ende vier Füh rungsschenkel 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 Füh rungsschenkel 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 ausge bildet, wenn der zweite Teilkörper 16 relativ zum ersten Teil körper 15 stromabwärts bewegt wird. Die Führung der Teilkörper 15, 16 wird auch anhand der Figuren 5 bis 7 noch genauer er läutert .

Der zweite Teilkörper 16 ist vorliegend aus einem magnetischen Material ausgebildet. Zudem ist mit dem Ventilsitz 14 ein Ge genmagnetkörper 23 verbunden. Der Gegenmagnetkörper 23 ist be züglich 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 Teilkör per 16 aufgrund der Anlage der Dichtfläche 21 des zweiten Teilkörpers 16 an der Gegendichtfläche 19 des ersten Teilkör pers 15 eine Kraft auf ersten Teilkörper 15, welcher dadurch ebenfalls in die Schließstellung gedrückt wird. Eine Kraftwir kung zur Bewegung des zweiten Teilkörpers in die Schließstel lung kann in alternativen Ausführungsformen auch durch andere Einrichtungen erzeugt werden, beispielsweise mittels eines me chanischen Rückstellelements, insbesondere mittels eines Fe derelements .

Figur 4 zeigt das Auslaufschutzventil 13 in einer Öffnungs stellung. Ein Übergang von der in Figur 3 gezeigten Schließ stellung in die Öffnungsstellung kann insbesondere durch ein Öffnen des Hauptventils und einen durch das Hauptventil hin durchtretenden 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 Gegenmag netkörper 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 gezeig ten Schließstellung einerseits der erste Teilkörper 15 gegen über dem Ventilsitz 14 und andererseits der zweite Teilkörper 16 gegenüber dem ersten Teilkörper 15 stromabwärts bewegt wur den. 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 Auslauf schutzventil 13 treffende Flüssigkeitsstrom kann somit entwe der entlang des ersten Fluidwegs 17, der zwischen einer Außen fläche des ersten Teilkörpers 15 und dem Ventilsitz 14 ver läuft, oder entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließen, der zu nächst außen am zweiten Teilkörper 16 sowie innen am ersten Teilkörper 15 vorbeiführt und anschließend durch eine Durch lassöffnung 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 Flu idwege vorzusehen, welche durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des ersten Teilkörpers 15 relativ zum Ventilsitz 14 und/oder durch eine stromabwärts gerichtete Bewegung des zwei ten Teilkörpers 16 relativ zum ersten Teilkörper 15 freigebbar sind.

Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung ein weiterer Flu idweg vorhanden sein, welcher durch einen Zwischenraum zwi schen einer Außenfläche des Schafts 29 und einer Innenfläche der zentralen Durchgangsbohrung des zweiten Teilkörpers 16 verläuft und welcher unabhängig von der Stellung der Teilkör per 15, 16 ständig geöffnet ist. Ein solcher Zwischenraum zwi schen 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 aller dings so klein bemessen, dass bereits die im Zwischenraum auf das Fluid wirkenden Kapillarkräfte ausreichen, um ein Auslau fen 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 Teilkör per 16 sich ausgehend von der Dichtfläche 21 in Richtung stromaufwärts im Querschnitt verjüngt. Im Bereich der Verjün gung ist die Außenfläche des zweite Teilkörpers 16 in einem ersten Abschnitt 36 nach außen gewölbt und in einem stromauf wärts davon angeordneten zweiten Abschnitt 35 nach innen ge wölbt. Durch die Wölbungen im Bereich der Abschnitte 35, 36 wird die entlang des zweiten Fluidwegs 18 fließende Flüssig keit 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 gerich tete Bewegbarkeit der Teilkörper 15, 16 begrenzt. Der Anschlag ist hier beispielhaft durch einen Fühlerleitungsstopfen 34 ge bildet, 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 Öffnungs stellung verbleibt der zweite Teilkörper auch nach der Flüs sigkeitsabgabe, beispielsweise nachdem das Hauptventil ge schlossen wurde. Der zweite Teilkörper 16 befindet sich inso weit außerhalb eines Wirkungsbereichs des Gegenmagnetkörpers. Die in der gezeigten Stellung stromabwärts wirkende Schwer kraft 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 Zapf ventil stromabwärts des Hauptventils vorhandene Flüssigkeits restmengen können somit durch das noch geöffnete Auslauf schutzventil 13 auslaufen.

Erst wenn das Zapfventil (und somit die Axialrichtung des Aus laufschutzventils 13) auslaufseitig nach oben geneigt wird, kann sich das Kräfteverhältnis umkehren, so dass die Magnet kraft ausreicht um den zweiten Teilkörper 16 in die Schließ stellung zu bewegen. Dabei trifft die Dichtfläche 21 des zwei ten 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 mitge nommen wird. Die oben genannte Neigungsänderung, welche zu ei nem Schließen des Auslaufschutzventils führt, kann beispiels weise 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 verhin dert.

Wenn anstelle der magnetischen Wechselwirkung zwischen zweitem Ventilkörper 16 und Gegenmagnetkörper ein mechanisches Rück stellelement vorgesehen ist, das den zweiten Ventilkörper in die Schließstellung drängt, kann auch in diesem Fall vorgese hen 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 Füh rungsstege 30. Die auslassseitigen Führungsstege 31 sind in dieser Ansicht nicht zu sehen. In Figur 5 sind zwei Schnittli nien A-A und B-B eingezeichnet. Figur 6 zeigt eine Schnittan sicht 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 Teilkör per 15, 16 werden dadurch aneinander geführt und relativ zuei nander 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 Ven tilsitz 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 Fühlerleitungs ventil 26 umfasst einen innerhalb der Fühlerleitung 24 beweg baren Ventilkörper 27, welcher vorliegend beispielhaft als Ku gel ausgebildet ist. Zudem umfasst das Fühlerleitungsventil einen Ventilsitz 28. Stromaufwärts des Ventilsitzes 28 befin det sich ein Sperrelement 38, welches die Bewegbarkeit des Ventilkörpers 27 begrenzt, einen Gasaustausch durch die Füh lerleitung 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 Ventil körper 27 innerhalb des Ventilsitzes 28 und schließt so die Fühlerleitung 24 ab. Der Ventilkörper 27 wird aufgrund der auslaufseifig 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 be kannte 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 Schwer kraft aus dem Ventilsitz 28 herauszuheben. Der Ventilkörper 27 wird dadurch gegen das Sperrelement 37 gedrückt. Dieser Zu stand ist in Figur 9 gezeigt. Wenn ein Flüssigkeitsspiegel das Auslassende 12 des Auslauf rohres 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 üblicher- weise aus einem Einfüllstutzen herausgenommen und beispiels weise in eine Zapfsäule eingehängt. Dadurch werden das Zapf ventil sowie das Auslaufrohr 10 auslaufseifig nach oben ge neigt. Aufgrund der Schwerkraft fällt der Ventilkörper 27 da bei aus dem Ventilsitz 28 heraus, so dass ggf. in der Fühler- leitung 24 vorhandene Flüssigkeitsrestmengen abdampfen können.

Figur 11 zeigt zwei Grauwertskizzen zur Illustration der in nerhalb eines Zapfventils im Bereich eines Auslaufschufzven- tils herrschenden Flüssigkeitsdrucks. Dabei wird durch helle Grautöne ein geringer Druck und durch dunklere Grautöne ein höherer Druck angezeigt. Die Druckwerte wurden durch eine ma thematische Simulation gewonnen. Die Figur 11A (oben) zeigt die Druckverhältnisse bei einem gewöhnlichen aus dem Stand der Technik bekannten Auslaufschutzventil, welches einen einteili gen Ventilkörper aufweist, der im Bereich 40 angeordnet ist.

Es ist erkennbar, dass es vor dem Bereich 40 zu einer deutli chen Druckerhöhung kommt.

Die Figur 11B zeigt die Druckverhältnisse innerhalb eines er findungsgemäßen Zapfventils im Bereich des Auslaufschutzven- tils 13. Das Auslaufschutzventil 13 sowie die übrigen Elemente des Zapfventils sind nicht explizit gezeigt, jedoch kann an hand eines Vergleichs mit der Figur 4 die Position der jewei ligen Elemente (insbesondere des ersten Teilkörpers 15 und des zweiten Teilkörpers 16) identifiziert werden. Die Positionen sind in Figur 11B mit den entsprechenden Bezugszeichen identi fiziert. Das Auslaufschutzventil 13 befindet sich im geöffne ten 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 Auslauf schutzventil 13 ein geringerer Staudruck einstellt.

Die Figuren 12 und 13 zeigen ein Auslaufschutzventil einer al ternativen 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 Aus gestaltung des Auslaufschutzventils. Es werden daher nachfol gend lediglich diese Unterschiede zur Ausführungsform der Fi guren 1 bis 10 beschrieben. In der alternativen Ausführungsform der Figuren 12 und 13 um fasst der erste Teilkörper 15 ein kreisringförmiges Flachdich tungselement 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 15bl frei liegt, 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 Dicht flächen 15bl und 15b2 sind in etwa senkrecht zu einer Axial richtung des Auslaufschutzventils ausgerichtet.

Der zweite Teilkörper 16 weist in dieser Ausführungsform eine stromaufwärts weisende Dichtfläche 21' auf, welche zur dich tenden Anlage an der Dichtfläche 15bl 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 Dichtflä chen 15bl und 15b2 des Flachdichtungselements 15b, welche im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Auslaufschutzven tils stehen, kann eine besonders gute Dichtwirkung zwischen den beiden Teilkörpern 15, 16 bzw. zwischen dem ersten Teil körper 15 und dem Ventilsitz 14' erzeugt werden. Gleichzeitig dienen die Teilkörperelemente 15a und 15c dazu, in der Öff nungsstellung des Auslaufschutzventils die Auswirkungen des Flachdichtungselements 15b auf den Flüssigkeitsstrom zu redu zieren. Insbesondere leiten die Teilkörperelemente 15a, 15c den Flüssigkeitsstrom möglichst vorteilhaft am Flachdichtungs element 15b vorbei. Die Teilkörperelemente 15a, 15c verjüngen sich dazu in axialer Richtung (also in Richtung stromabwärts bzw. stromaufwärts), wobei die Außenflächen der Teilkörperele mente 15a, 15c nach innen bzw. außen gewölbt sind.