Zapfsäule

Zapfsäule mit Durchfluss-Schauglas (gelb) und Zapfventil (rot)

Eine Zapfsäule (oder auch Tanksäule) ist ein Teil einer Tankstelle, mit der der Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Erdgas, Wasserstoff, Autogas) in das entsprechende Fahrzeug eingefüllt wird. Das Zapfventil – umgangssprachlich Zapfpistole genannt – ist über einen Schlauch mit der Zapfsäule verbunden. Über das Zapfventil wird der Kraftstoff in den Tank des Kraftfahrzeuges gefüllt. In der Regel besitzen Zapfventile eine Abschaltautomatik, die den Kraftstoffzufluss einstellt, sobald der höchste Pegel im Tank erreicht ist, so dass der Tank des Fahrzeugs nicht überfließt.

Zeitliche Entwicklung

Die ersten Zapfstellen auf öffentlichem Grund standen in den 1920er Jahren häufig auf Gehsteigen vor Gasthöfen oder Kaufhäusern. Sie hatten von Hand bediente Tanksäulen, auch „Eiserne Jungfrau“^[1][2] genannt. Zum Tanken klopfte man an das zugehörige Geschäft und wurde bedient. Bei den ersten wurde einfach gepumpt. Mit Aufkommen der Glaszylinder wurde außen an einer Skala die gezapfte Benzinmenge ablesen, die dann in den Tank lief. Bei den Zwei-Glas-Versionen konnte dann bereits weitergepumpt werden, während der andere Behälter in den Tank ablief. Ab Mitte der 1930er Jahre gab es dann erste Zapfsäulen, die Zählwerke mit Preisanzeige hatten.

Bis Ende der 1970er Jahre wurden ausschließlich Säulen mit mechanischem Rechenwerk verwendet. (1978 wurde der erste elektronische Preisrechner für Zapfsäulen in Deutschland entwickelt), danach verschwanden nach und nach die Zapfsäulen mit mechanischen Zählwerken an den Tankstellen und wurden durch elektronische ersetzt. Ebenso wurden die meisten Zapfsäulen, an denen mit zwei Schläuchen maximal zwei verschiedene Produkte getankt werden konnten, mittlerweile durch sog. MPDs (Abkürzung für: Multiple Product Dispensers) ersetzt. An diesen Zapfsäulen können bis zu 5 verschiedene Kraftstoffe je Zapfsäulenseite abgegeben werden. Zudem gibt es an vielen Tankstellen Hochleistungszapfsäulen, die speziell für die Betankung von LKW konzipiert sind. Da sie eine Förderleistung von bis zu 130 l/min (entgegen rund 35 l/min bei PKW-Säulen) aufweisen, sind sie mit Zapfventilen ausgestattet, die einen wesentlich größeren Durchmesser als PKW-Zapfventile haben. Dies dient einerseits der schnelleren Förderung, andererseits können sie so schwerer mit PKW-Zapfventilen verwechselt werden, da sie nicht in PKW-Einfüllstutzen passen. In der Zeit der Umstellung von verbleitem auf bleifreies Benzin wurde der Durchmesser der Zapfventile verringert, um ein irrtümliches Betanken mit verbleitem Benzin zu verhindern. Eine Zapfsäule enthält darüber hinaus eine Anzeige zur Mengen- und Preiskontrolle des eingefüllten Kraftstoffes. Außerdem sind Informationen zur Oktanzahl (siehe Klopffestigkeit) und diverse Sicherheitsbestimmungen die Regel.

Bei Selbstbedienungstankstellen werden die Tankdaten (Zapfpunktnummer, getanktes Produkt, abgegebene Menge, Grundpreis je Liter sowie zu zahlender Betrag) auch an eine oder mehrere Kassen im Shop übertragen. Seit einigen Jahren werden auch in Zapfsäulen geldautomatenähnliche Terminals eingebaut, an denen man den Kraftstoff direkt mit einer Kreditkarte bezahlen kann.

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  Zapfanlage mit Glaszylindern

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  Zapfsäule von 1958 im Traktorium in Drasenhofen

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  Historische Zapfsäulen im Deutschen Museum (rechts eine „Eiserne Jungfrau“)

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  Alte Zapfsäule in einer Wiener Tankstelle

Gasrückführung

Moderne Tankstellen benutzen Zapfsäulen und Zapfventile mit einer Gasrückführung zur Absaugung des zu Gas verflüchtigten Kraftstoffes. Dadurch werden gesundheits- und umweltgefährdende Benzoldämpfe weitgehend aufgesaugt. In Deutschland ist aufgrund der Verordnung zur Begrenzung der Kohlenwasserstoffemissionen bei der Betankung von Kraftfahrzeugen (21.BlmSchV) seit dem 1. April 2003 bei neu gebauten Tankstellen Vorschrift, dass die ordnungsgemäße Funktion der Gasrückführung automatisch überwacht wird (Gasrückführungsüberwachung). Im Falle einer Störung der Gasrückführung muss die Zapfsäule binnen 72 Stunden instandgesetzt werden, andernfalls wird die weitere Abgabe von Ottokraftstoffen an dieser Zapfsäule durch technische Maßnahmen automatisch unterbunden.

Gaspendelung nennt sich der Vorgang, dass für jeden Liter Flüssigphase ein Liter Dampf(Gas-)phase zwischen liefernden Tankwagen und (meist:) Erdlagertank der Tankstelle zurückgetauscht wird. Der Dampfdruck von Benzin beträgt bei 20 °C um 60 kPa (0,6 bar), aus dem Verhältnis von Dichte flüssig = 750 g/l zu Dichte Gasphase = 4,5 g/l lässt sich durch Zurückleitung von Treibstoffdampf bei jedem Betankungsschritt rechnerisch 0,6 % Treibstoffverlust vermeiden.^[3]

Historischer Feuer-Hinweis

Messung der Durchflussmenge

Die Messung der Durchflussmenge innerhalb der Zapfsäule erfolgt über sogenannte Schrauben- oder Kolbenmesser. Der durch eine Saugpumpe (innerhalb der Zapfsäule) oder Druckpumpe (außerhalb der Zapfsäule) hervorgerufene Fließdruck bewegt 2-4 Kolben im Kolbenmesser bzw. die gegeneinander laufenden Messschrauben, die eine gemeinsame Welle antreiben. Somit ist die Rotation der Welle ein Maß für die Durchflussmenge. An diese Welle ist entweder ein mechanisches Rechenwerk oder (bei modernen Zapfsäulen) ein elektronischer Impulsgeber angeflanscht, der die Drehbewegung der Welle in für die Elektronik zählbare Impulse umsetzt. Das Schauglas am Zapfpunkt ermöglicht dem Benutzer die Kontrolle ob ausschließlich Kraftstoff (und keine Luft) durch den Durchflussmesser gelangt. An öffentlichen Tankstellen wird die Abgabemenge des Kraftstoffes durch das Eichamt überwacht. Es werden dazu regelmäßige Überprüfungen durchgeführt.

Zapfventilautomatik

Durch die Zapfventilautomatik (ZVA) wird der Tankvorgang bei vollem Tank automatisch beendet, die Funktionsweise ist wie folgt:

Der Kraftstofffluss erzeugt in dem engen Spalt am Ventilsitz einen Unterdruck (Venturi-Effekt). Durch die Fühlerleitung, die über die Membrane und den Kugel-Kipp-Sicherheitsauslöser bis zur Fühlerdüse führt, wird zum Ausgleich des Unterdrucks Luft angesaugt. Solange die Fühlerdüse frei bleibt, kann das Zapfventil arbeiten. Wenn Kraftstoff die Fühlerdüse am Rohrende bedeckt, wird die Luftzufuhr unterbrochen. Sofort baut sich ein Unterdruck auf, die Membrane wird hochgesaugt und der Abschaltmechanismus ausgelöst. Weil das Ventil dabei gegen die Strömungsrichtung schließt, mildert der Gegendruck den Abstell-Schock und es entsteht keine hohe Druckspitze. Die Abschalt-Automatik wird auch betätigt, wenn die Fühlerleitung durch die Kugel des Sicherheits-Auslösers verschlossen wird. Das geschieht immer dann, wenn das Zapfrohr nach oben gerichtet wird; zum Beispiel, wenn es beim Füllen nicht richtig nach unten zeigt, wenn es aus dem Füllstutzen herausrutscht, oder wenn der Schalthebel beim Herausnehmen aus der Zapfsäule versehentlich betätigt wird.

Weblinks

 Commons: Zapfsäule – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Erklärung der Zapfventilautomatik mit Skizze
• Die Geschichte der ersten Zapfsäulen und Tankstellen mit Bildern www.tankstellenmuseum.de

Einzelnachweise

1. ↑ Joachim Kleinmanns: Super, voll! Kleine Kulturgeschichte der Tankstelle. Jonas Verlag, Marburg, 2002. S. 43.
2. ↑ Bernd Polster: Super oder Normal. Tankstellen – Geschichte eines modernen Mythos. DuMont, Köln, 1996. S.44
3. ↑ http://www.avia.de/cms/ext_modules/schmieren/php/ausgabe_datenblaetter.php?pfad=10.30&dateiname=30.1.S.pdf