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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tankadapter, insbesondere für ein flüssiggasbetriebenes Kraftfahrzeug. Um beim Betanken derartiger Fahrzeuge Kraftstoffverlust zu vermeiden, muss eine hermetisch dichte Verbindung zwischen dem Tank des Fahrzeugs und der zum Betanken verwendeten Zapfpistole hergestellt werden. Für diese Verbindungen sind in Europa zahlreiche unterschiedliche Kupplungssysteme in Gebrauch. Um das Tanken mit jedem dieser Kupplungssysteme zu ermöglichen, werden LPG-betriebene Fahrzeuge herkömmlicherweise mit Adaptern für jedes einzelne Kupplungssystem ausgeliefert, und der Fahrer muss beim Betanken den zur vorhandenen Zapfpistole passenden Adapter auswählen und in den Einlass des Tanks einschrauben.
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Aus
EP 2 330 330 A1 ist ein Tankadapter mit einer einlassseitigen Kupplung und einer tankseitigen Kupplung bekannt, wobei die tankseitige Kupplung eine Anschlagschulter, einen über die Anschlagschulter vorspringenden, ein Außengewinde zum Einschrauben in den Einlass des Tanks und eine sich ringförmig um den Stutzen erstreckende elastische Dichtung umfasst.
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Viele Benutzer neigen dazu, den Adapter am Tank fester als nötig einzuschrauben, um der Dichtigkeit der Verbindung sicher zu sein. Während des Anschließens der Zapfpistole an den Adapter, zum Beispiel beim Festschrauben des Überwurfs einer Zapfpistole vom ACME-Typ, oder beim Schließen einer Bajonett-Kupplung zwischen Adapter und Zapfpistole, kann weiteres Drehmoment in Einschraubrichtung auf den Adapter einwirken, und auch das Gewicht des Schlauchs während des Tankvorgangs kann auf den Tankadapter unter Umständen ein Drehmoment ausüben, durch das der Adapter noch fester angezogen wird. Dies kann zur Folge haben, dass der Adapter nach dem Tanken nicht mehr von Hand gelöst werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Tankadapter zu schaffen, bei dem die Gefahr eines Festsitzens nach dem Tanken beseitigt oder zumindest deutlich verringert ist.
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Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst, indem bei einem Tankadapter mit einer einlassseitigen Kupplung und einer tankseitigen Kupplung, wobei die tankseitige Kupplung eine Anschlagschulter, einen über die Anschlagschulter vorspringenden, ein Außengewinde tragenden Stutzen, eine sich ringförmig um den Stutzen erstreckende elastische Dichtung und einen an der Anschlagschulter abgestützten axial verformbaren Puffer umfasst.
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Die Dichtung kann in einer in radialer Richtung offenen Nut des Stutzens aufgenommen sein. In Folge dieser Anordnung wirkt die Dichtung nicht mehr als Anschlag, die die Einschraubtiefe des Tankadapters in den Tankeinlass begrenzt, so dass die Dichtigkeit der Verbindung zwischen Tankadapter und Tankeinlass es nicht mehr erforderlich ist, den Tankadapter fest anzuziehen, um die Dichtigkeit zu gewährleisten. Wird der Tankadapter während des Anschließens der Zapfpistole oder während des Betankens ungewollt weitergedreht, so führt dies noch nicht zwangsläufig zu einem so festen Sitz, dass der Tankadapter nicht von Hand wieder gelöst werden könnte.
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Viele elastische Materialien neigen im verformten Zustand zum Relaxieren, d. h. die Rückstellkraft, die das Material einer Verformung entgegensetzt, nimmt, während die Verformung anhält, allmählich ab. Eine hohe Relaxationsneigung ist für eine Dichtung grundsätzlich unerwünscht, da sie dort zu einem Nachlassen der Dichtwirkung führt. Im Fall des Puffers jedoch sorgt sie dafür, dass, wenn der Tankadapter ursprünglich mit einem bestimmten Drehmoment festgezogen worden ist, nach einer gewissen Wartezeit das zum Wiederabschrauben erforderliche Drehmoment kleiner ist. Wenn also vor dem Betanken der Adapter handfest angezogen worden ist und er während des Betankens noch weitergedreht wird, ermöglicht die Relaxationsneigung dennoch ein Lösen des Adapters von Hand, ohne Werkzeugeinsatz, wenn der Tankvorgang abgeschlossen ist.
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Um eine gleichmäßig rings um den Stutzen verteilte Anschlagkraft zu erzeugen, ist der Puffer vorzugsweise ringförmig.
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Insbesondere kann der Puffer ein Federring aus Metall sein. Ein solcher Ring hat im Allgemeinen keine Dichtwirkung, doch ist diese im Falle des Puffers auch nicht erforderlich, sie kann sogar unerwünscht sein.
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Einer alternativen Ausgestaltung zu Folge ist der Puffer ein Ring, z. B. ein O-Ring, aus gummielastischem Material.
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Die Anschlagschulter kann eine in axialer Richtung offene Nut aufweisen, in die der Puffer eingreift. Indem die Wände einer solchen Nut den Puffer abstützen, kann bei zu festem Anziehen des Tankadapters eine übermäßige Verformung des Puffers, die dessen innere Struktur schädigen könnte, verhindert werden.
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Der Puffer aus gummielastischem Material kann einen in radialer Richtung langgestreckten rechteckigen Querschnitt haben. Ein solcher Puffer ist gegen übermäßige Verformung und eine daraus resultierende Schädigung relativ unempfindlich. Er kann beispielsweise in Art einer Unterlegscheibe aus gummielastischem Flachmaterial ausgeschnitten sein.
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An dem Stutzen kann ferner eine in radialer Richtung offene Nut gebildet sein, in die der Puffer eingreift. Eine solche Nut dient der formschlüssigen Verankerung des Puffers und damit der Sicherung gegen Verlust.
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Die Dichtung wird typischerweise aus gummielastischem Material bestehen.
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Wenn die Dichtung in ihrer in radialer Richtung offenen Nut axial spielhaltig aufgenommen ist, kann tankseitiger hoher Druck beim Betanken in die Nut eindringen und die Dichtung großflächig beaufschlagen. Die daraus resultierende Verformung der Dichtung ist für eine zuverlässige Dichtwirkung von Vorteil.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind diejenigen einlassseitigen Kupplungen, bei denen durch Formschluss eine Drehmomentübertragung von der Zapfpistole auf den Tankadapter möglich ist, insbesondere eine Schraubkupplung oder eine Bajonettkupplung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Adapters;
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2 einen axialen Schnitt durch den Adapter der 1;
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3 ein vergrößertes Detail des Adapters der 1 und 2, eingeschraubt in einen Tankeinlass;
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4 eine zweite Ausgestaltung des Tankadapters in einer zu 3 analogen Darstellung;
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5 eine dritte Ausgestaltung des Tankadapters mit formschlüssig verankertem Puffer;
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6 eine vierte Ausgestaltung, ebenfalls mit formschlüssig verankertem Puffer;
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7 eine fünfte Ausgestaltung mit verformungsbekanntem Puffer;
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8 eine sechste Ausgestaltung mit formschlüssig gesichertem und verformungsbegrenztem Puffer;
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9 eine siebte Ausgestaltung mit metallischem Puffer; und
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10 eine achte Ausgestaltung, ebenfalls mit metallischem Puffer.
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Der in 1 und 2 gezeigte Tankadapter 1 umfasst eine einlassseitige Kupplung 7 zum Verbinden mit einer Zapfpistole, eine tankseitige Kupplung 8 zum Einschrauben in einen Tank eines Fahrzeugs und einen Rohrabschnitt 6, der sich zwischen den Kupplungen 7, 8 erstreckt. Der Rohrabschnitt 6 ist Bestandteil eines einstückigen Adapterkörpers 2 aus Metall, typischerweise aus Messing, Aluminium oder Stahl.
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Auf Seiten der tankseitigen Kupplung 8 bildet der Adapterkörper 2 eine Anschlagschulter 9 und einen über die Anschlagschulter 9 vorspringenden Stutzen 10. Eine umlaufende, in radialer Richtung offene Nut 13 unterteilt den Stutzen 10 in einen unmittelbar an die Anschlagschulter 9 angrenzenden zylindrischen Abschnitt 14 und einen distalen Gewindeabschnitt 15. Der Gewindeabschnitt 15 ist vorgesehen, um in einen Tankeinlass eingeschraubt zu werden, bis die in der Nut 13 aufgenommene Dichtung entlang ihres Umfangs an einer Innenwand des Tankeinlasses dicht anliegt und der Puffer 5 zwischen der Anschlagschulter 9 und einer Stirnseite des Tankeinlasses geklemmt ist. Allein diese Dichtung sorgt für die Dichte der Verbindung.
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Auf Seiten der einlassseitigen Kupplung 7, hier von an sich bekanntem ACME-Typ, bildet der Adapterkörper 2 eine flache Schale, an deren ebenem Boden 12 eine Dichtung 3 anliegt und deren Außenwand ein Gewinde 11 trägt. Indem auf das Gewinde 11 ein Überwurf einer (nicht dargestellten) Zapfpistole aufgeschraubt wird, wird eine Spitze der Zapfpistole gegen die scheibenförmige Dichtung 3 gedrückt und eine dichte Verbindung zwischen der Zapfpistole und der Kupplung 7 hergestellt. Da der Durchmesser des Überwurfs größer ist als der der Kupplung 7, kann ein Benutzer beim Aufschrauben des Überwurfs auf die Kupplung 7 ohne weiteres ein größeres Drehmoment auf den Adapter 1 ausüben als während des Einschraubens, so dass der Adapter 1 unbemerkt noch tiefer und fester in den Tankeinlass hineingeschraubt wird.
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Die einlassseitige Kupplung könnte von einem beliebigen anderen zum Tanken von Flüssiggas üblichen Typ sein; da diese dem Fachmann bekannt sind, sind sie hier nicht eigens gezeichnet.
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3 zeigt ein vergrößertes Detail des in den hier mit 16 bezeichneten Tankeinlass eingeschraubten Tankadapters 1. Der Tankeinlass 16 hat eine mit der Dichtung 4 zusammenwirkende hohlzylindrische Dichtfläche 17 und ist von einer Stirnfläche 18 umgeben.
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Die Dichtung 4 ist hier zwischen dem Boden der sie aufnehmenden Nut 13 und der Dichtfläche 17 in radialer Richtung elastisch abgeflacht. Das Ausmaß der Verformung der Dichtung 4 ist ausschließlich von ihren Abmessungen und den Durchmessern von Dichtfläche 17 und Nut 13 abhängig. Es ist daher nicht notwendig, den Tankadapter 1 in den Einlass 16 fest, bis zum Erreichen eines Anschlags, einzuschrauben, um eine hermetisch dichte Verbindung zwischen beiden zu gewährleisten.
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Der Eingriff des Gewindeabschnitts 15 in ein mit 19 bezeichnetes Innengewinde des Tankeinlasses 16 ist nicht hermetisch dicht; ein während des Betankens im Tank und im Adapter 1 herrschender Überdruck breitet sich daher über die Gewinde 15, 19 bis in die Nut 13 aus. Dieser Überdruck kann, wie dargestellt, die Dichtung 4 gegen eine der Anschlagschulter 9 zugewandte Seitenwand 20 der Nut 13 drücken und so zum einen eine weitere Dichtlinie an dieser Seitenwand 20 erzeugen und zum anderen den Druck erhöhen, den die Dichtung 4 auf die Dichtfläche 17 bzw. den Boden der Nut 13 ausübt.
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Die Dichtung 4 und der Puffer 5 bestehen beide aus einem gummielastischen Material, allerdings ist die Materialzusammensetzung unterschiedlich, und die Relaxationsneigung des Puffers 5 ist höher als die der Dichtung 4. Während der Druck zwischen Dichtung 4 und Dichtfläche 17 während eines Tankvorgangs sich möglichst wenig ändern sollte, ist eine Relaxation des Puffers 5 während des Betankens erwünscht. In Folge dieser Relaxation nimmt während des Betankens der Druck zwischen dem Puffer 5 und der Stirnseite 18 allmählich ab, so dass das zum Herausschrauben des Tankadapters 1 aus dem Tankeinlass 16 erforderliche Drehmoment in der Regel kleiner ist als das, mit dem der Adapter 1 eingeschraubt wurde, und der Adapter 1 selbst dann noch problemlos lösbar ist, wenn er während des Betankens versehentlich noch tiefer in den Tankeinlass 16 eingeschraubt worden ist.
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4 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Tankadapters 1 und des Tankeinlasses 16 in einer zu 3 analogen Ansicht. Die beiden Ausgestaltungen unterscheiden sich durch die Abfolge der Abschnitte am Stutzen 10; im Falle der 4 liegt der Gewindeabschnitt 15 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 14 und der Nut 13. Die Anbringung der Dichtung 4 am Stutzen 10 ist hier zwar einfacher als im Fall der 3, da die Dichtung 3 nicht über den Gewindeabschnitt 15 hinweg geschoben werden muss, allerdings besteht eine erhöhte Verschleißgefahr, wenn bei der Montage des Tankadapters 1 im Tankeinlass 16 die Dichtung 4 am Innengewinde 19 entlang schrammt. Daher sollte in diesem Fall der Außendurchmesser der Dichtung 4 in entspanntem, nicht im Kontakt mit der Dichtfläche 17 verformten Zustand kleiner sein als der freie Durchmesser des Innengewindes 19.
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Der Puffer 5 kann im Fall der 3 und 4 durch den zylindrischen Abschnitt 14 aufgedehnt und an diesem reibschlüssig gehalten sein, oder er kann am zylindrischen Abschnitt 14 oder der Anlageschulter 9 durch Klebung fixiert sein. In Folge der Relaxationsneigung des Puffers 5 kann es vorkommen, dass der Reibschluss zum Fixieren des Puffers 5 nicht genügt, und die Klebung kann durch die bei jedem Einschrauben des Adapters 1 in den Tankeinlass 16 auftretende Verformung des Puffers 5 im Laufe der Zeit gelockert werden. Um dem Puffer 5 sichereren Halt zu bieten, ist bei der in 5 gezeigten Ausgestaltung am zylindrischen Abschnitt 14 eine zweite in radialer Richtung offene Nut 21 gebildet, in die der Puffer 5 mit einem Teil seines Querschnitts eingreift. So ist der Puffer 5 durch formschlüssigen Eingriff dauerhaft gegen Verlieren gesichert, und eine Gefahr des Lockerwerdens durch wiederholte Verformung des Puffers 5 besteht nicht.
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Anstelle eines O-Rings, wie in 3 bis 5 dargestellt, kann als Puffer 5 auch eine flache gelochte Scheibe, ähnlich einer Unterlegscheibe bzw. der Dichtung 3, mit in radialer Richtung langgestreckt rechteckigem Querschnitt verwendet werden. Auch ein solcher Puffer 5 kann, wie in 6 gezeigt, durch formschlüssigen Eingriff in eine in radialer Richtung offene Nut 21 am Tankadapter 1 gesichert sein.
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Um eine Beschädigung des Puffers 5 durch zu festes Anziehen des Adapters 1 zu erschweren, kann es zweckmäßig sein, dass der Puffer 5, wie in 7 gezeigt, mit wenigstens einem Teil seines Querschnitts in einer in radialer Richtung, zur Stirnseite 18 hin, offenen Nut 22 der Anschlagschulter 9 aufgenommen ist. Indem Seitenwände der Nut 22 den Puffer in radialer Richtung abstützen, verhindern sie eine übermäßige Verformung von dessen Querschnitt. Wenn die Nut 22, wie in 7 gezeigt, exakt an den Querschnitt des Puffers 5 in entspanntem Zustand angepasst ist, ist auch eine dauerhaft feste Verklebung des Puffers 5 in der Nut 22 möglich.
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Alternativ können die radial nach außen offene Nut 21 und die axial offene Nut 22 auch miteinander, wie in 8 gezeigt kombiniert werden, um dem Puffer 5 gleichzeitig formschlüssigen Halt und Schutz von übermäßiger Verformung zu bieten.
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In der Ausgestaltung der 9 ist der Puffer 5 aus Gummi durch einen Puffer 23 in Form eines Metallrings ersetzt. Im Gegensatz zum Gummipuffer 5 hat der Puffer 23 keine nennenswerte eigene Dichtwirkung, was der Dichtigkeit der Verbindung zwischen Tankeinlass 16 und Tankadapter 1 jedoch nicht abträglich ist. Vielmehr kann die Tatsache, dass sich in einem Zwischenraum 24 zwischen der Dichtung 4 und dem Puffer 5 kein Überdruck aufbauen kann, die Verschiebung der Dichtung 4 gegen die Seitenwand 20 und eine Verformung der Dichtung 4 unter dem Einfluss des im Tank herrschenden Überdrucks sogar noch fördern und dadurch die Dichtigkeit weiter verbessern.
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Im Fall der 9 besteht der Puffer 23 aus zwei miteinander verbundenen Lamellen 25 aus dünnem Blech, jeweils in Form eines Kegelmantelausschnitts. Diese Form hat zur Folge, dass, wenn die Lamellen 25 zwischen der Stirnfläche 18 und der Anschlagschulter 9 in axialer Richtung flach gedrückt werden, ihr Außenbereich jeweils einer Dehnung in Umfangsrichtung und der Innenbereich einer Stauchung ausgesetzt ist.
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In 10 hat der Puffer 23 die Form eines einteiligen Rings aus Metall mit einer Vielzahl von radial nach außen abstehenden Zungen 26, die axial jeweils abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkt sind, so dass die freien Enden der Zungen 26 jeweils abwechselnd an der Stirnseite 18 bzw. der Anschlagschulter 9 anliegen und beim Einschrauben des Adapters 1 in den Tankeinlass 16 elastisch flachgedrückt werden. Es sind auch andere Formen einer Feder möglich, z. B. eine flache Druckfeder oder ein elastischer Wellring.
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Bei der Ausgestaltung der 11 bestehen wiederum die Dichtung 4 und der Puffer 5 aus zwei verschiedenen gummielastischen Materialien. Sie sind konzentrisch zueinander zwischen der Anschlagschulter 9 und der Stirnfläche 18 angeordnet, so dass ein Teil der Stirnfläche 18 gleichzeitig als Dichtfläche 17 mit der Dichtung 4 zusammenwirkt. Die Querschnitte von Dichtung 4 und Puffer 5 sind so bemessen, dass beim Einschrauben des Adapters 1 in den Tankeinlass 16 zunächst die Dichtung 4 mit der Stirnfläche 18 in Kontakt kommt. Wenn anschließend auch der Puffer radial außerhalb der Dichtfläche 17 gegen die Stirnfläche 18 stößt, ist der Druck zwischen Dichtung 4 und Dichtfläche 17 groß genug, um hermetisch zu dichten. Der Puffer 5 ist deutlich härter als die Dichtung 4 und stärker relaxierend. Der durch den Kontakt des Puffers 5 abrupt zunehmende Einschraubwiderstand ist für einen Benutzer spürbar; so weiß er, dass eine Position erreicht ist, in der Tanken möglich ist. Während des Tankens leistet im Wesentlichen der Puffer 5 Widerstand gegen ein noch tieferes Einschrauben des Adapters 1; die Spannung der Dichtung 4 nimmt nur geringfügig zu, und die ggf. im Puffer aufgebaute Spannung ist nach dem Tanken durch die Relaxation weitgehend abgebaut, so dass der Adapter 1 wieder herausgeschraubt werden kann.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tankadapter
- 2
- Adapterkörper
- 3
- Dichtung
- 4
- Dichtung
- 5
- Puffer
- 6
- Rohrabschnitt
- 7
- einlassseitige Kupplung
- 8
- tankseitige Kupplung
- 9
- Anschlagschulter
- 10
- Stutzen
- 11
- Gewinde
- 12
- Boden
- 13
- Nut
- 14
- zylindrischer Abschnitt
- 15
- Gewindeabschnitt
- 16
- Tankeinlass
- 17
- Dichtfläche
- 18
- Stirnfläche
- 19
- Innengewinde
- 20
- Seitenwand
- 21
- Nut
- 22
- Nut
- 23
- Puffer
- 24
- Zwischenraum
- 25
- Lamelle
- 26
- Zunge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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