DE102022104635A1

DE102022104635A1 - Einleiten eines Fluids in einen Anschluss

Info

Publication number: DE102022104635A1
Application number: DE102022104635.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Gottschlich
Original assignee: Cryotherm GmbH & Co KG
Current assignee: Cryotherm GmbH & Co KG
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-08-31

Abstract

Anordnung (3) umfassend einen Fluidtank (1) und einen daran angebundenen Anschluss (100), wobei der Anschluss (100) umfasst:- einen Ventilraum (102), welcher umlaufend durch eine Mantelwand (103) begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite (104) eine erste Ventilöffnung (106) aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite (105) über eine Anschlussöffnung (108) mit einem Innenraum (109) des Fluidtanks (1) verbunden ist,- einen ersten Ventilstempel (110), welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums (102) angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse (118) zwischen einer ersten Endposition (112) und einer zweiten Endposition (113) beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition (112) die erste Ventilöffnung (106) verschließt,- eine erste Kegelfeder (114), welche den ersten Ventilstempel (110) in dessen erste Endposition (112) vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite (104) zur zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) vergrößert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend einen Fluidtank und einen daran angebundenen Anschluss, insbesondere für ein Fahrzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugs sowie einen Anschluss. Die Erfindung kann insbesondere genutzt werden, um Fahrzeuge mit flüssigem Wasserstoff zu betanken.
Mit der Energiewende sollen konventionelle Energieträger wie fossile Brennstoffe zunehmend durch Alternativen ersetzt werden. In zahlreichen Anwendungen sind dafür verflüssigte Gase vielversprechend. Beispielsweise können Fahrzeuge mit flüssigem Wasserstoff angetrieben werden. Allerdings erfordern solche und zahlreiche andre Anwendungen tiefe Temperaturen und/oder hohe Drücke. Das erschwert die Handhabung. Beispielsweise das Betanken eines Fahrzeugs mit flüssigem Wasserstoff soll aber für einen Benutzer sicher, einfach und schnell sein. Das dabei eingesetzte Equipment der Tankstelle soll ebenso günstig und zuverlässig sein wie der entsprechende Anschluss am Fahrzeug. Entsprechendes gilt allgemein für viele Anwendungen, bei denen ein Fluid von einer Leitung in eine andere übergeben werden soll. Bekannte Lösungen dafür sind aber hinsichtlich der genannten Anforderungen unzureichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik eine günstige und zuverlässige Anordnung mit einem Fluidtank und einem Anschluss vorzustellen, in welchen ein Fluid sicher, einfach und schnell eingeleitet werden kann. Zudem soll ein Verfahren vorgestellt werden, mit dem ein Fahrzeug sicher, einfach und schnell mit einem Fluid betankt werden kann. Außerdem soll ein günstiger und zuverlässiger Anschluss vorgestellt werden, an welchen eine Leitung sicher, einfach und schnell angebunden werden kann.
Diese Aufgaben werden gelöst mit der Anordnung, dem Verfahren und dem Anschluss gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar.
Erfindungsgemäß wird eine Anordnung vorgestellt, welche einen Fluidtank und einen daran angebundenen Anschluss umfasst. Der Anschluss umfasst:

- einen Ventilraum, welcher umlaufend durch eine Mantelwand begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite eine erste Ventilöffnung aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite über eine Anschlussöffnung mit einem Innenraum des Fluidtanks verbunden ist,
- einen ersten Ventilstempel, welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition die erste Ventilöffnung verschließt,
- eine erste Kegelfeder, welche den ersten Ventilstempel in dessen erste Endposition vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite zur zweiten Stirnseite des Ventilraums vergrößert.

Der Fluidtank der Anordnung kann über den Anschluss mit einem Fluid befüllt werden. Es kann also ein Fluid in den Anschluss eingeleitet werden. Die Anordnung kann beispielsweise Teil eines Fahrzeugs ein. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein Lastkraftwagen sein. Es kann sich aber auch beispielsweise um ein Schiff handeln. Der Fluidtank kann als Kraftstofftank für das Fahrzeug dienen. Über den Anschluss kann das Fahrzeug betankt werden. Insbesondere in dem Fall genügt es, wenn der Anschluss dazu verwendet wird, ein Fluid in den Fluidtank einzuleiten. Denkbar ist aber auch, ein Fluid aus dem Fluidtank über den Anschluss herauszuleiten. Allgemein kann die beschriebene Anordnung in allen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine Leitung mit einem Anschluss so verbunden werden soll, dass ein Fluid aus der Leitung in den Anschluss eingeleitet und/oder aus dem Anschluss herausgeleitet wird. Soweit hierin auf das Betanken eines Fahrzeugs Bezug genommen wird, ist dies daher lediglich beispielhaft zu verstehen.
Das Fluid kann flüssig und/oder gasförmig sein. Das Fluid kann eine flüssige und eine gasförmige Phase haben. Denkbar ist auch, dass das Fluid in einem überkritischen Zustand vorliegt, in welchem nicht zwischen flüssig und gasförmig unterschieden werden kann. Vorzugsweise ist das Fluid ein Flüssiggas. Unter einem Flüssiggas ist eine Substanz zu verstehen, die in ihrem flüssigen Zustand vorliegt, obwohl sie bei Normbedingungen gasförmig wäre. Ein Flüssiggas liegt folglich bei entsprechenden Bedingungen vor, die von den Normbedingungen abweichen, insbesondere bei einer entsprechend tiefen Temperatur und/oder bei einem entsprechend hohen Druck vor. Ist die Anordnung für ein Flüssiggases eingerichtet, ergeben sich daher entsprechende Anforderungen an die Anordnung und ihre Elemente, insbesondere hinsichtlich der verwendeten Materialien sowie hinsichtlich Isolation und Dichtigkeit.
Die beschriebene Anordnung kann mit jedem Fluid verwendet werden. Besonders geeignet ist die beschriebene Anordnung für ein Fluid, welches als Brennstoff verwendbar ist, insbesondere als Brenngas für ein Fahrzeug. Als Fluid kommen beispielsweise flüssiges Erdgas (LNG - Liquified Natural Gas) oder Autogas (LPG - Liquified Petroleum Gas) in Betracht.
Das Fluid ist vorzugsweise Wasserstoff. Der Wasserstoff kann flüssig und/oder gasförmig sein. Auch kann der Wasserstoff überkritisch sein. Zum Betanken von Fahrzeugen wird verflüssigter Wasserstoff üblicherweise bei einer Temperatur von weniger als -253°C und einem Druck von weniger als 16,5 bar verwendet. Die beschriebene Anordnung ist daher vorzugsweise für eine solche Temperatur und einen solchen Druck geeignet.
Der Anschluss ist mit einem Fluidtank verbunden. Darunter fällt auch eine Ausgestaltung, bei welcher der Anschluss in einer Berandung des Fluidtanks integriert ist und insoweit auch als Teil des Fluidtanks aufgefasst werden könnte. Der Anschluss kann im einfachsten Fall durch eine Öffnung und ein Ventil in einer Berandung des Fluidtanks realisiert sein. Das Ventil dient dazu, den Fluidtank zu verschließen, wenn dieser nicht über den Anschluss mit Fluid befüllt wird. Zudem kann der Anschluss über eine Leitung mit dem Fluidtank verbunden sein.
Der Fluidtank kann beispielsweise mit einer Vorrichtung zum Einleiten eines Fluids in den Anschluss mit dem Fluid befüllt werden. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Fluidquelle auf sowie eine daran angebundene Abgabeleitung. Über eine Anschlusseinrichtung kann die Abgabeleitung mit dem Anschluss der Anordnung verbunden werden. Ist die Vorrichtung zum Betanken eines Fahrzeugs mit Fluid eingerichtet, insbesondere als Teil einer Tankstelle, kann die Abgabeleitung auch als eine Betankungsleitung bezeichnet werden.
Die Anschlusseinrichtung weist vorzugsweise einen Stutzen auf, mit welchem die Anschlusseinrichtung an den Anschluss angebunden werden kann. Unter einem Stutzen ist ein Rohrstück zu verstehen, welches dazu eingerichtet ist, mit dem Anschluss zusammenzuwirken. Wird das Fluid mit der Vorrichtung in den Anschluss eingeleitet, strömt das Fluid durch den Stutzen.
Die Anordnung ist vorzugsweise zumindest teilweise vakuumisoliert. Der Anschluss und/oder der Fluidtank sind vorzugsweise jeweils zumindest teilweise vakuumisoliert. Die Vakuumisolation trägt dazu bei, dass die Anordnung mit einem kalten Fluid verwendet werden kann. Ein Benutzer kann durch die Vakuumisolation vor Verletzungen geschützt werden. Zudem kann durch die Vakuumisolation ein Energieverlust durch Wärmeeintrag aus der Umgebung reduziert werden. Die Vakuumisolation kann mit weiteren Arten der Isolation kombiniert sein, um den Schutz und/oder die energetische Effizienz zu verbessern. Vakuumisoliert sind vorzugsweise die Bereiche der Anordnung, die mit dem Fluid in Kontakt gelangen. Die Vakuumisolation kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Fluidtank einen Innenraum aufweist, der durch eine doppelwandige Begrenzung begrenzt ist.
Der Anschluss umfasst einen Ventilraum sowie einen oder mehrere darin angeordnete Ventilstempel. Der Ventilraum und der beziehungsweise die Ventilstempel bilden ein Ventil, über welches der Anschluss verschlossen sein kann. Beispielsweise kann der Anschluss grundsätzlich über das Ventil verschlossen sein und immer dann geöffnet werden, wenn Fluid in den Anschluss eingeleitet werden soll. Sind mehrere Ventilstempel in dem Ventilraum angeordnet, ist das Ventil redundant ausgebildet. Die Ventilstempel werden als Teil des gleichen Ventils aufgefasst. Das Ventil kann insoweit auch als eine Ventileinheit aufgefasst werden, welches entsprechend der Anzahl der Ventilstempel die Funktion mehrerer Einzelventile erfüllt.
Der Anschluss umfasst den Ventilraum, welcher umlaufend durch eine Mantelwand begrenzt ist. Die Mantelwand ist vorzugsweise vollständig umlaufend ausgebildet. Das bedeutet, dass die Mantelwand - von lokalen Öffnungen abgesehen - umfänglich geschlossen ist. Die Mantelwand ist vorzugsweise um die Ventilachse umlaufend ausgebildet. Der Ventilkörper kann insbesondere rotationssymmetrisch zur Ventilachse ausgebildet sein. Eine Abgabeleitung kann vorzugsweise in einer Richtung parallel zur Ventilachse an den Anschluss angebunden werden.
Der Ventilraum erstreckt sich axial entlang der Ventilachse zwischen einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite. Im einfachsten Fall ist der Ventilkörper als ein Hohlzylinder ausgebildet. An seiner ersten Stirnseite weist der Ventilkörper eine erste Ventilöffnung auf. An seiner zweiten Stirnseite ist der Ventilkörper über eine Anschlussöffnung mit einem Innenraum des Fluidtanks verbunden. Der Fluidtank kann unmittelbar über die Anschlussöffnung an den Ventilraum angebunden sein. Alternativ kann zwischen dem Anschluss und dem Fluidtank eine Leitung ausgebildet sein. In dem Fall ist der Fluidtank mittelbar über die Leitung an der Anschlussöffnung angebunden. Strömt Fluid über den Anschluss in den Fluidtank, tritt es also durch die Ventilöffnung in den Innenraum des Ventilkörpers ein, tritt durch die Anschlussöffnung aus dem Ventilkörper aus und gelangt anschließend - unmittelbar oder nach Passieren einer Leitung - in den Fluidtank.
Der Anschluss umfasst mindestens einen Ventilstempel, welcher zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb des Ventilraums angeordnet ist. In Abgrenzung von dem unten beschriebenen zweiten Ventilstempel wird der mindestens eine Ventilstempel hier bereits als erster Ventilstempel bezeichnet. Ist der erste Ventilstempel der einzige Ventilstempel des Ventils, kann dieser auch einfach als Ventilstempel bezeichnet werden.
Der erste Ventilstempel ist vorzugsweise vollständig innerhalb des Ventilraums angeordnet. Allerdings ist es alternativ beispielsweise möglich, dass der erste Ventilstempel teilweise aus dem Ventilraum herausragt, wenn das Ventil geöffnet ist.
Der erste Ventilstempel ist entlang der Ventilachse zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition beweglich. Die Ventilachse ist insbesondere dadurch definiert, dass sich der Ventilstempel entlang der Ventilachse bewegen kann. Die Ventilachse fällt vorzugsweise mit einer Achse des ersten Ventilstempels zusammen. Die erste Ventilöffnung ist vorzugsweise senkrecht zur Ventilachse ausgebildet. Ein Mittelpunkt der ersten Ventilöffnung liegt vorzugsweise auf der Ventilachse. Vorzugsweise ist der erste Ventilstempel nicht über seine erste Endposition hinaus und/oder nicht über seine zweite Endposition hinaus beweglich. Das kann durch einen oder mehrere entsprechende Anschläge erreicht werden.
Der erste Ventilstempel verschließt in seiner ersten Endposition die erste Ventilöffnung. Insoweit ist das Ventil verschlossen, wenn sich der erste Ventilstempel in seiner ersten Endposition befindet. Ist der erste Ventilstempel in seiner zweiten Endposition, gibt der erste Ventilstempel die erste Ventilöffnung frei. Sofern kein weiterer Ventilstempel vorhanden ist, welcher eine weitere Ventilöffnung verschließt, ist das Ventil geöffnet, wenn sich der erste Ventilstempel in seiner zweiten Endposition befindet. Das Ventil ist allerdings vorzugsweise nicht nur dann geöffnet, wenn sich der erste Ventilstempel in seiner zweiten Endposition befindet. Befindet sich der erste Ventilstempel zwischen seiner ersten Endposition und seiner zweiten Endposition ist das Ventil vorzugsweise teilweise geöffnet, sofern kein weiterer Ventilstempel vorhanden ist, welcher eine weitere Ventilöffnung verschließt.
Sofern kein Fluid in den Anschluss eingeleitet wird oder von dem Anschluss abgegeben wird, sollte das Ventil verschlossen sein. Ansonsten könnte das Fluid unkontrolliert austreten. Bei der beschriebenen Anordnung trägt dazu bei, dass das Ventil eine erste Kegelfeder aufweist, welche den ersten Ventilstempel in dessen erste Endposition vorspannt. Die Kegelfeder spannt den ersten Ventilstempel also in die Position vor, in der der erste Ventilstempel das Ventil verschließt. Sofern keine externe Kraft auf den ersten Ventilstempel einwirkt, ist das Ventil also verschlossen. Dies kann auch als ein Grundzustand des Ventils bezeichnet werden. Dass das Ventil im Grundzustand verschlossen ist, trägt zur Sicherheit bei. Um das Ventil zu öffnen, kann der erste Ventilstempel entgegen der von der Kegelfeder auf den ersten Ventilstempel ausgeübten Kraft aus der ersten Endposition bewegt werden. Das kann beispielsweise über einen Ventilantrieb einer Anschlusseinrichtung erfolgen, mit welcher eine Abgabeleitung an den Anschluss angebunden wird. Die Anschlusseinrichtung kann einen Stößel haben, welcher durch den Ventilantrieb der Anschlusseinrichtung beweglich ist und welcher auf das Ventil des Anschlusses einwirken kann. Durch den Stößel kann der erste Ventilstempel entgegen der von der Kegelfeder auf den ersten Ventilstempel ausgeübten Kraft aus der ersten Endposition bewegt werden. Der Stößel der Anschlusseinrichtung kann durch einen Ventilstempel eines Ventils der Anschlusseinrichtung verwirklicht sein. Wird dieses Ventil geöffnet, kann durch die entsprechende Bewegung des Ventilstempels auch der erste Ventilstempel des Ventils des Antriebs bewegt werden.
Unter einer Kegelfeder ist eine Feder zu verstehen, deren Windungen auf einem Kegelmantel liegen. Ein Durchmesser der Kegelfeder verändert sich also entlang der Achse der Kegelfeder. Eine Kegelfeder kann daher grundsätzlich in zwei Richtungen eingebaut sein. Für den beschriebenen Anschlusses ist die Richtung gewählt, bei welcher sich ein Querschnitt der Kegelfeder in einer Richtung von der ersten Stirnseite zur zweiten Stirnseite des Ventilraums vergrößert. Strömt Fluid in den Anschluss hinein, strömt es also auf die Kegelspitze der Kegelfeder zu. Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Ausgestaltung strömungstechnisch vorteilhaft ist. Insbesondere wird die Strömung durch die Kegelfeder vergleichsweise wenig beeinträchtigt, so dass das Fluid zügig in den Fluidtank eingeleitet werden kann.
Die erste Kegelfeder ist vorzugsweise einerseits an dem ersten Ventilstempel gehalten. Insoweit kann die erste Kegelfeder eine Kraft auf den ersten Ventilstempel ausüben. Andererseits ist die erste Kegelfeder vorzugsweise an der Mantelwand gehalten. Eine von der ersten Kegelfeder auf den ersten Ventilstempel ausgeübte Kraft hängt daher von der Position des ersten Ventilstempels relativ zur Mantelwand ab.
Durch die Ausgestaltung als Kegelfeder kann die erste Kegelfeder einerseits an ihrem Ende mit großem Querschnitt an der Mantelwand gehalten sein und andererseits an ihrem Ende mit kleinem Querschnitt radial weiter innenliegend an dem ersten Ventilstempel. Dies ermöglicht es, dass die erste Kegelfeder einerseits sicher gehalten sein kann und andererseits eine Strömung des Fluids durch das Ventil nur geringfügig beeinträchtigt.
Die erste Kegelfeder ist vorzugsweise so ausgestaltet und angeordnet, dass die erste Kegelfeder als eine Druckfeder wirkt. Die erste Kegelfeder ist also gegenüber ihrem kraftlosen Grundzustand zusammengedrückt. Das gilt sowohl, wenn sich der erste Ventilstempel in seiner ersten Endposition befindet als auch wenn sich der erste Ventilstempel in seiner zweiten Endposition befindet. Die beiden Enden der ersten Kegelfeder werden also durch die Federkraft auseinander gedrückt. Befindet sich der erste Ventilstempel in seiner zweiten Endposition, ist die erste Kegelfeder stärker zusammengedrückt als bei der ersten Endposition. Insoweit ist der erste Ventilstempel in seine erste Endposition vorgespannt.
Der erste Ventilstempel ist vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb der ersten Kegelfeder angeordnet. Dies ist insbesondere in Kombination mit der bevorzugten Ausgestaltung günstig, in welcher die erste Kegelfeder an der Mantelwand gehalten ist. Dazu ist zu beachten, dass einerseits wünschenswert ist, dass die erste Kegelfeder sicher gehalten ist. Das erhöht die Zuverlässigkeit des Anschlusses und reduziert Kosten für Wartung und Reparatur. Ein sicherer Halt der ersten Kegelfeder erfordert eine entsprechend dimensionierte Befestigungsmöglichkeit. Andererseits ist es wünschenswert, dass das Fluid möglichst ungestört durch das Ventil strömen kann. Dadurch kann das Fluid schnell in den Anschluss geleitet werden. Insbesondere die Befestigungsmöglichkeiten für die erste Kegelfeder können die Strömung des Fluids beeinträchtigen. Insoweit können das Bedürfnis nach sicherem Halt der ersten Kegelfeder und nach störungsfreiem Strömen des Fluids einander im Allgemeinen entgegenstehen. Mit der beschriebenen Anordnung wird in dieser Hinsicht eine Lösung geboten, die beide Bedürfnisse besonders gut miteinander vereinbart. So kann das Fluid an einem zweiten Ende der ersten Kegelfeder radial innerhalb der ersten Kegelfeder strömen. Am zweiten Ende der ersten Kegelfeder ist der Bereich radial außerhalb der ersten Kegelfeder für das Fluid durch die Mantelwand blockiert. Dieser Bereich kann dadurch derart stabil ausgebildet sein, dass die erste Kegelfeder sicher gehalten wird. An einem ersten Ende der ersten Kegelfeder kann das Fluid radial außerhalb der ersten Kegelfeder an dem ersten Ventilstempel vorbei strömen. Am ersten Ende der ersten Kegelfeder kann der Bereich radial innerhalb der ersten Kegelfeder für das Fluid durch den ersten Ventilstempel blockiert sein. Der erste Ventilstempel kann dadurch derart stabil ausgebildet sein, dass die erste Kegelfeder sicher gehalten wird. Die erste Kegelfeder kann also an ihren beiden Enden stabil gehalten sein. Der gesamte Bereich radial außerhalb bzw. radial innerhalb der ersten Kegelfeder kann für die jeweilige Befestigungsmöglichkeit genutzt werden.
Für das Fluid ergibt sich dennoch ein vergleichsweise störungsfreier Strömungspfad durch das Ventil. Am zweiten Ende kann das Fluid radial innerhalb der ersten Kegelfeder strömen. Dafür steht der gesamte Bereich radial innerhalb der ersten Kegelfeder zur Verfügung. Eine Beeinträchtigung durch eine Befestigung der ersten Kegelfeder gibt es hier nicht. Am ersten Ende der ersten Kegelfeder kann das Fluid radial außerhalb der ersten Kegelfeder an dem ersten Ventilstempel vorbei strömen. Dafür steht der gesamte Bereich radial außerhalb der ersten Kegelfeder zur Verfügung. Eine Beeinträchtigung durch eine Befestigung der ersten Kegelfeder gibt es hier ebenfalls nicht.
Auf dem Weg in den Fluidtank kann das Fluid durch die erste Ventilöffnung in den Ventilraum eintreten, zunächst radial außerhalb der ersten Kegelfeder strömen, den Mantel der ersten Kegelfeder durchtreten, anschließend radial innerhalb der ersten Kegelfeder strömen und schließlich durch die Anschlussöffnung den Ventilraum verlassen. Das Fluid durchströmt also den Mantel der ersten Kegelfeder. Dadurch wird die Strömung des Fluids nur vergleichsweise wenig beeinträchtigt, weil der Mantel durch die Windungen der ersten Kegelfeder gebildet und insoweit nicht vollflächig geschlossen ist. Die Windungen sind voneinander beabstandet, damit die erste Kegelfeder ihre Federwirkung erzeugen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist der erste Ventilstempel einen Ventilteller und einen daran angebundenen Ventilschaft auf, wobei der erste Ventilstempel in seiner ersten Endposition die erste Ventilöffnung mit dem Ventilteller verschließt, und wobei der Ventilschaft innerhalb der ersten Kegelfeder angeordnet ist.
Der Ventilteller ist vorzugsweise größer als die erste Ventilöffnung. Somit kann der Ventilteller die erste Ventilöffnung verschließen, wenn sich der erste Ventilstempel in seiner ersten Endposition befindet. In dem Fall ist vorzugsweise zwischen einem Rand der ersten Ventilöffnung und dem Ventilteller eine Dichtung angeordnet. Die kann an dem Rand der ersten Ventilöffnung oder dem Ventilteller gehalten sein. Auch kann eine erste Dichtung an dem Rand der ersten Ventilöffnung und eine zweite Dichtung an dem Ventilteller gehalten sein.
Der erste Ventilstempel ist vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb der ersten Kegelfeder angeordnet. Das ist in der vorliegenden Ausführungsform insoweit der Fall, als dass der Ventilschaft des ersten Ventilstempels innerhalb der ersten Kegelfeder angeordnet ist.
Die erste Kegelfeder ist an dem ersten Ventilstempel gehalten. Das kann in der vorliegenden Ausführungsform insoweit der Fall sein, als dass die erste Kegelfeder an einer von dem Ventilteller und dem Ventilschaft gebildeten Stufe gehalten ist. Der Ventilteller erfüllt in dem Fall die Funktion eines um die Ventilachse umlaufenden Flansches. Durch diese Ausgestaltung kann die erste Kegelfeder besonders gut eine axial gerichtete Kraft auf den ersten Ventilstempel ausüben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist ein Strömungspfad durch die erste Ventilöffnung in den Innenraum des Fluidtanks freigegeben, wenn sich der erste Ventilstempel außerhalb seiner ersten Endposition befindet.
Der Strömungspfad verläuft von außerhalb des Anschlusses durch die erste Ventilöffnung am ersten Ventilstempel vorbei, durch den Mantel der ersten Kegelfeder hindurch und radial innerhalb der ersten Kegelfeder bis zur Anschlussöffnung des Ventils.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die Mantelwand koaxial zum ersten Ventilstempel ausgebildet.
In dieser Ausführungsform ist der erste Ventilstempel zwischen seiner ersten Endposition und seiner zweiten Endposition parallel zur Mantelwand beweglich. Insoweit ist ein Abstand zwischen der Mantelwand und dem Ventilstempel konstant. Dadurch kann der erste Ventilstempel von der Mantelwand geführt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist der Anschluss weiterhin eine um zumindest einen Teil des Ventils umlaufende Wand auf, welche von dem Ventil zumindest in einem Abschnitt entlang der Ventilachse durch einen Ringspalt beabstandet ist.
Der Ringspalt kann als eine Aufnahme für einen Stutzen einer Anschlusseinrichtung aufgefasst werden. Wird die Anschlusseinrichtung an den Anschluss angeschlossen, kann der Stutzen der Anschlusseinrichtung zwischen dem Ventilkörper und der umlaufenden Wand, also in dem Ringspalt, aufgenommen werden. Der Ventilkörper befindet sich dann innerhalb des Stutzens und die umlaufende Wand befindet sich außerhalb des Stutzens. Vorzugsweise sind die Mantelwand des Ventilkörpers, der Stutzen und die umlaufende Wand koaxial zueinander, wenn der Stutzen in dem Ringspalt aufgenommen ist. Durch diese Ausgestaltung kann der Stutzen sicher und dicht an dem Anschluss gehalten sein.
An der zweiten Seite des Ventils ist der Ringspalt vorzugsweise verschlossen. Das trägt dazu bei, dass der Anschluss dicht mit der Anschlusseinrichtung verbunden werden kann.
Die umlaufende Wand erstreckt sich axial vorzugsweise über die erste Stirnseite des Ventilraums hinaus. Insbesondere in dem Fall kann die umlaufende Wand das Ventil schützen. Das gilt vor allem dann, wenn keine Anschlusseinrichtung an den Anschluss angebunden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung weist der erste Ventilstempel radial außen liegend mehrere Ausnehmungen auf, mit welchen zwischen dem ersten Ventilstempel und der Mantelwand jeweils ein Durchgang gebildet ist.
Durch die Durchgänge kann das Fluid axial am ersten Ventilstempel entlang von einer Seite des ersten Ventilstempels zur anderen Seite des ersten Ventilstempels strömen. Außerhalb der Ausnehmungen kann der erste Ventilstempel bis an die Mantelwand des Ventils heranreichen. Vorzugsweise verbleibt dort nur ein kleiner Spalt, so dass der erste Ventilstempel zwar leicht beweglich, aber dennoch in seiner Bewegung geführt ist. Dies erhöht die Zuverlässigkeit. Dafür kann in Kauf genommen werden, dass der für das Fluid zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt auf die Durchgänge eingeschränkt wird.
Die Ausnehmungen sind vorzugsweise am Ventilteller des ersten Ventilstempels ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist der Ventilraum zwischen der ersten Stirnseite und der zweiten Stirnseite durch eine Zwischenwand unterteilt, wobei die Zwischenwand eine zweite Ventilöffnung aufweist, wobei der erste Ventilstempel und die erste Kegelfeder zwischen der Zwischenwand und der ersten Stirnseite des Ventilraums angeordnet sind, und wobei das Ventil weiterhin aufweist:

- einen zweiten Ventilstempel, welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums zwischen der zweiten Stirnseite des Ventilraums und der Zwischenwand angeordnet ist, welcher zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition die zweite Ventilöffnung verschließt,
- eine zweite Kegelfeder, welche innerhalb des Ventilraums zwischen der zweiten Stirnseite des Ventilraums und der Zwischenwand angeordnet ist, welche den zweiten Ventilstempel in dessen erste Endposition vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite zur zweiten Stirnseite des Ventilraums vergrößert.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ventil insoweit redundant ausgebildet, als dass das Ventil zwei Ventilstempel und zwei Ventilöffnungen aufweist. Diese Redundanz erhöht die Sicherheit. Der Ventilraum ist durch eine Zwischenwand axial in zwei Teile unterteilt. Die Zwischenwand steht vorzugsweise senkrecht zur Ventilachse.
Für den zweiten Ventilstempel, die zweite Kegelfeder und die zweite Ventilöffnung gilt das zum ersten Ventilstempel, zur ersten Kegelfeder beziehungsweise zur ersten Ventilöffnung Gesagte entsprechend. Der zweite Ventilstempel ist vorzugsweise vollständig innerhalb des Ventilraums angeordnet.
Der erste Ventilstempel und der zweite Ventilstempel sind vorzugsweise beide jeweils auf der Ventilachse angeordnet. Befinden sich die beiden Ventilstempel außerhalb ihrer jeweiligen ersten Endposition, stehen die beiden Ventilstempel vorzugsweise axial miteinander in Kontakt. Das Ventil kann also geöffnet werden, indem der erste Ventilstempel axial aus seiner ersten Endposition heraus bewegt wird, wodurch auch der zweite Ventilstempel axial aus seiner ersten Endposition heraus bewegt wird. Beide Ventilstempel können also gemeinsam beispielsweise durch einen Stößel der Anschlusseinrichtung bewegt werden, um das Ventil zu öffnen. Befinden sich die beiden Ventilstempel in ihrer ersten Endposition, sind die beiden Ventilstempel vorzugsweise axial voneinander beabstandet. Es verbleibt also zumindest ein kleiner Spalt zwischen den beiden Ventilstempeln. Dadurch können beide Ventilstempel unabhängig voneinander die jeweilige Ventilöffnung verschließen. Insbesondere hindert der erste Ventilstempel den zweiten Ventilstempel nicht daran, die zweite Ventilöffnung zu verschließen.
Auf dem Weg in den Fluidtank kann das Fluid durch die erste Ventilöffnung in den Ventilraum eintreten, zunächst radial außerhalb der ersten Kegelfeder strömen, den Mantel der ersten Kegelfeder durchtreten, anschließend radial innerhalb der ersten Kegelfeder strömen, durch die zweite Ventilöffnung strömen, zunächst radial außerhalb der zweiten Kegelfeder strömen, den Mantel der zweiten Kegelfeder durchtreten, anschließend radial innerhalb der zweiten Kegelfeder strömen und schließlich durch die Anschlussöffnung den Ventilraum verlassen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die erste Kegelfeder radial außerhalb der zweiten Ventilöffnung an der Mantelwand und/oder an der Zwischenwand gehalten. Der „und“-Fall ist bevorzugt.
Die zweite Kegelfeder kann insbesondere an einer Stufe gehalten sein, welche durch die Zwischenwand und die Mantelwand gebildet ist. So kann die erste Kegelfeder besonders sicher gehalten sein. Dadurch, dass die erste Kegelfeder radial außerhalb der zweiten Ventilöffnung gehalten ist, beeinträchtigt die erste Kegelfeder die Strömung des Fluids vergleichsweise wenig.
Ist die erste Kegelfeder die einzige Kegelfeder des Ventils, ist die erste Kegelfeder (welche in dem Fall auch einfach als Kegelfeder und nicht als erste Kegelfeder bezeichnet werden könnte) vorzugsweise radial außerhalb der Anschlussöffnung an der Mantelwand und/oder an der zweiten Stirnseite des Ventilkörpers gehalten. Für die Funktion der ersten Kegelfeder ergibt sich insoweit kein Unterschied, ob das Ventil auch eine weitere Kegelfeder aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist die zweite Kegelfeder radial außerhalb der Anschlussöffnung an der Mantelwand und/oder an der zweiten Stirnseite des Ventilraums gehalten. Der „und“-Fall ist bevorzugt.
In dieser Ausführungsform ist die zweite Kegelfeder analog zur ersten Kegelfeder gehalten.
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugs mit einer wie beschrieben ausgestalteten Anordnung mit einem Fluid vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst, welche in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden:

a) Anschließen einer Abgabeleitung an den Anschluss sowie Öffnen des Ventils,
b) Befüllen des Innenraums des Fluidtanks über den Anschluss mit Fluid aus der Abgabeleitung,
c) Schließen des Ventils und Abnehmen der Abgabeleitung von dem Anschluss.

Die beschriebenen Vorteile und Merkmale Anordnung sind auf das Verfahren anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die Anordnung ist vorzugsweise zum Betrieb gemäß dem Verfahren bestimmt und eingerichtet. Das Fluid ist vorzugsweise Wasserstoff.
Schritt a) beinhaltet die beiden Teilschritte des Anschließens der Abgabeleitung über die Anschlusseinrichtung an den Anschluss sowie des Öffnens des Ventils des Anschlusses. Die beiden Teilschritte können gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.
Schritt c) beinhaltet die beiden Teilschritte des Schließens des Ventils des Anschlusses sowie des Abnehmen der Abgabeleitung von dem Anschluss. Die beiden Teilschritte können gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.
Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Anschluss zur Aufnahme einer Leitung vorgestellt. Der Anschluss umfasst:

- einen Ventilraum, welcher umlaufend durch eine Mantelwand begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite eine erste Ventilöffnung aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite eine Anschlussöffnung aufweist,
- einen ersten Ventilstempel, welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition die erste Ventilöffnung verschließt,
- eine erste Kegelfeder, welche den ersten Ventilstempel in dessen erste Endposition vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite zur zweiten Stirnseite des Ventilraums vergrößert.

Die beschriebenen Vorteile und Merkmale der Anordnung und des Verfahrens sind auf den Anschluss anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Der Anschluss ist vorzugsweise wie der Anschluss der beschriebenen Anordnung ausgebildet.
Die Anordnung und das Verfahren wurden insbesondere anhand des Beispiels beschrieben, dass ein Fahrzeug mit flüssigem Wasserstoff betankt wird. Die Erfindung ist aber weder auf die Verwendung von Wasserstoff oder Fluid allgemein, noch auf das Betanken eines Fahrzeugs oder das Befüllen eines Tanks allgemein eingeschränkt. Tatsächlich lässt sich der beschriebene Anschluss immer dann verwenden, wenn zwei Leitungen miteinander verbunden werden sollen. Beispielsweise kann eine Industrieanlage eine Pipeline aufweisen, in welcher eine flüssige oder gasförmige Substanz transportiert wird. Soll die Substanz aus dieser Pipeline einem Produktionsprozess zugeführt werden, kann die Substanz über die Leitung aus der Pipeline in einen Anschluss einer Produktionsmaschine eingeleitet werden, in welchem die Substanz für den Prozess verwendet wird. In diesem Fall ist weder stromauf noch stromab der Anschlusseinrichtung und des Anschlusses ein Tank erforderlich. Vielmehr kann die Substanz kontinuierlich bereitgestellt und nach Bedarf dem Prozess zugeleitet werden. Möglich ist auch die Verwendung von Zwischenstationen. Beispielsweise kann eine Substanz über den beschriebenen Anschluss aus einem Vorrats-Tank in einen Zwischenspeicher und von dort auf andere Weise in einen Tank eines Fahrzeugs gefüllt werden.
Allgemein kann zwischen ortsfesten und ortsbeweglichen Tanks unterschieden werden. Ein Beispiel für einen ortsfesten Tank ist ein Vorrats-Tank einer Tankstelle. Ein Beispiel für einen ortsbeweglichen Tank ist ein Tank eines Fahrzeugs. Mit dem beschriebenen Anschluss können ortsfeste und/oder ortsbewegliche Tanks in beliebiger Kombination miteinander verbunden werden.
Auch ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Strömungsrichtung eines Mediums durch die Anschlusseinrichtung und den Anschluss beschränkt. Sind die Anschlusseinrichtung und der Anschluss miteinander verbunden, kann die so gebildete Kupplung in beiden Richtungen durchströmt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Die Figuren und die darin dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Vorrichtung zum Einleiten eines Fluids in den Anschluss der Anordnung,
2: eine perspektivische Darstellung der Anschlusseinrichtung aus 1,
3: eine seitliche Schnittdarstellung der Anschlusseinrichtung aus den 1 und 2,
4: eine seitliche Schnittdarstellung der Anschlusseinrichtung aus den 1 bis 3 mit dem Anschluss aus 1,
5: eine seitliche Schnittdarstellung eines Teils der Anschlusseinrichtung aus den 1 bis 4,
6a und 6b: ein frontale und eine seitliche Schnittdarstellung eines Teils der Anschlusseinrichtung aus den 1 bis 5,
7: eine seitliche Schnittdarstellung des Anschlusses der erfindungsgemäßen Anordnung aus 1, an welchen die Anschlusseinrichtung aus den 1 bis 5 angeschlossen werden kann,
8a und 8b: eine seitliche Schnittdarstellung eines Teils des Anschlusses aus 7 in zwei verschiedenen Stellungen,
9: eine Frontalansicht eines Ventilstempels des Ventils des Anschlusses aus 7,
10: ein Set umfassend den Anschluss aus 7 sowie ein Schraubwerkzeug,
11 a und 11 b: eine Frontalansicht und eine seitliche Schnittdarstellung des Schraubwerkzeugs aus 10.

1 zeigt ein Fahrzeug 4 mit einer Anordnung 3 mit einem Anschluss 100 und einem daran angebundenen Fluidtank 1. Weiterhin zeigt 1 eine Vorrichtung 2 zum Einleiten eines Fluids in einen Anschluss 100 der Anordnung 3. Die Vorrichtung 2 hat eine Fluidquelle 200, eine Abgabeleitung 201 und eine zumindest teilweise vakuumisolierte Anschlusseinrichtung 202 zum Anschließen der Abgabeleitung 201 an den Anschluss 100. Die Abgabeleitung 201 ist mit einem ersten Ende 203 an der Fluidquelle 200 und mit einem zweiten Ende 204 an einen Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 angebunden.
Die Vorrichtung 2 kann zum Betanken des Fahrzeugs 4 mit einem Fluid verwendet werden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, welche in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden:

a) über die Anschlusseinrichtung 202 Anschließen der Abgabeleitung 201 an den Anschluss 100 des Fahrzeugs 4 sowie Öffnen eines (insbesondere in 5 gezeigten) Ventils 206 der Anschlusseinrichtung 202,
b) Befüllen des Fluidtanks 1 des Fahrzeugs 4 über die Abgabeleitung 201 und die Anschlusseinrichtung 202 mit Fluid aus der Fluidquelle 200,
c) Schließen des Ventils 206 der Anschlusseinrichtung 202 sowie Trennen der Abgabeleitung 201 von dem Anschluss 100 des Fahrzeugs 4.

2 zeigt die Anschlusseinrichtung 202 der Vorrichtung 2 aus 1 in einer perspektivischen Darstellung. Gezeigt ist ebenfalls ein Teil der Abgabeleitung 201. Zu erkennen ist, dass die Anschlusseinrichtung 202 einen Stutzen 208 aufweist, welcher mit dem Anschluss 100 verbunden werden kann. Dazu ist der Stutzen 208 an einem ersten Ende 209 offen. Weiterhin ist ein Ventilantrieb 207 zu erkennen, mit welchem das Ventil 206 betätigt werden kann. Zudem ist ein Verrastelement 274 gezeigt, mit welchem die Anschlusseinrichtung 202 an dem Anschluss 100 verrastet werden kann.
3 zeigt die Anschlusseinrichtung 202 aus den 1 und 2 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Auch hier ist ein Teil der Abgabeleitung 201 zu erkennen. Die Anschlusseinrichtung 202 umfasst das Ventil 206 und den mit dem Ventil 206 gekoppelten pneumatischen Ventilantrieb 207. Weiterhin ist der Stutzen 208 der Anschlusseinrichtung 202 gezeigt. Der Stutzen 208 ist an einem ersten Ende 209 offen und an einem zweiten Ende 210 über das Ventil 206 mit dem Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 verbunden. Weiterhin weist die Anschlusseinrichtung 202 eine erste Hülse 261 und eine zweite Hülse 264 auf, welche in Bezug auf 5 näher beschrieben werden. Das Verrastelement 274 ist ebenfalls in 3 eingezeichnet.
Das Ventil 206 und der Ventilantrieb 207 sind auf einer Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 voneinander beabstandet angeordnet. Die Abgabeleitung 201 und die Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 schließen derart einen Winkel 212 im Bereich von 30 bis 60° ein, dass sich ein Abstand zwischen der Abgabeleitung 201 und der Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 bei Betrachtung in einer von dem Ventilantrieb 207 zum Ventil 206 weisenden Richtung verringert. Die Abgabeleitung 201 weist an ihrem zweiten Ende 204 ein Rohr 220 auf, welches mit einer Begrenzung 221 des Innenraums 205 der Anschlusseinrichtung 202 einstückig ausgebildet ist. Ein Zwischenraum 258 zwischen der Begrenzung 221 und einem Gehäuse 250 der Anschlusseinrichtung 202 ist vakuumisoliert.
Der Ventilantrieb 207 weist einen Zylinder 214 und einen darin angeordneten Kolben 215 auf. Der Kolben 215 ist pneumatisch entlang der Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 beweglich.
Der Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 ist in einem Gehäuse 250 der Anschlusseinrichtung 202 angeordnet, wobei das Gehäuse 250 ein Ausgleichselement 251 zum Reduzieren thermischer Spannungen aufweist. Das Ausgleichselement 251 umfasst einen Balg 252. Eine Achse 253 des Balgs 252 fällt mit der Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 zusammen. Das Ausgleichselement 251 ist zwischen dem Ventilantrieb 207 und einer Mündung 257 der Abgabeleitung 201 in den Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 angeordnet.
Das Gehäuse 250 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 254 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 255 auf, welche einander in einem Überlappungsbereich 256 überlappen. Der Balg 252 ist in dem Überlappungsbereich 256 an dem zweiten Gehäuseabschnitt 255 ausgebildet.
Das Ventil 206 weist einen Ventilkörper 259, einen Ventilstempel 216 und eine Ventilöffnung 219 auf. Der Ventilstempel 216 ist entlang einer mit der Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 zusammenfallenden Ventilachse 232 zwischen einer (hier nicht gezeigten) ersten Endposition 217 und einer (hier gezeigten) zweiten Endposition 218 beweglich.
Das Ventil 206 und der Ventilantrieb 207 sind über eine entlang der Hauptachse 211 ausgebildete mehrteilige Stange 213 mechanisch miteinander gekoppelt. Die Stange 213 weist mehrere Stangenabschnitte 242,243,244,245 auf. Ein erster der Stangenabschnitte 242 ist näher an dem Ventil 206 angeordnet als ein zweiter der Stangenabschnitte 243. Der erste Stangenabschnitt 242 ist unmittelbar an das Ventil 206 angebunden und steht unmittelbar mit dem Ventilstempel 216 in Kontakt. Der erste Stangenabschnitt 242 hat eine höhere thermische Leitfähigkeit als der zweite Stangenabschnitt 243. Der zweite Stangenabschnitt 243 ist hohl. Der erste Stangenabschnitt 242 und der zweite Stangenabschnitt 243 sind mittels einer Steckverbindung 246 miteinander verbunden.
Die Stange 213 weist zwischen dem Ventilantrieb 207 und dem zweiten Stangenabschnitt 243 weiterhin einen dritten Stangenabschnitt 244 auf, welcher einen Balg 247 zur Abdichtung aufweist.
Die Stange 213 weist zwischen dem Ventilantrieb 207 und dem zweiten Stangenabschnitt 243 weiterhin einen vierten Stangenabschnitt 245 auf, welcher ein Justierelement 248 zum Justieren einer Länge der Stange 213 aufweist.
Der Ventilantrieb 207 ist durch eine Schraubverbindung 249 an dem Gehäuse 250 der Anschlusseinrichtung 202 gehalten. Die Stange 213 und das Ventil 206 sind aus dem Gehäuse 250 entnehmbar, wenn die Schraubverbindung 249 gelöst ist.
4 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung der Anschlusseinrichtung 202 aus den 1 bis 3 mit dem Anschluss 100 aus 1. Eingezeichnet sind insbesondere die Abgabeleitung 201, das Ventil 206, der Ventilantrieb 207 und die Stange 213 zwischen dem Ventil 206 und dem Ventilantrieb 207. Aufseiten des Fluidtanks 1 ist zudem ein Ventil 101 eingezeichnet, welches einen ersten Ventilstempel 110 und einen zweiten Ventilstempel 111 aufweist.
5 zeigt die Anschlusseinrichtung 202 der Vorrichtung 2 aus 1 bis 4 in einer detaillierteren perspektivischen Darstellung. Zu erkennen ist insbesondere das Ventil 206. Das Ventil 206 weist den Ventilstempel 216 und die Ventilöffnung 219 auf. Der Ventilstempel 216 verschließt in seiner zweiten Endposition 218 die Ventilöffnung 219. Das Ventil 206 weist weiterhin eine Zylinderfeder 233 auf, welche derart einerseits an dem Ventilstempel 216 und andererseits radial außerhalb der Ventilöffnung 219 an einer Begrenzung 221 des Innenraums 205 der Anschlusseinrichtung 202 gehalten ist, dass die Zylinderfeder 233 den Ventilstempel 216 in dessen zweite Endposition 218 vorspannt.
Der Ventilstempel 216 weist einen Ventilteller 234 und einen daran angebundenen Ventilschaft 235 auf. Der Ventilstempel 216 verschließt in seiner (hier gezeigten) zweiten Endposition 218 die Ventilöffnung 219 mit dem Ventilteller 234. Ein Strömungspfad 240 vom Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 durch die Ventilöffnung 219 ist freigegeben, wenn sich der Ventilstempel 216 außerhalb seiner zweiten Endposition 218 befindet. Der Strömungspfad 240 verläuft durch einen Mantel 241 der Zylinderfeder 233. Der Ventilschaft 235 ist innerhalb der Zylinderfeder 233 angeordnet.
Der Ventilstempel 216 weist einen um die Ventilachse 232 umlaufenden Flansch 236 auf, über welchen die Zylinderfeder 233 an dem Ventilstempel 216 gehalten ist. Der Flansch 236 des Ventilstempels 216 weist radial außen liegend mehrere Ausnehmungen 238 auf, mit welchen zwischen dem Flansch 236 und der Begrenzung 221 des Innenraums 205 der Anschlusseinrichtung 202 jeweils ein Durchgang 239 gebildet ist.
Die gezeigte zweite Endposition 218 des Ventilstempels 216 ist näher an dem Innenraum 205 der Anschlusseinrichtung 202 angeordnet als die erste Endposition 217 des Ventilstempels 216. Der Ventilstempel 216 ist teilweise innerhalb des Ventilkörpers 259 angeordnet und ragt zumindest in seiner ersten Endposition 217 in den Stutzen 208 hinein.
Die Anschlusseinrichtung 202 weist eine um eine Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 umlaufende Außenwand 260 auf. Weiterhin weist die Anschlusseinrichtung 202 eine erste Hülse 261 und eine zweite Hülse 264 auf, welche jeweils um die Außenwand 260 umlaufend ausgebildet sind und welche jeweils an einer jeweiligen dem Stutzen 208 zugewandten ersten Seite 262,265 mit der Außenwand 260 eine um die Hauptachse 211 umlaufende Aufnahme 269 für ein (in 7 gezeigtes) Anschlussende 135 des Anschlusses 100 begrenzen. Die zweite Hülse 264 ist zur Fixierung des Anschlusses 100 an der Anschlusseinrichtung 202 eingerichtet. Die zweite Hülse 264 ist zumindest teilweise radial außerhalb der ersten Hülse 211 angeordnet. Die Hülsen 261,264 sind detaillierter in den 6a und 6b gezeigt.
Zwischen der Außenwand 260 und der ersten Hülse 261 ist ein erster Ringspalt 267 ausgebildet, welcher mit der Aufnahme 269 für das Anschlussende 135 des Anschlusses 100 und mit einer Spüleinrichtung 270 der Vorrichtung 2 verbunden ist. Die erste Hülse 261 ist derart lokal mit der Außenwand 260 verbunden, dass der erste Ringspalt 267 zu einer zweiten Seite 263 der ersten Hülse 261 hin verschlossen ist.
Zwischen der ersten Hülse 261 und der zweiten Hülse 264 ist ein zweiter Ringspalt 268 ausgebildet, welcher mit der Aufnahme 269 für das Anschlussende 135 des Anschlusses 100 und mit einer Messeinrichtung 273 zur Detektion des Fluids verbunden ist. Die zweite Hülse 264 ist derart lokal mit der ersten Hülse 261 verbunden, dass der zweite Ringspalt 267 zu einer zweiten Seite 266 der zweiten Hülse 264 hin verschlossen ist.
Die Anschlusseinrichtung 202 weist weiterhin eine erste Dichtung 271 auf, welche um die Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 umlaufend ausgebildet ist und welche zwischen der Aufnahme 269 und der ersten Hülse 261 angeordnet ist.
Die Anschlusseinrichtung 202 weist weiterhin eine zweite Dichtung 272 auf, welche um die Hauptachse 211 der Anschlusseinrichtung 202 umlaufend ausgebildet ist und welche zwischen der Aufnahme 269 für das Anschlussende 135 des Anschlusses 100 und der zweiten Hülse 264 angeordnet ist.
Der Stutzen 208 ist an seinem zweiten Ende 210 durch den Ventilkörper 259 des Ventils 206 begrenzt. Der Stutzen 208 weist einen ersten Stutzenabschnitt 222, einen zweiten Stutzenabschnitt 223 und eine um eine Achse 224 des Stutzens 208 umlaufende Dichtung 225 auf. Das erste Ende 209 des Stutzens 208 ist an dem ersten Stutzenabschnitt 222 ausgebildet und ein zweite Ende 210 des Stutzens 208 ist an dem zweiten Stutzenabschnitt 223 ausgebildet. Der erste Stutzenabschnitt 222 ist als eine ringförmige Kappe 228 ausgebildet. Der erste Stutzenabschnitt 222 und der zweite Stutzenabschnitt 223 sind derart durch eine Schraubverbindung 226 miteinander verbunden, dass die Dichtung 225 von dem ersten Stutzenabschnitt 222 und dem zweiten Stutzenabschnitt 223 gehalten ist. Die Schraubverbindung 226 ist koaxial zur Achse 224 des Stutzens 208 ausgebildet. Der erste Stutzenabschnitt 222 und der zweite Stutzenabschnitt 223 überlappen zumindest dort, wo die Schraubverbindung 226 ausgebildet ist. Die Schraubverbindung 226 ist durch ein erstes Gewinde 229 an einer Innenseite 227 des ersten Stutzenabschnitts 222 und durch ein zweites Gewinde 230 an einer Außenseite 231 des zweiten Stutzenabschnitts 223 gebildet. Die Dichtung 225 steht in Richtung auf die Achse 224 des Stutzens 208 über eine Innenseite 227 des Stutzens 208 hervor.
Der zweite Stutzenabschnitt 223 ist zumindest teilweise doppelwandig ausgebildet. Der zweite Stutzenabschnitt 223 ist zumindest teilweise gemeinsam mit der Begrenzung 221 des Innenraums 205 der Anschlusseinrichtung 202 vakuumisoliert.
6a und 6b zeigen eine frontale und eine seitliche Schnittdarstellung eines Teils der Anschlusseinrichtung 202 aus den 1 bis 5. Zu erkennen sind die Stange 213, die Außenwand 260, die erste Hülse 261, die zweite Hülse 264, der erste Ringspalt 267, der zweite Ringspalt 268, die Spüleinrichtung 270 und die Messeinrichtung 273.
7 zeigt einen Anschluss 100 für einen Fluidtank 1, an welchen die Anschlusseinrichtung 202 aus den 1 bis 5 angeschlossen werden kann. Der Anschluss 100 umfasst ein Ventil 101 mit:

- einem Ventilraum 102, welcher umlaufend durch eine Mantelwand 103 begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite 104 eine erste Ventilöffnung 106 aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite 105 über eine Anschlussöffnung 108 mit einem Innenraum 109 des Fluidtanks 1 verbunden ist,
- einen ersten Ventilstempel 110, welcher innerhalb des Ventilraums 102 angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse 118 zwischen einer (hier gezeigten) ersten Endposition 112 und einer zweiten Endposition 113 beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition 112 die erste Ventilöffnung 106 verschließt,
- eine erste Kegelfeder 114, welche den ersten Ventilstempel 110 in dessen erste Endposition 112 vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite 104 zur zweiten Stirnseite 105 des Ventilraums 102 vergrößert.

Die Mantelwand 103 ist koaxial zum ersten Ventilstempel 110 ausgebildet. Ein Strömungspfad 116 durch die erste Ventilöffnung 106 in den Innenraum 109 des Fluidtanks 1 ist freigegeben, wenn sich der erste Ventilstempel 110 außerhalb seiner ersten Endposition 112 befindet. Der Strömungspfad 116 verläuft durch einen Mantel 136 der ersten Kegelfeder 114.
Das Ventil 101 weist einen ersten Ventilkörper 123 und einen zweiten Ventilkörper 124 auf, welche jeweils um die Ventilachse 118 umlaufend ausgebildet sind. Der Anschluss weist weiterhin eine Aufnahme 134 auf, in welcher der zweite Ventilkörper 124 im montierten Zustand gehalten ist.
Der Anschluss 100 weist weiterhin eine um das Ventil 101 umlaufende Wand 117 auf, welche von dem Ventil 101 zumindest in einem Abschnitt entlang der Ventilachse 118 durch einen Ringspalt 119 beabstandet ist.
Der Ventilraum 102 ist zwischen der ersten Stirnseite 104 und der zweiten Stirnseite 105 durch eine Zwischenwand 122 unterteilt. Die Zwischenwand 122 weist eine zweite Ventilöffnung 107 auf. Der erste Ventilstempel 110 und die erste Kegelfeder 114 sind zwischen der Zwischenwand 122 und der ersten Stirnseite 104 des Ventilraums 102 angeordnet sind. Das Ventil 101 weist weiterhin auf:

- einen zweiten Ventilstempel 111, welcher innerhalb des Ventilraums 102 zwischen der zweiten Stirnseite 105 des Ventilraums 102 und der Zwischenwand 122 angeordnet ist, welcher zwischen einer (hier gezeigten) ersten Endposition 112 und einer zweiten Endposition 113 beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition 112 die zweite Ventilöffnung 107 verschließt,
- eine zweite Kegelfeder 115, welche innerhalb des Ventilraums 102 zwischen der zweiten Stirnseite 105 des Ventilraums 102 und der Zwischenwand 122 angeordnet ist, welche den zweiten Ventilstempel 111 in dessen erste Endposition 112 vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite 104 zur zweiten Stirnseite 105 des Ventilraums 102 vergrößert.

Die erste Kegelfeder 114 ist radial außerhalb der zweiten Ventilöffnung 107 an der Mantelwand 103 und an der Zwischenwand 122 gehalten. Die zweite Kegelfeder 115 ist radial außerhalb der Anschlussöffnung 108 an der Mantelwand 103 und an der zweiten Stirnseite 105 des Ventilraums 102 gehalten.
Mit dem gezeigten Anschluss 100 kann ein Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugs 4 durchgeführt werden, welches die folgenden Schritte umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden:

a) Anschließen der Abgabeleitung 201 an den Anschluss 100 sowie Öffnen des Ventils 101,
b) Befüllen des Innenraums 109 des Fluidtanks 1 über den Anschluss 100 mit Fluid aus der Abgabeleitung 201,
c) Schließen des Ventils 101 und Abnehmen der Abgabeleitung 201 von dem Anschluss 100.

Die hier beschriebenen Schritte a) bis c) können jeweils zeitgleich mit dem entsprechenden der Schritte a) bis c) des Verfahrens durchgeführt werden, welches im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde.
Die 8a und 8b zeigen das Ventil 101 in zwei verschiedenen Stellungen. Gezeigt sind jeweils der erste Ventilstempel 110 und der zweite Ventilstempel 111 in ihrer ersten Endposition 112 (8a) und in ihrer zweiten Endposition 113. Eingezeichnet sind jeweils die erste Ventilöffnung 106, die zweite Ventilöffnung 107 und die Anschlussöffnung 108.
Das Ventil 101 weist einen den Ventilkörper 123 auf, welcher um die Ventilachse 118 umlaufend ausgebildet ist und welcher in einem montierten Zustand durch eine erste Schraubverbindung 125 gehalten ist, welche koaxial zur Ventilachse 118 ausgebildet ist. Weiterhin weist das Ventil 101 den zweiten Ventilkörper 124 auf, welcher um die Ventilachse 118 umlaufend ausgebildet ist, an welchem der erste Ventilkörper 123 in dem montierten Zustand über die erste Schraubverbindung 125 gehalten ist und welcher über eine zweite Schraubverbindung 126 gehalten ist.
Der erste Ventilkörper 123 weist einen um die Ventilachse 118 umlaufenden Flansch 127 auf, in welchem mehrere Eingriffe 128 für ein jeweiliges Eingriffselement 600 eines (in den 10, 11 a und 11 b gezeigten) Schraubwerkzeugs 6 vorgesehen sind, so dass die erste Schraubverbindung 125 ausgebildet und gelöst werden kann, indem das Schraubwerkzeug 6 um die Ventilachse 118 rotiert wird, während die Eingriffselemente 600 des Schraubwerkzeugs 6 in die entsprechenden Eingriffe 128 des ersten Ventilkörpers 123 eingreifen. Die Eingriffe 128 des ersten Ventilkörpers 123 sind jeweils als ein Durchgangsloch 129 mit einer parallel zur Ventilachse 118 ausgerichteten Achse 130 ausgebildet.
Der zweite Ventilkörper 124 weist mehrere Eingriffe 128 für ein jeweiliges der Eingriffselemente 600 des Schraubwerkzeugs 6 auf, so dass die zweite Schraubverbindung 126 ausgebildet und gelöst werden kann, indem das Schraubwerkzeug 6 um die Ventilachse 118 rotiert wird, während die Eingriffselemente 600 des Schraubwerkzeugs 6 in die entsprechenden Eingriffe 128 des zweiten Ventilkörpers 124 eingreifen. Die Eingriffe 128 des zweiten Ventilkörpers 123 sind jeweils als ein Durchgangsloch 129 mit einer parallel zur Ventilachse 118 ausgerichteten Achse 130 ausgebildet. Der zweite Ventilkörper 124 weist einen um die Ventilachse 118 umlaufenden Flansch 127 auf, in welchem die Eingriffe 128 des zweiten Ventilkörpers 124 ausgebildet sind.
An einer ersten Seite 131 und an einer zweiten Seite 132 des Flansches 127 des zweiten Ventilkörpers 124 ist jeweils eine um die Ventilachse 118 umlaufende Dichtung 133 angeordnet.
9 zeigt den ersten Ventilstempel 110 in einer Frontalansicht. Zu erkennen ist, dass der erste Ventilstempel 110 radial außen liegend mehrere Ausnehmungen 120 aufweist, mit welchen zwischen dem ersten Ventilstempel 110 und der Mantelwand 103jeweils ein Durchgang 121 gebildet ist.
10 zeigt ein Set 5 umfassend den Fluidtank 1 aus 7 sowie das Schraubwerkzeug 6.
11a und 11 b zeigen eine Frontalansicht und eine seitliche Schnittdarstellung des Schraubwerkzeugs 6 aus 10. Das Schraubwerkzeug 6 weist einen hohlen Zylinderkörper 601 auf, welcher an einer ersten Stirnseite 602 die Eingriffselemente 600 aufweist. Die Eingriffselemente 600 sind Vorsprünge, welche in einer Richtung parallel zu einer Achse 604 des Zylinderkörpers 601 über die erste Stirnseite 602 des Zylinderkörpers 601 hinausstehen. Eingezeichnet ist weiterhin eine zweite Stirnseite 603 des Zylinderkörpers 601. Die Eingriffe 128 des ersten Ventilkörpers 123 und des zweiten Ventilkörpers 124 sind für das Schraubwerkzeug 6 über den Ringspalt 119 zugänglich.
Bezugszeichenliste

1: Fluidtank
2: Vorrichtung
3: Anordnung
4: Fahrzeug
5: Set
6: Schraubwerkzeug
100: Anschluss
101: Ventil
102: Ventilraum
103: Mantelwand
104: erste Stirnseite
105: zweite Stirnseite
106: erste Ventilöffnung
107: zweite Ventilöffnung
108: Anschlussöffnung
109: Innenraum
110: erster Ventilstempel
111: zweiter Ventilstempel
112: erste Endposition
113: zweite Endposition
114: erste Kegelfeder
115: zweite Kegelfeder
116: Strömungspfad
117: Wand
118: Ventilachse
119: Ringspalt
120: Ausnehmung
121: Durchgang
122: Zwischenwand
123: erster Ventilkörper
124: zweiter Ventilkörper
125: erste Schraubverbindung
126: zweite Schraubverbindung
127: Flansch
128: Eingriff
129: Durchgangsloch
130: Achse
131: erste Seite
132: zweite Seite
133: Dichtung
134: Aufnahme
135: Anschlussende
136: Mantel
200: Fluidquelle
201: Abgabeleitung
202: Anschlusseinrichtung
203: erstes Ende
204: zweites Ende
205: Innenraum
206: Ventil
207: Ventilantrieb
208: Stutzen
209: erstes Ende
210: zweites Ende
211: Hauptachse
212: Winkel
213: Stange
214: Zylinder
215: Kolben
216: Ventilstempel
217: erste Endposition
218: zweite Endposition
219: Ventilöffnung
220: Rohr
221: Begrenzung
222: erster Stutzenabschnitt
223: zweiter Stutzenabschnitt
224: Achse
225: Dichtung
226: Schraubverbindung
227: Innenseite
228: ringförmige Kappe
229: erstes Gewinde
230: zweites Gewinde
231: Außenseite
232: Ventilachse
233: Zylinderfeder
234: Ventilteller
235: Ventilschaft
236: Flansch
238: Ausnehmung
239: Durchgang
240: Strömungspfad
241: Mantel
242: erster Stangenabschnitt
243: zweiter Stangenabschnitt
244: dritter Stangenabschnitt
245: vierter Stangenabschnitt
246: Steckverbindung
247: Balg
248: Justierelement
249: Schraubverbindung
250: Gehäuse
251: Ausgleichselement
252: Balg
253: Achse
254: erster Gehäuseabschnitt
255: zweiter Gehäuseabschnitt
256: Überlappungsbereich
257: Mündung
258: Zwischenraum
259: Ventilkörper
260: Außenwand
261: erste Hülse
262: erste Seite
263: zweite Seite
264: zweite Hülse
265: erste Seite
266: zweite Seite
267: erster Ringspalt
268: zweiter Ringspalt
269: Aufnahme
270: Spüleinrichtung
271: erste Dichtung
272: zweite Dichtung
273: Messeinrichtung
274: Verrastelement
600: Eingriffselement
601: Zylinderkörper
602: erste Stirnseite
603: zweite Stirnseite
604: Achse

Claims

Anordnung (3) umfassend einen Fluidtank (1) und einen daran angebundenen Anschluss (100), wobei der Anschluss (100) umfasst: - einen Ventilraum (102), welcher umlaufend durch eine Mantelwand (103) begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite (104) eine erste Ventilöffnung (106) aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite (105) über eine Anschlussöffnung (108) mit einem Innenraum (109) des Fluidtanks (1) verbunden ist, - einen ersten Ventilstempel (110), welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums (102) angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse (118) zwischen einer ersten Endposition (112) und einer zweiten Endposition (113) beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition (112) die erste Ventilöffnung (106) verschließt, - eine erste Kegelfeder (114), welche den ersten Ventilstempel (110) in dessen erste Endposition (112) vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite (104) zur zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) vergrößert.
Anordnung (3) nach Anspruch 1, wobei ein Strömungspfad (116) durch die erste Ventilöffnung (106) in den Innenraum (109) des Fluidtanks (1) freigegeben ist, wenn sich der erste Ventilstempel (110) außerhalb seiner ersten Endposition (112) befindet.
Anordnung (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Mantelwand (103) koaxial zum ersten Ventilstempel (110) ausgebildet ist.
Anordnung (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Anschluss (100) weiterhin eine um zumindest einen Teil des Ventils (101) umlaufende Wand (117) aufweist, welche von dem Ventil (101) zumindest in einem Abschnitt entlang der Ventilachse (118) durch einen Ringspalt (119) beabstandet ist.
Anordnung (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Ventilstempel (110) radial außen liegend mehrere Ausnehmungen (120) aufweist, mit welchen zwischen dem ersten Ventilstempel (110) und der Mantelwand (103) jeweils ein Durchgang (121) gebildet ist.
Anordnung (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ventilraum (102) zwischen der ersten Stirnseite (104) und der zweiten Stirnseite (105) durch eine Zwischenwand (122) unterteilt ist, wobei die Zwischenwand (122) eine zweite Ventilöffnung (107) aufweist, wobei der erste Ventilstempel (110) und die erste Kegelfeder (114) zwischen der Zwischenwand (122) und der ersten Stirnseite (104) des Ventilraums (102) angeordnet sind, und wobei das Ventil (101) weiterhin aufweist: - einen zweiten Ventilstempel (111), welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums (102) zwischen der zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) und der Zwischenwand (122) angeordnet ist, welcher zwischen einer ersten Endposition (112) und einer zweiten Endposition (113) beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition (112) die zweite Ventilöffnung (107) verschließt, - eine zweite Kegelfeder (115), welche innerhalb des Ventilraums (102) zwischen der zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) und der Zwischenwand (122) angeordnet ist, welche den zweiten Ventilstempel (111) in dessen erste Endposition (112) vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite (104) zur zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) vergrößert.
Anordnung (3) nach Anspruch 6, wobei die erste Kegelfeder (114) radial außerhalb der zweiten Ventilöffnung (107) an der Mantelwand (103) und/oder an der Zwischenwand (122) gehalten ist.
Anordnung (3) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die zweite Kegelfeder (115) radial außerhalb der Anschlussöffnung (108) an der Mantelwand (103) und/oder an der zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) gehalten ist.
Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugs (4) mit einer Anordnung (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Fluid, umfassend die folgenden Schritte, welche in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden: a) Anschließen einer Abgabeleitung (201) an den Anschluss (100) sowie Öffnen des Ventils (101), b) Befüllen des Innenraums (109) des Fluidtanks (1) über den Anschluss (100) mit Fluid aus der Abgabeleitung (201), c) Schließen des Ventils (101) und Abnehmen der Abgabeleitung (201) von dem Anschluss (100).
Anschluss (100) zur Aufnahme einer Leitung (201), umfassend: - einen Ventilraum (102), welcher umlaufend durch eine Mantelwand (103) begrenzt ist, welcher an einer ersten Stirnseite (104) eine erste Ventilöffnung (106) aufweist und welcher an einer zweiten Stirnseite (105) eine Anschlussöffnung (108) aufweist, - einen ersten Ventilstempel (110), welcher zumindest teilweise innerhalb des Ventilraums (102) angeordnet ist, welcher entlang einer Ventilachse (118) zwischen einer ersten Endposition (112) und einer zweiten Endposition (113) beweglich ist, und welcher in seiner ersten Endposition (112) die erste Ventilöffnung (106) verschließt, - eine erste Kegelfeder (114), welche den ersten Ventilstempel (110) in dessen erste Endposition (112) vorspannt und welche einen Querschnitt hat, der sich in einer Richtung von der ersten Stirnseite (104) zur zweiten Stirnseite (105) des Ventilraums (102) vergrößert.