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"Füllverschlußanordnung für Kraftstofftanks".
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Füllverschlußanordnung,
die in Verbindung iit einei Metallzwischen ring für Kraftstofftanks bei Flugzeugen
verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich genauer gesagt auf eine verbesserte.
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Verschlußkonstruktion, die gegenüber den Verschlüssen gemäß dem Stand
der Technik einen grösseren Sicherheitsfaktor zur Verhinderung von Unfällen aufweist,
die durch elektrische Entladungen verursacht werden, welche durch statische Elektrizität,
Blitzschlag oder sonstige elektrische Quellen hervorgerufen werden, die in dem Tank
befindliche Kraftstoffdämpfe entzünden.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in
de@ Schaffung einer neuartigen Form eines Tankverschlußdeckels, bei dem jegliche
elektrische Ladung, die in der Lage ist, einen Funken hervorzurufen, zwangsläufig
an der Außenseite des Tanks auftreten muß und damit schadlos zur Erde abgeleitet
werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Verschlußplatte von besonderer
Ausbildung vorgesehen wird, bei der der Durchmesser der Platte gegenüber den angrenzenden
gekrümmten Teilen des Zwischenringes, wenn die Anordnung verschlossen und abgedichtet
ist, so verringert worden ist, daß so viel offene Fläche wie möglich für Druckzerstreuung
ermöglicht wird, während gleichzeitig mehrere in Abstand voneinander angeordnete
Kontaktfinger sehr eng an dem Zwischenring gehalten werden, u in einen kleinstmöglichen
Luftspalt fllr die Zerstreuung jeglicher elektrischer Ladung zu bilden. Diese Form
umfasst mehrere hervorstehende Finger um den äusseren Umfang der Verschlußplatte,
durch mehrere abwechselnde Abschnitte mit grösserem und kleinerem Durchmesser gebildet
werden. Der Abschnitt mit grSsserel Durchmesser sollte im Idealfall einen Metall-Metall-Kontakt
iit dem Zwischenring herstellen, jedoch hat es sich im Hinblick auf die Toleranzuerfordernisse
und Durchmesserabweichungen als wünschenswert herausgestellt, einen minimalen zulässigen
Spieljaum vorzusehen. Durch diese Anordnung wird es ermöglicht, daß die Füllverschlußanordnung
einen hohen Sicherheitsfaktor aufweist, da der durch die Ionisierung der Luft in
den ringförmigen Schlitz zwischen dem Verschlußdeckel und dem Zwischenring
hervorgerufene
Druck so groß ist, daß er den 0-Ring zusamsendrückt und einen Zustand des Vorbeiblasens
hervorruft, das in den Tank gelangen kann. Dadurch, daß die Verschlußplatte mit
bogenförmigen Abschnitten von grösserem Durchmesser und damit abwechselnden bogentörmigen
Abschnitten mit geringerem Durchmesser gebildet wird, ruft jeder plötzliche Druckanstieg
in diesem ringföriigen Schlitz infolge der Ionisierung keine Beschädigung des Verschlußdeckels
hervor, da die Gase in den Bereich über dem Deckel entweichen.
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Um den Sicherheitsfaktor noch zu erhöhen, kann ferner mit dem Bereich
über den 0-Ring eine Schutzwand gegen elektrische Entladung verwendet werden, die
zwei wichtige Funktionen ausübt. Erstens beschränkt sie jegliche elektrische Funkenbildung
auf den schmalen Spalt zwischen den Rand des Deckels und den Zwischenring ausserhalb
des Tanks. Zweitens schützt sie die Flüssigkeitsdichtung vor Beschädigungen durch
den Druck elektrischer Entladungen und vor kleinen Stückchen heißen, geschmolzenen
Metalls, die durch elektrische Lichtbogenbildung hervorgerufen werden. Ferner verhindert
sie, daß elektrische Funken, die durch eine elektrische Entladung erzeugt werden,
in den Hohlraum unmittelbar über den Tank und der Flüssigkeitsdichtung gelangen.
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Eine Haltering aus plastischem Kunststoff hält den unteren Rand des
0-Ringes, und die Funktion dieses Kunststoffhalteringes besteht neben dem Halten
des 0-Ringes und der Flüssigkeitsdichtung iii der Schaffung eines größeren Spaltes
zwischen
Metallteilen des Verschlußdeckels und dem Metallzwischenring
innerhalb des Tanks.
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Ein weiterer Gefahrenbereich besteht bei den herkömmlichen Verschlüssen
um die in der Mitte beiindliche senkrechte Welle, die an einer Stelle unterhalb
der oberen Fläche des Verschlußdeckels durch einen 0-Ring abgedichtet ist, und zwischen
dieser Fläche und dem 0-Ring k1 einem ringförmigen Hohlraum. Dieser Hohlraum ist
einem Funken mit hoher Geschwindigkeit oder einem Luftimpuls ausgesetzt, wenn über
der VorschlWssanordnung ein Blitz auftritt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird
in diesem Hohlraum ein Isolierring angeordnet, der dazu dient, das Eindringen eines
Funkens odor von ionisierter Luft unter Druck nach unten in das Zentrum des Tanks
tu verhindern.
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In den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der vor liegenden
Erfindung veranschaulicht sind, ist Figur 1 eine Draufsicht auf eine die vorliegende
Erfindung enthaltende Verschlußplatte, Figur 2 eine Seitenrissansicht der Verschlußplatte,
in der die Teile in geschlossener-Stellung gezeigt sind, Figur 3 eine vergrösserte
Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Figur 1, Figur 4 eine Ansicht des Verschlußdeckels
gemäß der vorliegenden Erfindung von unten, Figur 5 eine Teilschnittansicht entlang
der Linie 5-5 in Figur 4,
Figur 6 eine Teilschnittansicht, in der
eine abgewandelte Dichtungsanordnung gezeigt ist, und Figur 7 eine Drauisicht auf
den Verechloißring für den Kurvensteuerteil des Handgriffes.
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Die Füllverschlußanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst
eine Verschlußplatte 1, die aus Metall bestehen kann und mit einer Mittelöffnung
2 versehen ist, die ein Lager für eine Druckplatte bildet, die auf einer Welle 3
getragen wird.
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Diese Welle trägt an ihrem oberen Ende einen Handgriff 4, der durch
einen Drehzapfen 5 gehalten wird, der durch in Abstand voneinander verlauiende Ösen
6 verläuft. Die entgegengesetzten Enden des Drehzapfens 5 sind vorzugsweise kegelförmige
ausgebildet, wie bei 7 gezeigt. Die obere Fläche der Verschlußplatte weist eine
Ausnehmung von unregelmässiger Form auf, in der der Handgriff versenkt aurgenoen
wird, wenn sich die Teile des Verschlusses in geschlossener Stellung befinden. Die
Ausnehmung umfasst einen mittleren halbkreisförmigen Teil 9 mit kleineren Abmessungen,
als der Hauptteil 8, und die entgegengesetzten, kegelförmig ausgebildeten Enden
7 des Drehzapfens 5 befinden sich in geringem Abstand von den senkrechten Wänden
des mittleren halbkreisförmigen Teiles 9 oder können'diese senkrechten Wände sogar
berühren. Der äussere Unfang der Verschlußplatte ist nicht genau kreisförmig, wie
bei den bekannten Vorrichtungen, sondern ist vielmehr durch abwechselnde Teile mit
grösserem Durchmesser und mit kleinerem Durchmesser gekennzeichnet, die mit 10 bzw.
ii bezeichnet sind. Der Durchmesser der Teile 10 ist so bemessen, daß der Umfang
der Teile 10 bei
geschlossenem und abgedichtetem Zustand der Verschlußanordnung
so nahe an dem benachbarten schräg verlaufenden Rand 12 des Zwischenringes 13 liegt,
wie es durch die Herstellungstoleranzen ermöglicht wird. Im Idealfall sollten diese
Umfangsfinger 10 in radialer Richtung lang genug sein, um den Zwischenring 13 zu
berühren, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daß sich beim Schliessen des
Verschlußdeckels iniolge der Berührung zwischen Metall und Metall die Teile aneinander
iestfressen können.
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Das Ausmaß, um das die Zwischenteile ii von geringerem Durchmesser
sind, wird ausschliesslich durch die Notwendigkeit bestimmt, einen Spalt von genügender
Breite zwischen diesen Teilen und dem Zwischenring 13 vorzusehen, um jeglicher Entladung
von ionisierter Luft in den umschlossenen Raum 18 unter den Fingern 10 ireien Zugang
zu dem offenen Rau iber dem Verschlußdeckel zu gestatten und damit den Auibau von
DrUcken zu verhindern, die hoch genug sind, um die Ränder des Verechlußdeckels nach
oben und aus ihrer Form zu blasen. Bin optimaler Abstand beträgt etwa 0,381 w. Der
Unterschied dieser Abstände ist in übertriebener Form in Figur 3 veranschaulicht.
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Wie es bei Füllverschlußanordnungen üblich ist, weist der Handgriff
an seiner unteren Fläche eine Kurvensteuerfläche 14 auf, die an einer Verschleißplatte
15 mit einer Mittelöfinung für eine Welle wirkt, um die Welle nach oben zu ziehen,
wen der handgriff von der senkrechten offenen Stellung in die gezeigte
waagerechte
geschlossene Stellung bewegt wird. Der äussere Umfang der Verschleißplatte weist
in entsprechender Weise abwechselnde Teile mit grösserem Durchmesser 16 und geringerem
Durchmesser 17. aus demselben Grund auf, aus dem auch der Rand der Verschlußplatte
so ausgebildet ist.
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Ein elastischer Ring 19 zur Bewirkung der eigentlichen Flüssigkeitsabdichtung
zwischen dem Verschlußdeckel und den an dem Tank (nicht gezeigt) befestigten Zwischenring
13 findet Auinahme in einer Ausnehmung 20, die rechtwinkligen Querschnitt hat, und
liegt dichtend an dem gekrümmten, ringförmigen Eck 21 des Zwischenringes an. Der
0-Ring 19 wird in fester Anlage an der oberen ringförmigen Wand der Ausnehmung 20
durch einen Ring 22 aus plastischem Kunststoff oder sonstiger Isoliermaterial gehalten,
der in einer Ausnehmung 23 sitzt, die rechtwinkligen Querschnitt hat. Der Ring 22
wird in dem Sitz durch eine ringförmige Lippe 24 mit nach außen umgebogenem Rand
gehalten. Der Ring 22 weist eine Äusnehning 25 an seiner oberen Fläche inNähe seinee
äusseren Randes auf, durch die ein schmaler ringförmiger Sitz 26 für die Abstützung
des O-Ringes 19 gebildet wird Diese Anordnung ermöglicht es, daß der Flüssigkeitsdichtungs-O-Ring
im Falle einer Ausbauchung teilweise in die Ausnehmung 25 gedrückt werden kann.
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Über dem Flüssigkeitsdichtungsring ist ein kreisförniger Ring 27
aus Isolierstoff angeordnet, um eine ringiörmige elektrische Abschirmung zu bilden,
und dieser Ring, der u#prünglich
flach war, ist konisch nach unten
verformt und wird durch eine ringförmige Rippe 28 gehalten, die an der unteren Fläche
dei Verschlußplatte 4 ausgebildet ist. Der äussere Rand 29 des Ringes 27 ist normalerweise
flach, ist Jedoch in der Zeichnung in derjenigen Stellung gezeigt, die er einnimmt,
wenn der Verschlußdeckel in Berührung mit dem Zwisch.nring steht, und ist daher
um seinen äusseren Rand leicht nach oben gewölbt.
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Der Haltering 22 aus Isolierstoff weist mehrere nach unten verlaufende
Nasen 30, die den Teil eines ringförmigen Flansches 33 bildet, der um die untere
Fläche des Halteringes herum verläuft. Der Außendurchmesser des Flansches ist derart,
daß der Flansch ohne weiteres in die Mittelöffnung 34 in den Zwischenring 13 bewegt
werden kann. Die Nasen verlaufen weiter nach außen in radialer Richtung, als der
Flansch, und wenn der rullverschluß zunächst zum Zwecke des Abdichtend in den Zwiocheiring
bewegt wird, gelangen die Nasen durch Schlitz 32 in der unteren ringförmigen Wand
des Zwischenringes 13 hindurch. Die Schliessung des Tanks wird durch eine schalenförmige
Druck platte 36 bewirkt, die vorzugsweise aus plastischem Kunststoff geformt oder
herausgearbeitet ist und in ihrer Mitte mit einer Nabe 38 ausgebildet ist, die nach
oben bis fast zu der Verschleißplatte 15 verläuft, und die mit einer mittlere senkrechten
Bohrung 39 versehen ist, die die Welle 3 fest und nicht drehbar aufnimmt. Der obere
Teil der Nabe weist eine ringfö1inige Aussparung 41 auf, in der ein elastischer
Ring 42
zum Zwecke der Flüssigkeitsabdichtung Aufnahme findet.
Auf diese Weise besteht keine Möglichkeit des Auftretens eines Lichtbogens an der
Tankseite des elastischen Ringes 42 infolge eines Druckstosses an diesem Ring vorbei.
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An dem oberen Ende der Nabe 38 ist ein ursprünglich flacher Dichtungsring
44 angeordnet, der aus elastischen Isolierstoff besteht, und dessen Querschnittsbreite
grösser ist, als der Ringraum zwischen den Welle 3 und einer Mittelbohrung 2 in
dem Verschlußdeckel. Wenn also der Dichtungsring 44 nach unten in die ringförmige
Aussparung bewegt wird, werden sein innerer und sein äusserer Unfangsrand nach oben
gewölbt, wie bei 47 gezeigt. Der Außendurchmesser der Nabe 3# ist gegenüber der
Mittelöffnung 2 derart, daß ein enger Sitz zwischen diesen Teilen gebildet wird,
ohne dabei Jedoch die freie Drehing der Druckplatte zu verhindern. Die Welle 3 sitzt
im Preßsitz in der senkrechten Bohrung 39, da die Welle sich gegenüber der Druckplatte
nicht drehen darf.
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Das untere Ende der Bohrung 39 ist mit einer Gegenböhrung 37 ausgebildet,
die einen Kopf 34 der Welle 3 aufnimmt, und jedes geeignet Mittel, wie z.B. Keile,
können dazu verwendet werden, die Welle in der Bohrung 39 gegen Drehung zu sichern.
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An ihrem äusseren Umfang weist die Druckplatte Nasen 52 auf, die
auf die Nasen 30 des Ringes 22 ausgerichtet sind, wenn der Verschlußdeckel zunächst
in da Zwischenring 13 angeordnet
wird. Diese Ausrichtung wird
dadurch bewirkt, daß der Handgriff, die Welle und die Druckplatte im Gegenuhrzeigersinn
gedreht werden, und die Drehung wird durch Jedes geeignete Mittel, wie z.B. eine
Schulter 37 angehalten, die zu den tieferen Abschnitt 3i des Flansches führt. Die
Nasen 52 der Druckplatte sind nun unmittelbar unter den Nasen 30 ausgerichtet, und
die Nasen 52 verlaufen durch die Schlitze 32 und unter der unteren Wand 35 des Zwischenringes
13, während die Nasen 30 an dem Haltering in die Schlitze 32 verlaufen und dort
verbleiben.
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Wenn drei Sätze von Nasen 52 und Schlitzen 32 vorhanden sind, sind
auch drei tiefere Abschnitte 31 vorhanden, die di. Schultern oder Anschläge 37 an
einem Ende bilden. An dem anderen Ende des tieferen Flanschabschnittes ist eine
weitere Schulter (nicht gezeigt) ausgebildet, die die Drehung in der anderen Richtung
begrenzt, wenn der Verschlußdeckel um etwa 45° gedreht worden ist, um die Klemmnasen
52 aus den Schlitzen 32 hinwegzubewegen, woraufhin der Handgriff in die in Figur
3 gezeigte Stellung herunterbewegt wird, in der ein Vorsprung 45 an dem Handgriff
die Verschleißplatte 15 berührt und die Abdichtung vollständig ist. Der Füllverschlußdeckel
wird, wenn er von dem Ta«k abgenommen ist, an diesem festgehalten; dazu dient ein
Vorsprung 55, der von der Druckplatte ausgeht und einen Schlitz 56 aufweist, in
dem ein Band 59 befestigt ist, das in geeigneter Weise im Inneren des Tanks befestigt
ist. Wenn sich der Tankverschluß in unversperrtem Zustand befindet, wird die Druckplatte
46 gegenüber dem Verschlußdeckel
durch eine Feder 46 nach unten
gedruckt.
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Anstatt den getrennten O-Ring 19 für die Flüssigkeitsabdichtung und
einen weiteren Ring 27 zur Bildung der elektrischen Abschirmung vorzusehen, können
diese beiden Teile auch kombiniert werden, wie es in Figur 6 veranschaulicht ist.
Der Verschlußdeckel 64 weist einen Flüssigkeitsdichtungsring 65 von unrigelmässiger
Form mit einer gekrliliten unteren Fläche 66, im wesentlichen parallelen Seitenrändern
67 und einen obere ren inneren Teil 68 auf, der in einen ringförmigen Schlitz 69
mit V-förmigem Querschnitt verläuft, und einen ringförmigen Flügelteil 70, der unter
einer Biegebeanspruchung nach oben bewegt wird, wenn der Yerschlußdeckel in den
Zwischenring 13 angeordnet wird.
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Dadurch, daß die Finger 10 vorgesehen sind, die den Zwischenring
13 nahezu berühren, gelangt jegliche elektrische Entladung von dem Verschlußdeckel
Uber den Zwischenring zu der Außenhaut und damit zur Erde. Die häufigere Quelle
flir Schwierigkeiten liegt in den Bereich 18 unter den Fingern, wo eine plötzliche
Energiezerstreuung die Luft in dem unmittelbaren Bereich der Entladung lonisiert,
was zu einem plötzlichen hohen Ansteigen des örtlichen Druckes führt. Dadurch wurde
oft eine Druckstosswirkung hervorgerufen, durch die der äussere Rand der Verschlußplatte
nach oben gebogen wurde und damit die Dichtung, der Tank und iUr gewöhnlich auch
das Flugzeug zerstört wurden.
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Die Dichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert dies in
wirkungsvoller Weise ebenso, wie sie ein WVorbeiblasen" verhindert, das stattfindet,
wenn der Druckstoss anstatt den Rand des Verschlußdeckels nach oben zu blasen, nach
unten an dem 0-Ring und in den Tank mit dem gleichen zerstörerischen Ergebnis gelangt.
Der Dichtungsring 27, der über einen Teil der Fläche des Zwischenrings liegt, verhindert
dies in wirkungsvoller Weise, und die Abdichtung durch den Ring 44 und den 0-Rin
42 um die Welle ist in gleicher Weise wirksam, un dies in der Mitte der Verschlußanordnung
zu verhindern. Elektrische Entladung kann zwischen den kegelförmig ausgebildeten
Enden 7 des Stiftes und den Seiten der Ausnehmung 9 in dem Verschlußdeckel stattfinden,
und damit verhindert die Zntladung aller elektrischen Energie in die Verschleißplatte
die Bildung von elektrischen Entladungsfunkon, und der Verschleißring 15 mit abwechselnd
größerem und kleineren Durchmesser hat dieselbe Wirkung wie die entsprechende Ausbildung
an dem Rand des Verschlußdeckels. Dadurch wird ferner ein elektrisches Festachweissen
des Stiftes 5 am dem handgriff 4 und an der Welle 3 verhindert.