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Die
Erfindung betrifft eine Behälterverschlußanordnung.
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Behälterverschlußeinrichtungen
weisen häufig
einen mittels eines Schraubgewindes oder einer Bajonett-Verriegelung
abnehmbaren Deckel auf, welcher eine Behälteröffnung abdeckt. Ein bekanntes Beispiel
hierfür
sind die Verschlußdeckel
von Kraftfahrzeug-Tankstutzen. Besonders in diesem Anwendungsgebiet
ist es von Nachteil, daß durch
die zum Abnehmen und nachträglichen
Aufsetzen erforderliche Handhabung des Deckels Verschmutzungen und insbesondere
unangenehmer Geruch an den Händen
auftreten.
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Da
beim Betanken auch sonst durch austretende Dämpfe und verspritzten Kraftstoff
Unannehmlichkeiten oder gar Gesundheitsgefahren zu befürchten sind,
sind auch bereits Roboter-Tankanlagen vorgeschlagen und im geringen
Umfang im Einsatz, bei welchem der Tankvorgang automatisch abläuft. Da ein
durch Schraubverschluß abnehmbarer
Deckel den automatisierten Vorgang erheblich kompliziert, ist bereits
ein Tankverschluß bekannt,
bei welchem eine schwenkbare Klappe die Tanköffnung verschließt. Die
Klappe ist um eine am oberen Rand der Öffnung horizontal verlaufende
Achse nach innen schwenkbar und durch eine Federkraft von innen
gegen die Öffnung
gedrückt.
Durch Druck mit dem Füllrohr
einer Zapfpistole auf die Klappe in Einführungsrichtung gibt diese entgegen
der Federkraft nach und gibt die Öffnung frei. Nach Entnehmen
der Zapfpistole schließt
die Klappe wieder automatisch. Die Anordnung ist als Einsatz zum
Austausch der gebräuchlichen
Verschlußdeckel
auf den Tankeinfüllstutzen aufsetzbar.
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Die
DE 195 43 034 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zum automatischen Betanken, bei welchem der fahrzeugseitige
Tankverschluss durch federbetätigte
Klappen verschlossen ist und in dessen Fortsetzung einen Einfüllkanal
mit einem kegelförmigen
Anfangsbereich mit einer seitlichen Entlüftungsleitung aufweist. Die
Tankpistole weist an ihrem freien Ende eine dem Anfangsbereich entsprechende
Kegelform mit einer zentralen Kraftstoffleitung und einer seitlichen
Entlüftungsleitung
auf, welche durch einen entgegen einer Federkraft verschiebbaren
Rohrmantel umgeben ist. Beim Betankvorgang werden die Klappen durch
den Rohrmantel geöffnet,
welcher sich an danach an einer Anlagefläche um den Eingangskanal abstützt. Die
Kegelform des freien Endes der Tankpistole legt sich an den kegelförmigen Eingangsbereich
des Einfüllkanals
an, wobei auch die Entlüftungsleitungen
des Tankverschlusses und der Tankpistole zur gegenseitigen Überdeckung
kommen.
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In
der
WO 90/14244 A1 ist
ein Tankverschluss beschrieben, welcher einen elastischen Dichtungskörper enthält. Der
Dichtungskörper
weist an seinem nach außen
weisenden Ende eine runde Öffnung
mit nach außen
kegelförmiger
Erweiterung auf. Das dem Innenraum zugewandte Ende des Dichtungskörpers ist
in zusammenhängende
Segmente unterteilt, welche in einer durch eine Federanordnung stabilisierten
Ruhestellung eine geschlossene kreuzförmige Lippendichtung bilden.
Die Segmente können
durch das freie Ende einer Tankpistole radial aufgeweitet werden,
so dass die Tankpistole durch den Dichtungskörper hindurch gedrückt werden
kann.
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Bei
einem in der
US 4 760 933 beschriebenen
Tankverschluss ist ein elastischer Dichtungskörper gleichfalls durch das
freie Ende der Tankpistole elastisch aufweitbar und bildet in einer
Ruhestellung an einem dem Tankinnenraum zugewandten Ende eine flache
Lippendichtung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behälterverschlußanordnung
anzugeben, welche ohne Abnahme einer Abdeckung und insbesondere
auch mittels einer automatischen Befüllvorrichtung einen Zugang
zum Behälterinnenraum mittels
einer Fluidleitung erlaubt und die Öffnung selbsttätig verschließt.
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Die
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegeben Merkmale gelöst. Die
Unteransprüche
enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
Erfindung ermöglicht
ein günstiges
Verhältnis
von lichter Weite der Öffnung
zur Bautiefe der Schließeinrichtung
und damit einen nachträglichen Einbau
zum Ersatz herkömmlicher
Verschlüsse
auch bei engen Raumverhältnissen
in Einführrichtung
unter Erhaltung eines großen
maximalen Öffnungsdurchmessers.
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Die
Schließelemente
können
in einer ersten mechanisch besonders einfachen Ausführung fest mit
Abdichteinrichtungen versehen sein und insbesondere an ihren aneinanderstoßenden Kanten
mit dichtendem Material bestückt
sein. Eine bevorzugte Ausführung
sieht eine von den Schließelementen
getrennte und von diesen in Einsteckrichtung der Fluidleitung, insbesondere
einer Zapfpistole, beabstandete Dichteinrichtung vor, welche dann
auf die Eigenschaften zur Fluidabdichtung eines Kanals optimiert sein
kann. Die Schließelemente
erlauben durch die günstige
Ausführung
auch mit dieser zusätzlichen Dichteinrichtung
eine kompakte Bauform der Anordnung und schützen zugleich die Schließelemente
vor Umwelteinflüssen,
insbesondere vor die Dichtfunktion evtl. beeinträchtigenden Verschmutzungen
und vor mechanischer Beschädigung.
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Insbesondere
bei der erstgenannten einfachen Ausführung kann es vorteilhaft sein,
am Ende eines zum Tankinnenraum führenden Rohrs eine federnd
schließende
schwenkbare Absperrklappe vorzusehen.
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Die
Schließelemente
sind vorteilhafterweise quer zur Einführungsrichtung der Fluidleitung
verschiebbar. Insbesondere kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen sein, daß die Schließelemente
im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Einführungsrichtung
linear verschiebbar sind, und dabei insbesondere in Teleskopführungen
geführt
sein können.
Zur Umsetzung der von einer in Einführungsrichtung drückenden
Fluidleitung ausgeübten
Kraft in eine Verschiebung der Schließelemente quer zur Einführungsrichtung
weisen die Schließelemente
vorteilhafterweise schräge
Anlaufflächen
auf, welche keilförmig
aufeinander zu gerichtet sind. Die Anlaufflächen können gegen die mechanische
Beanspruchung des Öffnungsvorgangs
besonders ausgebildet, beispielsweise durch ein Federstahlblatt
geschützt
sein. Auf die Schließelemente wirkt
vorzugsweise ständig
eine Rückstellkraft
zur Schließposition
hin, wodurch zum einen der lichte Querschnitt immer so klein wie
möglich
bleibt und zum andern eine Lagesicherung der eingeführten Fluidleitung
gegeben ist.
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Unter
Einführungsrichtung
oder Einsteckrichtung sei dabei die mittlere Bewegungsrichtung bei
der Einführung
des vorderen Abschnitts einer Fluidleitung, insbesondere einer Zapfpistole
verstanden. Die von der durch die Schließelemente abgedeckten Behälteröffnung aufgespannte
Fläche
verläuft
im wesentlichen senkrecht zu dieser Einführungsrichtung. Geringe Verkippungen
der Fluidleitung aus dieser Richtung sind dabei unkritisch. Bei
Einführung
der Fluidleitung von Hand wird durch die schrägen Anlaufflächen unwillkürlich eine
ungefähre
Ausrichtung der Fluidleitung in die Einführungsrichtung veranlaßt. Die
Anlaufflächen
können
auch seitlich angeschrägt sein
und dadurch auch in dieser Richtung zentrierend wirken.
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In
Einführungsrichtung
nach der Behälteröffnung tritt
wie auch bei herkömmlichen
Tankstutzen vorteilhafterweise ein Einführungskanal auf. Dieser ist
typischerweise annähernd
rohrförmig.
Eine vorteilhafte Ausführung
der Erfindung sieht vor, die Verschlußanordnung als Einsatz in vorhandene
Behältereinlässe, insbesondere
Tankstutzen in Kraftfahrzeugen vorzusehen.
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Die
Einsätze
enthalten dabei vorteilhafterweise in einem zum Behälterinnenraum
weisenden Teil einen rohrförmigen
Ansatz, der mit seinem Außendurchmesser
eng an der Innenwand des vorhandenen Tankstutzens anliegt. Insbesondere
kann der rohrförmige
Ansatz eine beispielsweise längsgeschlitzte
Federhülse
als äußere Hülle aufweisen,
die unter elastischer Spannung an der Innenwand des Stutzens anliegt
und dort durch Klemmung kraftschlüssig gehalten ist. Eine solche
Ausführung
eines Verschlußeinsatzes
ist besonders einfach einzusetzen und toleriert Maßabweichungen
des Innendurchmessers. Mit einer nur kraftschlüssigen Festlegung des Einsatzes
im Stutzen kann der Einsatz auch einem auftretenden Überdruck
im Behälter
ausweichen. Eine Abdichtung ist vorteilhafterweise durch eine innenliegende
Dichtung gegeben, welche sich vorzugsweise bis zur Stirnkante des
rohrförmigen Ansatzes
erstreckt und dort umlaufend an der Innenfläche des Stutzenrohrs anliegt.
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Der
Kanal, durch welchen eine Fluidleitung in Richtung zum Behälterinnenraum
durchführbar
ist, ist über
einen Längsabschnitt
innen durch ein wenigstens abschnittsweise schlauchförmiges flexibles Dichtelement
begrenzt, dessen Kanalquerschnitt veränderbar und insbesondere zur
fluiddichten Absperrung vollständig
abschnürbar
ist. Das Dichtelement ist vorzugsweise aus elastisch, insbesondere
gummielastisch dehnbarem Material.
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Zur
Variation des Kanalquerschnitts des Dichtelements ist eine an der
Außenfläche des
Dichtelements anliegende Klemmanordnung vorgesehen, deren Klemmelemente
in einer stabilen Dichtposition das Dichtelement quer zur Einführungsrichtung
(= Längsrichtung
des Kanals) zwischen sich einklemmen und so den Kanal fluiddicht
abschnüren.
Zur Freigabe des Kanals durch Erweiterung des Kanalquerschnitts
des Dichtelements sind die Klemmelemente entgegen einer Rückstellkraft
aus der Dichtposition verschiebbar. Vorteilhafterweise sind mechanische
Mittel vorgesehen, welche bei geöffneter
Klemmung der Klemmelemente eine Längsstreckung des schlauchförmigen Abschnitts
des Dichtelements bewirken, so daß dem Dichtelement wieder die Schlauchform
mit durchgehend großer
Kanalweite aufgezwungen und eine eventuelle Haftung der zuvor durch
die Klemmung gegeneinandergepreßten Flächen zuverlässig aufgehoben
wird. Die Längsstreckung
wird vorzugsweise gleichfalls durch die Klemmelemente in deren maximaler Öffnungsposition
bewirkt.
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Die
Klemmelemente sind vorzugsweise als ein Paar von Klemmbügeln ausgeführt, welche
um eine senkrecht zur Kanallängsrichtung
ausgerichtete und zumindest annähernd
durch die Kanalmittel verlaufende Schwenkachse schwenkbar sind.
In Schließstellung
verläuft
die Bewegungsrichtung der Klemmbügel
senkrecht zur Dichtfläche
der Dichtelemente, so daß keine
tangentiale reibende Komponente zwischen den Dichtflächen auftritt
und die Dichtelemente auch nach zahlreichen Betätigungszyklen kaum Verschleißerscheinungen
zeigen. Die Schwenklager liegen seitlich des Kanals und beeinträchtigen
daher dessen lichte Weite nicht. Die Klemmbügel sind vorzugsweise zumindest
annähernd
kreisbogenförmig
und im vollständig
geöffneten
Zustand annähernd
rechtwinklig, vorzugsweise aber wenigstens 70° gegen die Kanallängsachse
aufgerichtet. Die Rückstellkraft
und Schließkraft
der Klemmanordnung wird vorteilhafterweise durch wenigstens eine,
vorzugsweise zwei vorgespannte Schenkelfedern (Schrauben-Drehfedern)
im Bereich der seitlichen Lagerung der Klemmbügel bewirkt.
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Die Öffnung der
Klemmanordnung ist an die Verschiebung der eingangsseitigen Schließelemente in
der Art gekoppelt, daß eine
Verschiebung der Schließelemente
aus ihrer geschlossenen Ruhelage zugleich eine öffnende Betätigung der Klemmelemente bewirkt.
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Die
Rückstellkraft
für die
Schließelemente kann
zusammen mit der Rückstellkraft
für die
Klemmelemente aufgebracht werden, insbesondere über die genannten Schenkelfedern.
Die Abschnürung des
Kanals durch die Klemmelemente unter einer Federspannung bietet
wieder die Möglichkeit,
daß die Klemmanordnung
die Funktion eines Überdruck-Entlastungsventils übernimmt,
indem bei hohem Behälterinnendruck
die Klemmelemente entgegen der Federkraft geringfügig auseinandergedrückt werden können.
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Die
mechanische Kopplung der Verschiebung der Schließelemente mit der Betätigung der Klemmelemente
erfolgt gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform über eine
Hebelanordnung, wobei insbesondere eine Anordnung mit um die Schwenkachse
der Klemmbügel
drehbaren Hebeln in für
die beiden Schließelemente
und die beiden Klemmelemente gekreuzter Anordnung, vorzugsweise
an beidseitigen seitlichen Schwenklagern vorteilhaft ist. Die Schwenkhebel
können
mit den Klemmbügeln
und Hebelarmen auf Seiten der Schließelemente starr verbunden sein,
es kann aber auch noch über
die Zwischenschaltung einer Feder eine Hubreserve, insbesondere
für die
Schließelemente
berücksichtigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform
sieht vor, die den Schließelementen
zugewandten Hebelarme rollengelagert an Führungsflächen der Schließelemente
zu führen.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei Kraftstoff-Tankanlagen
für Fahrzeuge, wobei
die Erfindung sowohl eine automatische Betankung über ei ne
Roboter-Tankanlage als auch eine manuelle Betankung an herkömmlichen
Tankanlagen erlaubt.
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An
Tankanlagen insbesondere für
leichtflüchtige
Fluide wie Benzin stellen auch die beim Betanken entweichenden Dämpfe, welche
teilweise auch kanzerogene Substanzen wie Benzol enthalten können, ein
Problem dar. Diese Dämpfe
sind nicht nur für
die jeweils den Tankvorgang ausführende
Person, sondern wenngleich in geringerer Konzentration auch für die weitere
Umgebung belastend, insbesondere da diese Dämpfe durch ihr relativ hohes
spezifisches Gewicht gegenüber
Luft vorwiegend in Bodennähe
und damit im Atemluftbereich verbleiben.
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Es
wird versucht, diese Problematik zu mildern, indem Tankanlagen mit
Absauganlagen ausgestattet werden. Die Zapfpistolen können dabei
neben dem Füllrohr
für die
Zuführung
des flüssigen
Kraftstoffs noch ein bis in den Tankstutzen ragendes Saugrohr, welches
das Füllrohr
vorzugsweise konzentrisch beabstandet umgibt, aufweisen. Es zeigt sich
aber, daß die
Absaugung weniger als die Hälfte der
entstehenden Dämpfe
erfaßt
und damit in der Wirkung nicht zufriedenstellend ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, in der Verschlußanordnung
eine Dichtmanschette vorzusehen, welche das Füllrohr einer Zapfpistole oder einer
Vorrichtung ähnlicher
Bauart umgibt. Die Dichtmanschette ist vorteilhafterweise im Durchmesser gegenüber dem
Füllrohr
erweitert und liegt mit einer Dichtfläche vorzugsweise in achsialer
Richtung des Füllrohrs
an einer Gegenfläche,
der Zapfpistole, welche zusätzlich
auch eine Absaugleitung umschließt, insbesondere unter einer
im wesentlichen achsialen Anliegekraft an. Der Leckstrom von abzusaugenden Dämpfen kann
dadurch sehr stark verringert und insbesondere unter 5% gedrückt werden.
Durch die große
Weite des Einführungs kanals
ist die Einführung von
Zapfpistolen mit Absaugrohr bei der erfindungsgemäßen Anordnung
problemlos möglich.
Durch die Rückstellkraft
auf die Schließelemente
ist aber gleichzeitig gewährleistet,
daß der Öffnungsquerschnitt
immer nur so groß wie
gerade nötig
ist.
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Zur
Anpassung an in geringem Umfang variierende Ausrichtungen der Gegenfläche infolge
variierender Einsteckposition der Zapfpistole oder Fertigungs- oder Modellschwankungen
verschiedener Zapfpistolen kann die Dichtfläche der Manschette vorteilhafterweise
in geringem Umfang veränderlich ausrichtbar
sein. Hierfür
kann vorgesehen sein, daß die
Manschette einen das Füllrohr
umgebenden Faltenbalg enthält,
welcher unter der eigenen Elastizität oder mit Unterstützung durch
eine Druckfeder die an einem Ende des Faltenbalgs vorgesehene Dichtfläche gegen
die Gegenfläche
der Zapfpistole drückt. Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, daß die
Dichtmanschette einen in geringem Umfang kippbar gelagerten Ring
enthält.
Die Dichtfläche,
insbesondere eine als Dichtfläche
dienende Fläche
am Ende des genannten Faltenbalgs kann eine magnetische Kupplung
mit der Gegenfläche
des Faltenbalgs eingehen, indem wenigstens eine der Flächen mit
einem Dauermagnetfeld ausgestattet ist und die andere Fläche gleichfalls
dauermagnetische oder vorzugsweise weichmagnetische Eigenschaften
zeigt.
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Eine
hinsichtlich der Abschirmung gegen das Entweichen von Dämpfen ins
Freie während
des Tankvorgangs besonders vorteilhafte Ausführung sieht eine quer zur Einführungsrichtung
aufgespannte Abschirmmembrane vor, welche eine elastisch erweiterbare
zentrale Öffnung
aufweist und sich an das Füllrohr
außen
anlegt. Die Abschirmmembrane ist vorzugsweise in geringem Abstand
hinter der Schließeinrichtung
angeordnet, wobei eine bereits zu Beginn der Einführung eines
Füllrohrs
besonders wirksame Abschirmung in Verbindung mit dem linear seitlich
verschiebbaren Schließelementen
gegeben ist, welche einen sehr geringen Abstand der Abschirmmembrane
von den Schließelementen
ermöglichen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt
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1 aufeinanderfolgende
Phasen der Einführung
einer Zapfpistole in eine Tanköffnung
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2 einen
Querschnitt durch eine geschlossene Verschlußanordnung
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3 einen
Querschnitt durch die geöffnete Anordnung
der 2
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4 einen
Ausschnitt mit einer Teleskopführung
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5 eine
Hebelanordnung
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6 eine
Dichtmanschettenanordnung
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7 eine
Sicht auf eine geöffnete
Anordnung in Einführungsrichtung
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8 eine
Abschirmmembrane gegen Austreten von Gasen
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Die 1 zeigt
in grober Skizzierung eine Tankverschlußanordnung nach der Erfindung
mit drei in Einführrichtung
RE verschiedenen Positionen einer Zapfpistole einer Tankanlage,
wobei in 1(A) die Spitze des Füllrohrs
FR der Zapfpistole an den in geschlossener Stellung befindlichen
Schließelementen,
im folgenden als Andockkeile bezeichnet, anliegt. Die Andockkeile
AKO und AKU sind in sich starr und im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer durch
die Längsachse
der Verschlußanordnung
gehenden, senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Mittelebene angeordnet
und aufgebaut. Die Andockkeile weisen entgegen der Einführrichtung
schräg
zur Mittelebene keilförmig
aufeinander zu laufende Anlaufflächen
auf. Die Andockkeile stoßen
in der Mittelebene aneinander.
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Das
Gehäuse
G der Verschlußanordnung weist
im vorderen Bereich der Andockkeile einen größeren Durchmesser auf als in
einem rohrförmigen hinteren
Bereich, welcher dem Behälterinnenraum zugewandt
ist. Der hintere Bereich weist vorzugsweise als äußere Hülle eine Federhülse auf
und begrenzt einen Kanal für
die Durchführung
des Füllrohrs
in dem Behälterinnenraum
wie in der Position nach 1(C) skizziert.
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In
Einführungsrichtung
RE nach den Andockkeilen AKO, AKU befinden sich eine Abschirmmembrane
AM und als Dichtelement eine flexible elastische Membrane ME, welche
sich zwischen einer eingangsseitigen Befestigung E2 und einer behälterseitigen
Befestigung schlauchförmig
erstreckt. In der in 1 skizzierten Position der geschlossenen
Andockkeile ist die Schlauchmembrane ME im Bereich zwischen den
Befestigungen E1, E2 durch zwei symmetrisch zur Mittelebene liegende
Klemmbügel
KBO, KBU zur Mittelebene hin zusammengedrückt. In Verbindung mit einer
umlaufenden Dichtung im Bereich der Befestigung E1 des Dichtelements,
die vorzugsweise durch eine Fortsetzung des Dichtelements auf die
Außenseite
des Hüllrohrs
HR bewerkstelligt ist, ergibt die abgeklemmte Schlauchmembrane eine
fluiddichte Absperrung des Behälterinnenraums.
Die Membrane ME ist gegen Umwelteinfluß durch die geschlossenen Andockkeile
geschützt.
An das Hüllrohr
HR kann sich zum Behälterinnenraum
ein Rohrfortsatz RF anschließen,
der formschlüssig
mit dem behälterseitigen
Ende des Hüllrohrs
verbunden ist. Der Rohrfortsatz trägt an dem dem Behälterinnenraum
zugewandten Ende einen Manschettenring, welcher eine schräg nach unten
weisende Ringöffnung
besitzt. Der Manschettenring dient zum einen als Führung für das nach 1(C) vollständig eingesetzte Füllrohr und
ist zum anderen Träger
einer der Einführungsrichtung
des Füllrohrs
entgegengewandten Ringdichtung, die beispielsweise als Faltenbalg
ausgeführt
sein kann.
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Bei
Ausübung
einer schiebenden Kraft auf die Zapfpistole in Einführungsrichtung
RE drückt
die Spitze des Füllrohrs
FR die in Richtungen RA senkrecht zur Längsachse AL verschiebbaren
Andockkeile auseinander, wie aus 1(B) ersichtlich.
Die Andockkeile sind in ihrer linearen Verschiebung beispielsweise
durch Teleskopführungen
geführt.
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Die
durch den Druck des Füllrohrs
erzwungene Teilöffnung
der Eingangsöffnung
durch gegenläufiges
Verschieben der Andockkeile wird durch eine mechanische Kopplung
der Andockkeil-Verschiebung mit einer Verschwenkung der Klemmbügel um eine
in der Mittelebene liegende Schwenkachse in eine Auseinanderspreizung
der Klemmbügel übertragen,
wodurch sich die zuvor elastisch gedehnte Membrane ME den Klemmbügeln folgend
um die Längsachse
AL aufweitet. In 1(B) sind die Klemmbügel in ihrer
aktuellen Position als ausgefüllte
Kreise eingezeichnet. Die Position der Klemmbügel in den Positionen nach 1(A) und 1(C) sind
als offene Kreise und mit unterbrochenen Linien gezeichnet.
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Bei
weiter fortschreitender Einführung
des Füllrohrs
FR in die Verschlußanordnung
werden die Andockkeile weiter auseinandergedrückt und durch die mechanische
Kopplung zugleich die Klemmbügel weiter
auseinandergeschwenkt. Ein zur Spitze des Füllrohrs zurückgesetzter Ansatz eines Absaugrohrs, welches
das Füllrohr
konzentrisch beabstandet umgibt und an sich für Tankanla gen mit Absaugung
von Kraftstoffdämpfen
bekannt ist, spreizt die Andockkeile weiter und schwenkt die Klemmbügel in eine
Position, in welcher dieser in Höhe
oder auch bereits außerhalb
des Innendurchmessers des Hüllrohrs
liegen und längsstreckend
auf die Schlauchmembrane wirken, wie in 1(C) skizziert.
Das Füllrohr
FR ist durch die Ringöffnung
des Manschettenrings MR gesteckt und das Absaugrohr liegt mit einer
Gegenfläche
an der Dichtfläche
des Faltenbalgs FB an.
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In 1(C) sind mit ARBC noch Zwischenpositionen
des Absaugrohrs beim Einführen
in die Verschlußanordnung
skizziert. Durch die sich immer nur nach Durchmesser der eingeführten Fluidleistung ergebende Öffnungsweite
der Schließelemente
ergibt sich ein geringer freier Querschnittsanteil für unkontrollierten
Gasaustritt und somit eine geringe Umweltbelastung.
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Die 2 zeigt
die Verschlußanordnung
in geschlossenem Zustand mit anliegender Füllrohrspitze in detaillierter
Darstellung. Die Verschlußanordnung
ist dabei in einen herkömmlichen
rohrförmigen Tankstutzen
TS eingesetzt, in welchem auch ein Gewinde ausgebildet sein kann.
Im Endbereich E1 des Hüllrohrs
HR ist dieses leicht nach innen abgestuft und das Dichtelement ist
in dem abgestuften Bereich um die Hüllrohr-Endkante fortgesetzt
und hintergreift die Hüllrohr-Abstufung
außen
und bildet dort eine Abdichtung gegen die Innenwand des Rohrstutzens
TS. Die Verbindung des Rohrstutzens TS mit dem Behälter B über einen
Verbindungskörper
K und dessen Verankerung in einem Karosserieblech KA eines Fahrzeugs
entspricht üblicher
Bauweise und wird als vorgegebene Ausgangssituation angenommen und daher
nicht weiter im Detail behandelt.
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Ein
Rohrfortsatz RF ist durch Formschluß mit der Abstufung des Hüllrohrendes
bei E1 mit dem Hüllrohr
verbunden, wobei die Membrane ME im Befestigungs bereich E1 zwischen
Hüllrohrstufe
und Rohrfortsatz verläuft.
In dem Rohrfortsatz ist der Membranring MR angeordnet, der in geringem
Umfang in seiner Ausrichtung veränderbar
ist. Der Membranring ist hierfür
beispielsweise einseitig (im Beispiel oben) mit geringem Spiel gelagert
und bewegt sich mit seiner gegenüberliegenden
Außenfläche in einer
kalottenförmigen
Führungsfläche MF des
Rohrfortsatzes RF.
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Die
schrägen
Anlaufflächen
der Andockkeile können
mit einer mechanisch besonders widerstandsfähigen Deckschicht versehen
sein, wofür
beispielsweise eine Abdeckung mit einem Federstahlblatt FS dienen
kann.
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Die
Andockkeile AKO, AKU haben in der Richtung ihrer Verschiebbarkeit
nur eine geringe Ausdehnung, welche insbesondere nur wenig über die
schrägen
Anlaufflächen
hinausragen kann. Hierdurch wird ein großer Verschiebungshub ermöglicht. Der
dadurch in geschlossenem Zustand gegebene Abstand zwischen den Andockkeilen
und dem äußeren Rand
des Gehäuses
der Verschlußanordnung kann
durch ein verschiebbares, vorzugsweise aufrollbares Flächenelement,
beispielsweise eine um einen Wickelkern WK in einer horizontalen
zylindrischen Wickelführung
aufwickelbare breite Bandfeder BF abgedeckt sein. Beim Verschieben
der Andockkeile in die Öffnungsstellung
wird diese Bandfeder in der Wickelführung aufgenommen (3).
Die bei Schließstellung
der Verschlußanordnung
sichtbare Fläche
kann mit einer Information für
den Benutzer, beispielsweise zur Mittelachse weisenden Pfeilen,
zu Art des Kraftstoffs etc. versehen, insbesondere geätzt oder
bedruckt sein.
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Die
Andockkeile weisen einen die keilförmigen Abschnitte an drei Seiten
umgebenden, zur Mittelebene parallelen Randabschnitt RA auf. Ein
Stempel einer linearen Teleskopführung
LFO, LFU ist mit einem in Einführungsrichtung
weisenden solchen Randabschnitt verbunden und bewirkt eine Verschiebbarkeit senkrecht
zu der Mittelebene MA bei gleichzeitiger Abstützung in Längsachsenrichtung entgegen
der von der Zapfpistole einwirkenden Kraft. Details der linearen
Teleskopführung
sind beispielhaft in 4 für den oberen Andockkeil AKO,
dessen Anlauffläche
mit AFO bezeichnet ist, für
den geschlossenen Zustand in Seitenansicht (4(A)) und
in Draufsicht (4(C)) skizziert. Die 4(B) zeigt die Teleskopführung für die geöffnete Position des
Andockkeils AKO.
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Die
seitlichen Randflächen
der Andockkeile dienen als Führungsflächen FF
für Andockhebel
AH bzw. AHL für
linke, AHR für
rechte Seite. Die Andockhebel weisen Rollen RO auf, welche auf den
Führungsflächen reibungsarm
rollen. In 7 sind die Andockhebel mit den
Rollen für
die geöffnete
Stellung der Verschlußanordnung
mit ausgezogenen Linien, die Rollen in der Schließstellung
mit unterbrochenen Linien eingezeichnet.
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Die
Andockhebel sind paarweise beidseitig mit je einem Klemmbügel verbunden
und bilden mit den Klemmbügeln
beidseitig der Einführungsöffnung liegende
gekreuzte Hebelanordnungen, wobei die auf Eingangsseite oben liegenden
Andockhebel mit dem unteren Klemmbügel verbunden sind und umgekehrt.
Die Hebelanordnungen sind um die Schwenkachse der Klemmbügel schwenkbar.
Die Verbindung der Hebel mit den Klemmbügeln kann beispielsweise über Lagerzapfen
erfolgen, wobei für
ein Hebelpaar Innenzapfen IZ und für das andere Hebelpaar Außenlagerzapfen
AZ, welche die Innenzapfen umgreifen und drehbar auf diesen gelagert
sind, vorgesehen sein können
(5). Die Verbindungen zwischen Andockhebeln und
Klemmbügeln
können
starr sein oder gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
Federn beinhalten, welche bis zur maximalen Öffnungsposition der Klemmbügel wie
eine starre Verbindung wirken, darüber hinaus aber für die Andockkeile
noch eine geringe Hubreserve ohne Mitbewegung der Klemmbügel, deren
Verschwenkung beispielsweise durch Anschlagelemente begrenzt sein
kann, bieten.
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Die
Rückstellkraft
für Klemmbügel und
Andockkeile sowie die Haltekraft in Schließstellung wird durch zwei vorgespannte,
beidseitig bei den Lagerzapfen angeordnete und in diesen mit je
einem Federende festgelegte Schraubenfedern SFL, SFR aufgebracht.
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Die 6 zeigt
eine Ausschnittsvergrößerung für die Abdichtung
des Absaugrohrs AR mit dem Faltenbalg FB an dem Manschettenring
MR im Rohrfortsatz FR. Eine Dichtfläche DF des Faltenbalgs legt sich
unter elastischer Spannung des Faltenbalgs, welche durch eine außen anliegende
oder innen eingelegte Druckschraubenfeder unterstützt oder
aufgebracht sein kann, an eine Gegenfläche am Ende des Absaugrohrs
an und bildet dadurch einen äußerst leckstromarmen
Abschluß für die Gasrückführung.
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Die 8(A) zeigt mit Blickrichtung in Einführungsrichtung
die bereits zu 1 erwähnte Abschirmmembrane AM, welche
eine zentrale Membranöffnung
MO zur Durchführung
des Füllrohrs
der Zapfpistole aufweist. Die Membranöffnung ist im Ruhezustand geringfügig kleiner
als der Außenquerschnitt
des Füllrohrs
und elastisch aufweitbar, auch auf den wesentlich größeren Querschnitt
des Absaugrohrs. Durch das Anliegen der Abschirmmembrane an das
Füllrohr
bzw. das Absaugrohr wird das Entweichen von Gasen ins Freie gegenüber bekannten
Anordnungen stark reduziert. Zur Bewältigung der deutlichen Querschnittsunterschiede
von z. B. Füllrohr
und Absaugrohr zeigt die Abschirmmembrane um die zentrale Öffnung MO
eine Faltenstruktur, die als Abwicklung in 8(B) beispielhaft
skizziert ist.
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Insbesondere
in der Ausführung
mit der Faltenstruktur FAS ist durch die Abschirmmembrane beim Einführen des
Füllrohrs
kein nennenswerter zusätzlicher
Kraftaufwand von Nöten.
Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Abdicht membrane ist die Abschirmung
der brennbaren Gase in dem behälterseitigen
Abschnitt der Verschlußanordnung
gegen Funkenflug oder Funkenschlag, auch durch induzierte Hochspannungen
infolge elektromagnetischer Felder beispielsweise von Mobilfunkgeräten. Zur
elektrischen Abschirmung kann die Abschirmmembrane elektrisch leitfähig sein.
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Für die Betätigung der
Klemmelemente sind über
die Verschiebung der Schließelemente
verschiedene andere Mechanismen vorstellbar. Die Verschlußanordnung
ist nicht für
für Kraftstoff-Tankbehälter sondern
allgemein für
Behälter
verwendbar.