DE202009013784U1

DE202009013784U1 - Anschlussbolzen für eine Steckkupplung

Info

Publication number: DE202009013784U1
Application number: DE200920013784
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2019-10-10
Also published as: AR080277A1; CN102648372A; CN102648372B; BR112012008259A2; EP2486318A1; WO2011042201A1

Abstract

Anschlussbolzen für eine Steckkupplung, insbesondere für die Betankung von Erdgasfahrzeugen, zum druckdichten Anschluss an eine Bohrung (2), insbesondere an ein Tank- oder Flaschenventil eines Fahrzeugs, wobei benachbart zu wenigstens einer Durchflussbohrung (3, 6') zwei axial voneinander beabstandete O-Ringdichtungen (4) auf einen Lagerzapfen (5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die O-Ringdichtungen (4) zu ihrer axialen Kompression und Durchmesservergrößerung durch ein axial bewegliches Außengehäuse (9) mit Druck beaufschlagbar sind, wobei zwischen den O-Ringdichtungen (4) eine axial bewegliche Hülse (6) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlussbolzen für eine Steckkupplung, insbesondere für die Betankung von Erdgasfahrzeugen, zum druckdichten Anschluss an eine Bohrung, insbesondere an ein Tank- oder Flaschenventil eines Fahrzeugs.
Eine Erdgas-Tankkupplung dieser Art ist aus der WO 00/52378 der Anmelder bekannt. Hierbei wird eine Schnellanschluss- oder Steckkupplung beschrieben, wobei ein Dichtkolben am vorderen Stirnende der Kupplung beim Kontakt mit dem Anschlussbolzen nach innen verschoben wird, wobei dann Spannzangen mit einem entsprechenden Eingriffsprofil in das korrespondierend ausgebildete Anschlussprofil des Anschlussbolzens eingreifen. Hierdurch wird ein formschlüssiger und druckdichter Anschluss erreicht, wie dies zur Druck-Betankung von Erdgas-Fahrzeugen erforderlich ist. Der Anschlussbolzen ist hierbei nach Normen für die Erdgasbetankung (NGV) standardisiert, damit eine Vielzahl von Erdgasfahrzeugen an entsprechenden Erdgas-Tankstellen mit der Steckkupplung betankt werden können. Darüber hinaus gibt es jedoch länderspezifische Abwandlungen, beispielsweise in Italien oder nach dem sog. Neuseeland-Standard, der auch in Indien und vielen asiatischen Ländern zur Anwendung kommt.
Bei diesem Standard wird zur Betankung mit 200 bar Erdgas ein Anschlussbolzen mit zwei O-Ringdichtungen, welche in einem Abstand zueinander angebracht sind, in eine passende Bohrung eines Flaschenventils im Fahrzeug eingesteckt. Der Anschlussbolzen hat einen Mediumanschluss mit einem Innengewinde, welches in einer weiterführenden Bohrung endet. Zwischen den beiden O-Ringdichtungen ist quer zur Mittelachse zumindest eine Durchflussbohrung angebracht, welche dann den Durchfluss des Mediums über das Gasflaschenventil in den Fahrzeugspeicher (Gastank) ermöglichen.
Bei diesem System werden die O-Ringdichtungen mit einer Durchmesservorspannung in die Bohrung des Flaschenventils eingedrückt. Dadurch können die Dichtungen beschädigt werden und unterliegen auch einen großen Verschleiß. Bei nicht rechtzeitigem Dichtungswechsel (oft wird ein solcher schon nach ca. 50 Betankungen gefordert) kann auch eine gefährliche Situation entstehen, nämlich dass im Extremfall der Anschlussbolzen herausgeschleudert wird.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Anschlussbolzen zu schaffen, bei dem insbesondere eine sichere Betankung durchführbar ist, wobei der Verschleiß an den O-Ringen des Anschlussbolzens und zugleich die Einsteckkräfte an der Steckkupplung minimiert werden sollen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Anschlussbolzen gemäss den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung ersichtlich wird, stehen die beiden O-Ringdichtungen beim Einstecken des Anschlussbolzens in die Bohrung im Durchmesser nicht vor, sondern sind etwa bündig mit der Mantelfläche. Somit lässt sich der Einsteckvorgang Vorspannung der O-Ringe leicht durchführen, also ohne grossen Kraftaufwand wie das Einstecken eines Bolzen in eine Spielpassung. Das Gas wird dann von der Druckquelle (z. B. eine Erdgas-Tankstelle) zugeführt und schiebt das äußere Gehäuse, welches über eine Querbohrung im kolbenartigen Innengehäuse in einen Druckraum strömt, axial nach vorne zur Bohrung hin. Dadurch werden die Dichtungen zusammengedrückt (axial komprimiert) und im effektiven Durchmesser vergrößert, um in der etwas größer gewählten Bohrung der Steckkupplung diese abzudichten.
Durch diese Konstruktion werden die Dichtungen nicht nur über den anstehenden Druck in der Bohrung, sondern auch noch über die Axialkraft des Druckraums im Außengehäuse zusätzlich in der Bohrung gehalten. In der vom Druck abgewandten Seite der beiden O-Ringdichtungen befinden sich zur erhöhten Sicherheit noch je ein Stützring, um ein Herausquetschen der Dichtungen zu verhindern.
Nach Beendigung des Betankungsvorganges wird die Befüllleitung entlüftet und dadurch die Druckbelastung in Axialrichtung durch den kolbenartigen Druckraum wieder freigegeben, so dass sich die O-Ringdichtungen aufgrund ihrer Elastizität wieder zurückstellen.
In bevorzugter Ausführungsform ist die axial bewegliche Hülse zwischen den O-Ringdichtungen auf dem Lagerzapfen exakt geführt, insbesondere auf einer geschliffenen oder polierten Mantelfläche, so dass die Betätigungskräfte besonders gering sind. Im mittleren Bereich ist der Durchmesser und/oder dessen Wandstärke reduziert, so dass sich ein geringer Auflagebereich ergibt, was die Leichtgängigkeit weiter erhöht.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Anschlussbolzens anhand der Zeichnungen beschrieben und erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Steckkupplung; und
2 einen Halbschnitt A-A durch einen Anschlussbolzen nach 1.
Der dargestellte Anschlussbolzen 1 dient zum druckdichten Anschluss an eine hier links dargestellte Bohrung 2, die insbesondere in eine Fahrzeug-Gastank mündet. Das hier rechte Ende der Steckkupplung führt zu einer Druckquelle, insbesondere einer Tankstelle, so dass Medium, insbesondere Erdgas mit hohem Druck zugeführt werden kann. Das Medium durchströmt ein inneres Gehäuse 7 und eine zentrale Passage (axiale Durchflussbohrung 3) in einem darin eingeschraubten Lagerzapfen 5, um über eine oder mehrere Durchflussbohrungen 6' zwischen zwei O-Ringdichtungen 4 auszutreten. Diese grenzen sind an einer Hülse 6 an, die auf dem Lagerzapfen 5 leichtgängig geführt ist.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, sind neben den beiden O-Ringdichtungen 4 zwei Stützringe 4' vorgesehen. Diese sind an der jeweils von der Hülse 6 bzw. den darin eingearbeiteten Durchflussbohrungen 6', entfernteren Seite angeordnet, also von druckführenden Teilen abgewandt. Wie insbesondere in der Schnittdarstellung gezeigt, ist der Lagerzapfen 5 und das Innengehäuse 7 unter Bildung eines Druckraums 8 von einem Außengehäuse 9 mit einer Griffrille 9' umgeben, die zum Einstecken des Anschlussbolzens 1 behilflich ist. Der Druckraum 8 wird beim Füllvorgang über eine Quer-Bohrung 5' mit Druck beaufschlagt, so dass das mehrfach abgedichtete Innengehäuse 7 mit dem Außengehäuse 9 eine Kolben-Zylindereinheit bildet. Bei Druck wird das Außengehäuse 9 relativ zum eingesteckten Lagerzapfen 5 und damit dem Innengehäuse 7 hier nach links verschoben, so dass die beiden O-Ringdichtungen 4 im Zusammenspiel mit der ebenfalls axial beweglichen Hülse 6 komprimiert werden, um die gewünschte Durchmesservergrößerung zu erzeugen.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Bedarfsfalle auch dritte und vierte O-Ringdichtungen 4 in Art einer Doppeldichtung vorgesehen sein können. Auch kann der Druckraum 8 im Durchmesser, also mit seiner effektiven Ringkolbenfläche größer gewählt werden als die hier gezeigte Ausführung mit etwa dem doppelten Durchmesser wie der O-Ring-Durchmesser. Durch die geschraubte Bauweise des Anschlussbolzens 1, insbesondere mit dem Lagerzapfen 5 können hierbei unterschiedliche Anschlussdurchmesser geschaffen werden. Im Bedarfsfalle kann hierbei auch die Hülse 6 mit den beiden (oder mehr) O-Ringdichtungen 4 leicht ausgetauscht werden. Insgesamt wird somit ein besonders einfach aufgebauter, variabel einsetzbarer Anschlussbolzen geschaffen, insbesondere für die sichere und leichte Betankung von Erdgasfahrzeugen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 00/52378 [0002]

Claims

Anschlussbolzen für eine Steckkupplung, insbesondere für die Betankung von Erdgasfahrzeugen, zum druckdichten Anschluss an eine Bohrung (2), insbesondere an ein Tank- oder Flaschenventil eines Fahrzeugs, wobei benachbart zu wenigstens einer Durchflussbohrung (3, 6') zwei axial voneinander beabstandete O-Ringdichtungen (4) auf einen Lagerzapfen (5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die O-Ringdichtungen (4) zu ihrer axialen Kompression und Durchmesservergrößerung durch ein axial bewegliches Außengehäuse (9) mit Druck beaufschlagbar sind, wobei zwischen den O-Ringdichtungen (4) eine axial bewegliche Hülse (6) vorgesehen ist.
Anschlussbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben den O-Ringdichtungen (4) jeweils ein Stützring (4') vorgesehen ist.
Anschlussbolzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (4') an der vom Druck abgewandten Seite der O-Ringdichtung (4) angeordnet ist.
Anschlussbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) auf dem Lagerzapfen (5) geführt ist und insbesondere im mittigen Bereich eine reduzierte Wandstärke aufweist.
Anschlussbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) mehrere radial ausgerichtete Durchflussbohrungen (6') aufweist.
Anschlussbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (9) eine Griffrille (9') oder Riffelung aufweist.
Anschlussbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerzapfen (5) wenigstens eine Bohrung (5') zur Druckbeaufschlagung eines Druckraums (8) innerhalb des Außengehäuses (9) vorgesehen ist.
Anschlussbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (8) zwischen Innengehäuse (7) und Außengehäuse (9) mehrfach abgedichtet ist.
Kupplungskombination mit einer Bohrung und einem Anschlussbolzen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (2) fahrzeugseitig und der Anschlussbolzen (1) tankstellenseitig angeordnet ist.