DE2147134B2 - Füllkopf für einen Druckgas- oder Flüssiggasbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Füllkopf für einen Druckgas- oder Flüssiggasbehälter mit einem Gaszuführventil, einem im Füllkopfgehäuse ausgebildeten, ringzylindrischen Spaltkanal als Teil eines hydraulischen oder pneumatischen Steuerkreises für die Betätigung des Gaszuführventils und einem elastischen Dichtteil, das durch zentrisches Aufsetzen des Füllkopfes auf den Behälter in eine den Spaltkanal auf seiner ganzen Umfangslänge abdichtende Stellung gebracht wird, wodurch der Steuerkreis unterbrochen und das Gaszuführventil geöffnet wird.

Ein solcher Füllkopf ist bereits bekannt (FR-PS 06 584). Er bietet die Gewähr dafür, daß das Gaszuführventil nur dann zum Füllen eines Behälters geöffnet wird, wenn der Füllkopf ordnungsgemäß auf den Behälter aufgesetzt ist. Auf diese Weise wird einem unkontrollierten Ausströmen von Gas an der Füllstation vorgebeugt.

Beim bekannten Füllkopf ist das elastische Dichtteil ein O-Ring mit kreisförmigem Querschnitt, der am oberen Ende einer kolbenringartigen Hülse an derem Außenumfanigsbereich angeordnet ist und durch Hochdrücken dieser Hülse bei deren Aufsetzen auf den Behälter in die Dichtungsstellung verlagerbar ist, in welcher der elastische Dichtungsring das untere Ende des ringzylindrischen Spaltkanals abschließt. Dabei gleitet die Hülse zwischen einem frei nach unten vorragenden zentralen Füllrohrstutzen und einem diesen Füllrohrstutzen im Abstand umschließenden rohrförmigen Gehäusefortsatz. Eine durch die Hülse verlaufende Bohrung schließt sich an den ringzylindrischen Spaltkanal an und bildet einen Teil des Steuerkreises. Der elastische Dichtring dient nicht nur dem Verschließen des unteren Endes des ringzylindrischen Spaltkanals, sondern dichtet zugleich den Ringspalt zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse und dem rohrförmigen Gehäusefortsatz ab. Ein weiterer

ίο am oberen Ende der Hülse in deren Innenumfangsbereich vorgesehene O-Ring dichtet den Ringspalt zwischen der Hülse und dem sich durch diese erstreckenden Füllrohrstutzen ab. Die Hülse besteht aus einem metallischen Werkstoff und hat selbst keine Dichtungsfunktion.

Bei der bekannten Ausbildung ist der elastische Dichtring, der beim Aufsetzen des Füllkopfes auf einen zu füllenden Behälter von der dabei hochgedrückten Hülse in den zylindrischen Spaltkanal absperrende Schließstellung bewegt wird, vergleichsweise schmal ausgeführt und starken Beanspruchungen sowie einem hohen Verschleiß durch das häufige betriebsgemäße Andrücken und Zuziehen ausgesetzt. Das bedeutet eine vergleichsweise geringe Lebensdauer mit der Notwendigkeit einer häufigen Auswechslung. Dabei ist die Gefahr eines Ausfalls der beabsichtigten Füllsicherung dadurch besonders groß, daß noch ein zweiter Dichtring zwischen der Hülse und dem Füllrohrstutzen vorgesehen ist, um den Steuerkreis, in dem der ringzylindrische Spaltkanal eingeschaltet ist, abzudichten. Dieser zweite Dichtring ist ebenso einem starken Verschleiß ausgesetzt. Sobald einer der beiden Dichtungsringe beschädigt ist, arbeitet der Füllkopf nicht mehr in der vorgesehenen Weise, so daß die Sicherheit gegen unkontrolliertes Ausströmen von Gas verlorengeht. Dabei ist es auch von Nachteil, daß die beiden Dichtringe, die als Verschleißteile vergleichsweise häufig ersetzt werden müssen, von der Hülse verdeckt innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch

«ο werden eine Überprüfung und ein Austausch erschwert, und es kann auch nicht festgestellt werden, ob sich die Dichtringe nach erfolgtem Austausch in der richtigen Einbaulage befinden.

Ferner ist es beim bekannten Füllkopf von Nachteil, daß in den mit dem Inneren der beiden Dichtungsringe abgedichteten Ringspalt zwischen der Hülse und dem Füllrohrstutzen Schmutzteilchen eindringen können, was zu einem Festhaften der Hülse führen kann. In diesem Fall fällt der Steuerkreis aus und kann seine

so Sicherungsfunktion nicht mehr erfüllen. Dieser Fall kann insbesondere deswegen auftreten, weil der Ringspalt außerhalb des Strömungsmittelwegs durch den Steuerkreis liegt und daher nicht automatisch von Schmutzteilchen freigespült wird.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Füllkopf so zu verbessern, daß er funktionssicherer, störungsunanfälliger und wartungsärmer wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das elastische Dichtteil eine zylindrische Umfangsfläche aufweist, die mit ihrer Außenseite die Innenseite des ringzylindrischen Spaltkanals bildet, und daß beim Aufsetzen des Füllkopfes das elastische Dichtteil mit einer äußeren Stirnfläche an die Stirnfläche des Behälteranschlusses axial angedrückt wird, wodurch es unter radialer Ausdehnung bis an die Außenseite des Spaltkanals in seine den Spaltkanal abdichtende Stellung verformt wird.

Bei dieser Ausbildung ist das elastische Dichtteil nach Art einer Buchse mit einer zylindrischen Umfangsfläche ausgebildet, wie sie zu Dichtungszwecken bereits verwendet wird (FR-PS 13 62 010). Dabei entfällt eine axial verlagerbare Metallhülse od. dgl. mit stark s beanspruchten und einem hohen Verschleiß unterworfenen Dichtungsringen.

Beim Aufsetzen des Füllkopfes greift der Behälteranschluß umittelbar an einem Ende des buchsenförmigen Dichtteils an, von dem auch nur das behältersei tige Ende ι ο axial eingedruckt wird, was zur radialen Aufweitung und damit zur Schließung des Querschnitts des ringzylindrischen Spaltkanals führt Dabei kann das Dichtteil innerhalb eines größeren axialen Bereichs an die gegenüberliegende Umfangswand des Spaltkanals zur is Anlage kommen, wobei eine gute Dichtwirkung auch ohne starke Flächenpressung des elastischen Werkstoffs erreicht wird. Da der ringzylindrische Spaltkanal vergleichsweise eng ausgeführt werden kann, sind nur begrenzte Verformungen des Dichtteils ei/orderlich, damit es aus der den Durchfluß freigebenden Stellung in die Schließstellung übergeht Daher arbeitet das buchsenförniige elastische Dichtteil über vergleichsweise lange Betriebszeiten einwandfrei, bevor es gegebenenfalls ausgetauscht werden muß, was problemlos ist, da es vom unteren Ende des Füllkopfes her ohne Ausbau von Teilen zugänglich ist. Dabei sind Fehler im Rahmen der Abdichtung des Steuerkreises nicht zu befürchten, so daß eine erhöhte Sicherheit gegen ein unkontrolliertes Ausströmen von Gasen beim Füllen der Behälter durch falsches Aufsetzen des Füllkopfes gegeben ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen, welche die Abstützung und Führung des elastischen Dichtteils betreffen, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausührungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, die den Füllkopf im vertikalen Längsschnitt zeigt.

Der Füllkopf dient zum Füllen von Flüssiggasflaschen, von denen nur der obere Anschluß 10 am Flaschenkopf dargestellt ist. An seinem oberen Ende weist der Anschluß 10 oberhalb einer Dichtung 14 eine Stirnfläche 12 auf. Unterhalb der Stirnfläche 12 ist in den Anschluß 10 ein Ventil 16 eingebaut.

Zum Füllen einer Flüssiggasflasche muß ein Dichtteil zur Anlage an der Stirnfläche 12 gebracht werden, und das Ventil 16 muß geöffnet werden, damit das einzufüllende Gas in die Flasche bzw. den Behälter strömen kann.

Der Füllkopf ist mit einem Ring 18 verbunden, der seinerseits durch Stangen 22 mit einer Unterstützung 20 verbunden ist. Der Ring 18 weist auf seiner Innenseite einen radial nach innen ragenden ringförmigen Ansatz 24 auf.

Auf entgegengesetzten Seiten des Ansatzes 24 sind ein Bundteil 26 und ein Abstandhalter 28 angeordnet, die jeweils mit einem Flansch 30 bzw. 32 versehen sind. Elastische Ringe 34 liegen zwischen dem Flansch 30 und dem Ansatz 24 sowie zwischen diesem und dem Flansch 32. So kann ein Füllkopfgehäuse 36 mit dem Bundteil 26 eo und der Unterstützung 20 elastisch verbunden werden. Dazu sind Kopfschrauben 38 vorgesehen, die durch das Bundteil 26 und den Abstandhalter 28 ragen und in Gewindebohrungen 40 des Füllkopfgehäuses 36 eingeschraubt sind.

Das Bundteil 26 weist einen rohrförmigen Ansatz 42 auf, der auf seiner Innenseite mit einer beispielsweise aus Kunststoff hergestellten rlexiblen Auskleidung 44 versehen ist Der Abstandhalter 2£ arbeitet mit dem Bundteil 26 durch eine ebene Stirnfläche 46 und eine zylindrische Fläche 48 zusammen. Das Bundteil 26 weist eine zylindrische Aussparung SO auf, die durch eine radiale Schulter begrenzt ist und ein elastisches Dichtteil 52 in Form einer zylindrischen Buchse aufnimmt Diese ragt in eine im Abstandhalter 28 vorgesehene axiale Bohrung 54.

Das Füllkopfgehäuse 36 umfaßt von unten nach oben fortschreitend einen ringförmigen Ansatz 56, einen Ventilsitz 58 und eine Bohrung 60, die einen verschiebbaren Ventilschaft 66 aufnimmt der sich durch eine im oberen Abschnitt des Füllkopfgehäuses 36 ausgebildete Zylinderkammer 62 erstreckt. Mit dem Ventilsitz 58 arbeitet ein kegelförmiges Gaszuführventil 64 zusammen, so daß die Zufuhr von Gas zum unteren Ende des Füllkopfgehäuses 36 unterbrochen werden kann.

Der Ventilschaft 66 ist in der Bohrung 60 und in der Zylinderkammer 62 gleitend geführt und durch Dichtungsringe 68 und 70 abgedichtet, die in Ringnuten 72 und 74 abgedichtet, die in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Kolbenabschnitt 76 des Schaftes 66 ausgebildet sind.

Der Kolbenabschnitt 76 des Ventilschaftes 66 unterteilt die Zylinderkammer 62 in Kammern 78 und 80. Die Kammer 78 ist mit einem Einlaß 82 versehen, und die Kammer 80 weist eine nach außen führende öffnung 84 auf. Im Füllkopfgehäuse 36 ist eine Druckfeder 86 angeordnet, die den Kolbenabschnitt 76 nach oben vorspannt. Das obere Ende des Füllkopfgehäuses 36 ist durch ein Deckelteil 88 abgeschlossen, das durch Dichtungsringe 90 und 92 abgedichtet ist, die in Ringnuten des Deckelteils angeordnet sind und abdichtend am Füllkopfgehäuse 36 bzw. am Ventilschaft 66 anliegen.

Das Füllkopfgehäuse 36 ist ferner mit einem Einlaß 94 versehen, damit ein Strömungsmittel über einen Kanal 96, eine Ringkammer 98 und von dort aus einem ringzylindrischen Spaltkanal 100 zwischen der zylindrischen Wand der Bohrung 54 des Abstandhalters 28 und der zylindrischen Umfangsfläche bzw. Außenseite des elastischen Dichtteils 52 zugeführt werden kann. Das Strömungsmittel strömt dann weiter durch einen Kanal 102 zur Außenseite des Bundteils 26. Die Kanäle 94,96, 98, 100 und 102 bilden einen Teil eines hydraulischen oder pneumatischen Steuerkreises für die Betätigung des Gaszuführventils 64.

Das untere Ende des Ventilschaftes 66 weist einen zypfenförmigen Ansatz 104 auf, der dazu dient, das Ventil 16 vor dem Füllen einer Flasche nach unten zu drücken. Außerdem weist der Ventilschaft 66 eine zentrale Bohrung 106 auf, die durch öffnungen 108 mit einem Raum 110 oberhalb des Gaszuführventils 64 verbunden ist. Die Bohrung 106 mündet oberhalb des Deckelteils 88 in einem Anschluß 112, der durch einen flexiblen Schlauch 114 mit der Flüssiggasquelle verbunden ist.

Der Durchströmquerschnitt am Sitz 58 ist kleiner als der Querschnitt des Ventilschaftes 66 im oberen Teil des Raumes 110, so daß die durch den Gasdruck im Raum 110 aufgebrachte Kraft bestrebt ist, das Gaszuführventil 64 geschlossen zu halten.

Im folgenden wird die Steuerung des Füllkopfes beschrieben:

Der Füllkopf wird durch einen mit hydraulischem oder pneumatischem Strömungsmittel betriebenen Steuerkreis gesteuert, bei dem das Strömungsmittel

durch den Einlaß 94, den Kanal 9C, den Raum 98, den Spaltkanal 100 und den Kanal 102 strömt. Wenn sich unter dem Füllkopf kein Behälter befindet, kann das Strömungsmittel ungehindert durch den Steuerkreis strömen. Wird der Füllkopf auf den Behälteranschluß 10 abgesenkt, kommt die Stirnfläche 12 des Behälteranschlusses 10 in Berührung mit der unteren Stirnfläche des elastischen Dichtteils 52, so daß dieses sich verformt. Die flexible Auskleidung 44 weist wie dargestellt einen unteren kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, damit der Füllkopf den Behälteranschluß 10 mit dem Ventil 16 einwandfrei aufnimmt, auch wenn die Teile anfangs nicht genau koaxial aufeinander ausgerichtet sind. Bei der vorgenannten Verformung dehnt sich das Dichtteil 52 nach außen aus, so daß es in Berührung mit der Wand der Bohrung 54 kommt, welche die Außenseite des Spaltkanals 100 bildet. Hierdurch wird der Spaltkanal 100 und damit der Steuerkreis geschlossen, worauf eine nicht dargestellte Steuervorrichtung anspricht, die dann dem Raum 78 durch den Einlaß 82 Druckluft zuführt. Dadurch wird der Kolbenabschnitt 76 mit dem Ventilschaft 66 entgegen der Vorspannkraft der Feder 86 nach unten gedrückt, so daß das Gaszuführventil 64 vom Sitz 58 abgehoben wird. Bei dieser Abwärtsbewegung wird auch der zapfenförmige Ansatz 104 des Ventilschaftes 66 nach unten bewegt, so daß er das Ventil 16 im Behälteranschluß 10 öffnet. Nunmehr kann über den flexiblen Schlauch 114, den Anschluß 112, die Bohrung 106, die Offnungen 108, den Raum UO und durch den Ventilsitz 58 Gas in die zu füllende Flasche einströmen.

Wird während des Füllens versehentlich der Füllkopf von der Flasche bzw. dem Behälteranschluß 10

-, abgehoben, so nimmt das elastische Dichtteil 52 wieder seine unverformte Gestalt an und öffnet den Spaltkanal 100, noch bevor die Stirnfläche 12 des Behälteranschlusses 10 vom Dichtteil 52 abgehoben wird. Dann entlastet die Steuervorrichtung den Raum 78 vom Innendruck, so

in daß sich das Gaszuführventil 64 sofort wieder schließt.

Auch wenn eine Undichtigkeit im Bereich des elastischen Dichtteils 52 oder an irgendeinem anderen Punkt innerhalb des Steuerkreises auftritt, bewirkt die Steuervorrichtung in entsprechender Weise, daß das

i', Gaszuführventil des Füllkopfes sofort geschlossen wird.

Somit ist eine besondere Sicherheitsmaßnahme auch für den Fall vorgesehen, daß eine Beschädigung des Dichtteils 52 eintritt.

Somit bewirkt das elastische Dichtteil 52 eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Füllkopf und der zu füllenden Flasche bzw. dem zu füllenden Behälter. Dabei wird der Füllvorgang nur dann ausgelöst, wenn der Füllkopf und die Flasche ordnungsgemäß aufeinander ausgerichtet sind und aneinander anliegen. Der ringzylindrische Spaltkanal 100 wird nur dann geschlossen, wenn das untere Ende des Dichtteils 52 längs des ganzen Umfangs an der Stirnfläche 12 des Behälteranschlusses 10 anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Füllkopf für einen Druckgas- oder Flüssiggasbehälter mit einem Gaszuführventil, einem im Füllkopfgehäuse ausgebildeten, ringzylindrischen Spaltkanal als Teil eines hydraulischen oder pneumatischen Steuerkreises für die Betätigung des Gaszuführventils und einem elastischen Dichtteil, das durch zentrisches Aufsetzen des Füllkopfes auf den Behälter in eine den Spaltkanal auf seiner ganzen Umfangslänge abdichtende Stellung gebracht wird, wodurch der Steuerkreis unterbrochen und das Gaszufüihrventil geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Dichtteil (52) eine zylindrische Umfangsfläche aufweist, die mit ihrer Außenseite die Innenseite des ringzylindrischen Spakkanals (100) bildet, und daß beim Aufsetzen des Füllkopfes das elastische Dichtteil (52) mit seiner äußeren Stirnfläche an die Stirnfläche (12) des Behiilteranschlusses (10) axial angedrückt wird, wodurch es unter radialer Ausdehnung bis an die Außenseite des Spaltkanals (100) in seine den Spaltkanal (100) abdichtende Stellung verformt wird.

2. Füllkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Dichtteil (52) auf seiner dem Spaltkanal (100) abgewandten Seite von einem ringförmigen Ansatz (56) des Füllkopfgehäuses (36) abgestützt ist.

3. Füllkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (52) mit seiner inneren Stirnfläche an einer Ringschulter des Füllkopfgehäuses (36) anliegt und daß die äußere Stirnfläche des Dichtteils (52) teilweise an einem Flansch eines mit dem Füllkopfgehäuse (36) verbundenen Bundteiles (26) anliegt.