DE2357789A1 - Drehmoment-begrenzungsvorrichtung - Google Patents
Drehmoment-begrenzungsvorrichtungInfo
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Description
Drehmoment-Begrenzungsvorrichtung
Eine mit einem Ventil versehene Kappe zum Verschließen einer Kammer, die mit einem Füllstutzen ausgerüstet ist, der seinerseits
mit einem Innengewinde sowie mit einer an seiner Öffnung sich nach außen biegenden Lippe versehen ist. Die Kappe enthält
ein Gehäuse, das so geformt ist, daß es an seinem äußeren Endbereich einen auswärts gebogenen Bordflansch hat und sich
vom Bordflansch aus axial nach innen ein Zapfen mit Außengewinde erstreckt. Ein konzentrischer Dichtungsring ist in der Nähe des
Bordflansches angebracht, um so den Übergang zu Lippe abzudichten. Eine Muschel überdeckt schließlich den Außenbereich des
Gehäuses und kann in Relation zum Gehäuse um die Achse des Zapfens
gedreht werden. Der Bordflansch ist schließlich mit einem elastischen Finger versehen, der eine Verriegelungsnase an seinem äußersten
Ende hat. Die Muschel ihrerseits ist mit einem Loch ausgerüstet, um diese Verriegelungsnase aufzunehmen; so ergibt sich
zwischen Muschel und Gehäuse eine Schraubverbindung. Das Loch ist mit einer Steuerkurven-Oberfläche versehen, die am Ende ihres
Verlaufes abrupt aufhört, nachdem die Muschel so gedreht wurde, daß der Zapfen nach innen vorrückt. Diese Steuerkurvenfläche
wirkt so, daß die Nase aus dem Loch herausgedreht wird und so die Schraubverbindung löst, wenn der Drehwiderstand, die Drehung
des Gehäuses in genannter Richtung betreffend, einen vorbestimmten Grad überschreitet.
Die vorliegende Erfindung betrifft Kappen, insbesondere Verschlußkappen/
die auf Einfüllstutzen aufgeschraubt werden und mit einer O-Ring-Dichtung versehen sind, um den Übergang zur
Ausgießlippe des Stutzens abzudichten.
Die Verwendung von O-Ring-Dichtungen und auch andere Arten, die
aas relativ weichem, gummiähnlichem oder ruberoidem Dichtungsmaterial
bestehen, stellen beim Abdichten eines Mundstückes eines Behälters mit einer Kappe ein Problem dar, wenn die Kappe
häufig entfernt und wieder aufgeschraubt werden muß. Das Problem besteht darin, daß die Dichtung bei zu starkem Anziehen durch
Drehen der Kappe beschädigt wird. Bisher wurde versucht, dieses Problem zu lösen, indem man die Anschraubkappen mit einer Drehbegrenzungs-Vorrichtung
versehen hat. Die Erfindung der Drehbegrenzungs-Vorrichtung
stellt eine bedeutender.Verbesserung der bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen dar. Ein primäres Ziel
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der Erfindung ist es, eine Ventilkappe zum Verschließen von Autotank-Einfüllstutzen
zu schaffen, besagte Kappe, die ein Ventilgehäuse enthält, das in den Einfüllstutzen eingeschraubt wird,
und außerdem eine Muschel, die den Außenbereich des Ventilgehäuses überdeckt, das mit der Drehbegrenzungs-Vorrichtung versehen
ist, und so eine Schraubverbindung zwischen Muschel und Gehäuse in der Richtung bildet, in der das Gehäuse in den übergang zum
Einfüllstutzen geschraubt wird. Eine O-Ring-Dichtung befindet sich in dem Gehäuse, um den Übergang zur Lippe des Einfüllstutzens
abzudichten. Was die vorliegende Erfindung betrifft, kann der zum Festschrauben des Gehäuses und des Dichtungsringes anzuwendende
Drehmoment auf einen Wert begrenzt werden, der den Dichtungsring nicht beschädigt. Die Mittel, die die Schraubverbindung
zwischen Muschel und Gehäuse herstellen, erbringen eine feste Schraubverbindung in der Richtung, die das Ventilgehäuse von dem
Einfüllstutzen löst, d. h. den Dichtungsring von dem Mundstück
des Einfüllstutzens entfernt.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Ventilgehäuse ganz aus Kunststoff zu schaffen, das an seinem äußeren Endbereich mit
einem nach außen gerichteten Bordflansch versehen ist, der schließlich seinerseits einen nach außen gerichteten elastischen Finger
mit einer Verriegelungsnase an seinem äußersten Ende hat, die in ein Loch geht, das sich in der Muschel befindet, die das Gehäuse
umgibt, und so eine Schraubverbindung zwischen Muschel und Gehäuse erbringt. Diese Verbindung ist drehbegrenzt, weil das Loch mit
einer Steuerkurven-Oberfläche als Lauflinie versehen ist, die,
wenn die Muschel in genannter Richtung gedreht wird, um den Dichtungsring in die Mundöffnung zu drehen, abrupt aufhört; die Steuerkurven-Oberfläche
verursacht das Herausrutschen der Verriegelungsnase aus dem Loch, und so löst sich die Schraubverbindung zwischen
Muschel und Gehäuse, wenn der Drehwiderstand beim Drehen des Gehäuses in der genannten Richtung einen vorher bestimmten Grad überschreitet.
Weitere Ziele und Merkmale dieser Erfindung werden im Verlauf dieser Beschreibung sichtbar.
Zur Vervollständigung des oben Berichteten ist zu bemerken, daß diese Erfindung in den begleitenden Zeichnungen illustrativ verkörpert
ist. Es· wird darauf hingewiesen, daß diese Zeichnungen nur illustrativ sind und daß Änderungen der eigentlichen spezifischen
Konstruktion und Beschreibung möglich sein können, solange
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der Bereich der angehängten Forderungen nicht verletzt wird. In den Zeichnungen zeigt
Abb. 1 - die Abbildung einer Verschlußkappe, die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gebaut wurde
Abb. 2 - Einen Ausschnitt aus Abb. 1 entlang der Linien 2-2
Abb. 3 - Einen Fragmentausschnitt von Abb. 1 entlang der
Linien 3-3
Abb. h - eine Abbildung des zu bevorzugenden Kunststoffgehäuses,
das den Zapfen mit Gewinde, der in den Einfüllstutzen reicht, enthält.
Abb. 5 - einen Fragmentausschnitt von Abb. h entlang der
Linien h—k, 5-5
Abb. 6 - einen Ausschnitt von Abb. k entlang der Linien 6-6
Abb. 7 - einen Fragmentausschnitt, der noch eine andere Technik zur Anbringung der Muschel an das Gehäuse
zeigt.
Aufgrund der Zeichnungen ist ersichtlich, daß man einen Einfüllstutzen,
der allgemein mit der Nummer (lO) bezeichnet ist, illustriert hat, der mit einer gewöhnlichen zylindrischen
Muschel (ll) ausgestattet ist, benachbart zu seinem äußeren Endbereich ein Innengewinde (12) hat und an seinem Außenbereich
eine nach außen gebogene Lippe (l3)· Die Kappe (lA)
zum Verschließen des Einfüllstutzens (lO) besteht aus einem Gehäuse oder Gehäuseteil (l6), der so geformt ist, daß er
an seinem äußeren Endbereich einen nach außen gebogenen Bordflansch (17) hat und einen axial nach innen gehenden Zapfen
(l8) mit Außengewinde (19). Der Gehäuseteil (l6) ist außerdem mit einer peripher verlaufenden Rille (20) versehen, benachbart
der axialen Innenseite des Bordflansches (l7),an dem ein
O-Ring (22) angebracht ist derart abdichtend proportioniert
und entworfen, daß er sich in die Lippe (13) eindrückt, wenn der Gehäuseteil (l6) in den Einfüllstutzen (lO) geschraubt
wird in der Lage, die Abb. 2 zeigt.
In Abt», h sieht man am besten, daß der Bordflansch (17) ein
Paar sich gegenüberliegende -peripher ausgerichtete Einker-
&0 9 824/.Ö7 24 Λ
bunsen (23) hat und sich so nach außen gehende federähnliche
Finger (23a) bilden, die an ihren äußersten Enden mit Verriegelungs
nasen versehen sind (24). Eine Metallmuschel (25) deckt den Außenbereich des Gehäuses (l6) und hat zur Aufnahme der Verriegelungsnase
(24) peripher und getrennt gelagerte einzelne Löcher (26). Später wird eingehender die Kupplung der Verriegolungsnasen
(24) mit den Löchern (26) besprochen. Sie ergibt eine gleitende Verbindung von Muschel (25) mit Gehäuse (l6).
Diese Gleitverbindung ist drehbegrenzt, um eine Beschädigung des O-Ringes (22) zu vermeiden.
In Abb. 2 hat die Muschel (25) eine äußere Schutzhülle (27); der Innenbereich derselben (28) ist einwärts gebogen, um den
Bordflansch (17) in der Muschel zu halten. An der oberen Außenfläche der Muschel (25) ist ein Griff (29) angenietet, wie (30)
zeigt, um so ein Drehen der Muschel möglich zu machen, indem das Gehäuse (l6) gedreht wird.
Der Zapfen (l8) hat einen Ventildurchlaß in der axialen Mitte. Der äußere größere Bereich dieses Durchlasses ist mit (32) bezeichnet.
Wie in Abb. 4 und 5 am besten zu sehen ist, ist dieser
Durchlaß konzentrisch und axial einwärts gerichtet. Der Zapfen (l8) hat einen peripheren Innenringsitz (3*0» der nach außen
blickt und sich am inneren Ende des Durchlaßbereiches (32) befindet;
außerdem eine von dem Ringsitz (3*0 nach innen schräg
verlaufende Fläche (35)1 die in einer nach innen und peripher
ausgerichteten Federbuchse (36) mit konzentrischer Ablaßöffnung (37) endet.
Das äußere Ende des Durchlaßbereiches (32) ist mit einer Falz (4o) versehen. Ein Zwischenstück (4l) ist mit einem peripher
ausgerichteten Montageflansch (42) versehen, der von der Falz (4o) gehalten wird und einen Zapfenbereich (43) hat, der sich
axial nach innen erstreckt. Der Zapfen (43) ist mit einem konzentrisch
einwärts blickenden Ringsitz (45) versehen, der von dem Ringsitz (34) nach außen gelagert ist, und einem kleineren
Bereich (46), der nicht weit vom Ringsitz (45) axial nach innen
ausgerichtet ist. Dieser kleinere Zapfenbereich (46) ist mit peripher verlaufenden, getrennt plazierten axial ausgerichteten
Rillen versehen, wie (47) zeigt. In der erläuternden Abbildung
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versteht sich die Ventildichtung (49) als ein ringförmiger
flexibler Dichtungsring oder Diaphragm (49), so geformt,
daß er einen äußeren peripher gelagerten Wulst (50) beim
Abdichten des Ringsitzes (3*0 bildet und außerdem einen
inneren peripher gelagerten Wulst (5l) beim Abdichten des Ringsitzes (45). Eine Dichtungsscheibe (5*0 liegt zwischen
einer Vakuumfeder (57) und dem inneren PeripheT*iebereich
der Dichtung (49). Diese Vakuumfeder (57) ist eine Spiraldruckfeder,
die zwischen der Dichtungsscheibe (5*0 und der
Federbuchse (36) wirkt. Eine Dichtungsscheibe (58) befindet
sich zwischen der Druckfeder (6l) und dem äußeren Peripheriebereich der Dichtung (49). Die Feder (6l) ist eine Spiraldruckfeder,
eventuell an ihrem oberen Ende in einer konzentrischen Rille (62) gehalten, die in dem Montageflansch (42)
des Zwischenstückes (4l) geformt ist. Das Zwischenstück (4l) ist mit einer Vielzahl von runden einzeln g. elägerten Luftlöchern
(64) versehen. Wenn der Druck im Benzintank, der mit der Kappe (l4) verschlossen ist, zu groß wird, wird der Wulst
(50) von dem Ringsitz weggedrückt (3*0 und erlaubt so Luft und Dämpfen, an dem Wulst vorbei durch die Löcher (64) und
über den Kopf des Zwischenstückes (4l), wie durch die Pfeile (65) angezeigt, zu entweichen. Venn im Tank das Vakuum zu
groß wird, weicht der Wulst (51) nach innen von dem Ringsitz
(45) zurück und erlaubt so der Luft, an dem Wulst (51) vorbei
durch die Röhren (47) und die Öffnungen (37) in den Tank zu gelangen.
Die Tätigkeit des 2-¥ege*»Ventils, die eben besprochen wurde,
wird vollständig in der begleitenden Anwendungsbeschreibung Nr= von Mr. R. Rogers aufgeschlüsselt.
In Abb. 2 ist die Muschel (25) mit dem Gehäuse (l6) für einen Drehmoment entsprechend zur Achse des Gehäuses (l6) durch
den eingebogenen Bereich (28) verbunden, der bis zur axialen Innenseite des Bordflansches (17) reicht.
Natürlich können auch andere Techniken zur Anbringung der Muschel (25) an das Gehäuse (l6) verwendet werden. In Abb. 6
wird ein Außenperipheriebereich der Muschel (25) gezeigt, der einen vergrößerten Innenschutzhiillenbereich (28a) zeigt,
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der so geformt sein mag, daß eine größere Menge von radialen
innen gelagerten Kerben enthalten ist, wie (70) zeigt, um eine fLache Ringmutter (7l) zu halten, und zwar gegen die axiale Innenseite
des Bordflansches (17)· In Abb. 7 wird ein Ausschnitt
der Muschel (25) gezeigt, der einen vergrößerten nach innen gebogenen Innenschutzhüllenbereich (28b) hat, wie (28c) zeigt,
und eine Ringwinkelstütze (72), versehen mit einem sich radial und peripher dehnenden Plansch (73) enthält, die in die axiale
Innenseite des Bordflansches (17) einrastet. In der Illustration
hat die Muschel (25) Vorrichtungen zum Einrasten der axialen Innenseite des Bordflansches (17)» um die Muschel (25) mit dem
Gehäuse (l6) zu verbinden und sie in Relation zur Achse des Gehäuses (l6) zu drehen.
Die Größe zwischen der axialen äußeren Oberfläche (75) und der axialen inneren Oberfläche des Flansches (l7) ist eine Kontrolldimension.
Die zusammengesetzte Achsenstärke des äußersten Endbereiches eines jeden Fingers (23a) und der Verriegelungsnase (2k)
an seinem äußersten Ende muß nicht wesentlich größer sein als die Stärke des Flansches, weil die Verriegelungsnase (2k) sich
relativ frei von Loch (26) zu Loch (26) in der Muschel 25 bewegen muß. Wie in Abb. 3» 5 und 6 gut zu sehen ist, verjüngt sich die
axiale Innenseite eines jeden Fingers (23a) axial nach außen von
seinem nahesten zu seinem äußersten Ende, wie (77) zeigt. Diese Zuspitzung erlaubt der Nase (2k), nach innen zu steuern (nach unten
in Abb. 3» 5 und 6), so daß sie nicht axial nach außen von Seite (75) des Bordflansches (17) herausgehen kann.
Die Nase (2k) der Illustration ist gewöhnlich rechteckig und hat
abrupte, axial verlaufenden Lauf- und Führungskanten (78)» (79)· Die radial verlaufenden inneren und äußeren Oberflächen (80), (8l)
der Nasen verlaufen peripher,um den Kurven der Fugen (23) und den äußeren Peripheriekanten des Flansches (17) zu folgen (Abb. k).
Jedes Loch (26) hat eine Steuerkurven-Oberfläche (82) an seiner
Ablaufkante, wenn die Muschel (25) in der Richtung gedreht wird,
in der das Gewinde (l°-) in die Einrastung mit dem Gewinde (l2)
läuft, d. h. im Uhrzeigersinn, wie Abb. 1 zeigt. Die Führungskante oder -Ende des Loches (26) ist eine abrupte, axial verlaufende
Fläche, wie Abb. 3 zeigt» wenn die Muschel (25) im AntiUhrzeigersinn gedreht wird, hängt s±ch die abrupte Fläche
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/7
ein und schiebt die abrupte Fläche (79) derart, daß das Gehäuse
(l6) gegen den Uhrzeigersinn mit der Muschel gedreht wird. So ergibt sich eine feste Gleitverbindung von Muschel (25) und Gehäuse
(16) in der Richtung, in cfer das Gewinde (l°) von dem Gewinde
(12) gelöst wird, d. h. in der Richtung, in der die Dichtung (22) axial weg von der Lippe (13) bewegt wird.
Die Steuerkurvett-Oberflache (82) der Löchter ist so proportioniert
und entworfen, daß, wenn die Muschel (25) und das Gehäuse (l6) im Uhrzeigersinn gedreht werden und ein bestimmter Drehwiderstand
zur Drehung des Gehäuses (l6) erreicht ist, die Verriegelungsnase (24) axial nach innen gesteuert wird und damit die Muschel (25)
im Uhrzeigersinn in Raltion zum Gehäuse (l6) bewegt werden kann. Da es vier gleiche peripher ausgerichtete Löcher'( 26) gibt und
zwei gleiche peripher ausgerichtete Nasen" (24), bewegt sich die Muaschel um 90°, bevor sie in das nächste Loch rutschen.
Genannter vorher bestimmter Drehwiderstand, bei dem die Nasen einwärts
gerichtet werden, ist so festgelegt, daß kein Überdruck auf den Dichtungsring (22) ausgeübt wird. Dieser vorbestimmte Drehwiderstand
ist natürlich ausreichend, um ein gutes Abdichten zwischen Gehäuse (l6) und Lippe (I3) zu gewährleisten.
In der Illustration und bevorzugten Ausführung ist das Gehäuse (l6) vollständig in einem Formverfahren gefertigt, um Zapfen (l8),
Flansch (l7)> Finger (23a) und Verrxegelungsnasen (2^) wie auch
den Ventildurchlaß so auszurichten, daß sie axial durch das Gehäuse laufen.
Geeignete Materialien für das Gehäuse (l6) sind: Acetal DELRIN oder CELCON M-2504. Die Muschel (25) ist aus Metallblech unter Verwendung
der üblichen Metallkappenfertigungstechniken.
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Claims (1)
- Ansprüche1. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung - eine mit einem Ventil versehene Kappe zum Verschließen, einer Kammer, die mit einem Füllstutzen versehen ist, der an seinem Mundstück ein Innengewinde und eine sich nach außen biegende Lippe hat. Diese Kappe muß ein Gehäuse enthalten, das so geformt ist, daß es an seinem äußeren Endbereich einen auswärts gebogenen Bordflansch hat und von diesem Bordflansch axial nach innen gerichtet einen Zapfen mit Außengewinde. Besagter Bordflansch ist mit einem elastischen Finger versehen, der an seinem äußersten Ende eine Verriegsnase hat. Ein konzentrischer Dichtungsring ist in nächster Nachbarschaft dieses Flansches angebracht, um den Übergang zur Lippe abzudichten. Eine Muschel überdeckt schließlich den äußeren Gehäusebereich und ist im Verhältlnis zum Gehäuse um die Achse des Zapfens drehbar. Diese Muschel ist mit Löchern ausgerüstet, um die Verrieglungsnase aufzunehmen und so eine gleitende Verbindung zwischen Muschel und Gehäuse herzustellen. Die Löcher sind mit einer Steuerkurven-Oberfläche ausgestattet, die am Ende ihres Verlaufs, wenn die Muschel in eine Richtung gedreht wird, um den Zapfen in den Öffnungsübergang des Einfüllstutzens einzuführen, abrupt aufhört. Diese Steuerkurven-Oberfläche ist in der Art wirksam, daß die Nase aus dem Loch herausgedreht wird, um so die Gleitverbindung zwischen Muschel und Gehäuse zu unterbrechen, wenn der Drehwiderstand zur Drehung des Gehäuses in der genannten Richtung einen vorbestimmten Grad überschreitet.2. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 2 und/oder1 dadurch gekennzeichnet, daß besagter Finger peripher über den Bereich des Flansches ausgerichtet ist, die Verriegelungsnase sich axial nach außen ab dem äußersten Ende des besagten Fingers streckt.3. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Muschel mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, die gleichmäßig peripher um die Achse verteilt sind, so daß, wenn die Verriegelungsnase aus dem Loch herausgedreht wird, die Muschel in der einen genann-409824/0 7 24 /2ten Richtung in Relation zum Gehäuse gedreht wird, bis die Nase in das nächste Loch einrastet.h. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch h und/ oder 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß h Löcher 9-0 voneinander entfernt plaziert sind und zwei Finger diametral den Nasen gegenüberliegend und 180 voneinander entfernt.5. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Löcher axial nach innen öffnen und sich am äußeren Peripheriebereich der Muschel befinden.6. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Muschel mit Vorrichtungen versehen ist, um die axiale Innenseite des Bordflansches einzurasten und die Muschel mit dem Gehäuse für die besagte Drehung zu kuppeln.7. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 7 und/oder 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Innenseite des Fingers axial auswärts von seinem nahesten zu seinem äußersten Ende strebt, die kombinierte Achsenstärke der Verriegelungsnase und das äußerste Ende des Fingers nicht unbedingt wesentlich stärker sein muß als die Achsenstärke des Flansches, so daß die Nase und das äußerste Ende axial einwärts von dem Loch weg gesteuert werden können, und zwar in Relation zu der Muschel und den Vorrichtungen, die die axiale Innenflänschseite halten.8. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 8 und/oder 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ganz aus Kunststoff gefertigt ist, um Flansch, Zapfen, Finger mit Verriegelungsnase am äußersten Ende des Fingers und den Ventildurchlaß axial auszurichten,9. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 9 und/oder 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnase gewöhnlich rechteckig ist und mit axial laufenden Laufund Führungskanten versehen ist, das äußerste Ende des Fingers und die Verriegelungsnase elastisch-axial einwärts409824/07 24 /3in Relation zum Flansch zum Lösen aus dem Loch beweglich ist.10. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 10 und/oder i bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Finger so proportioniert und entworfen ist, daß die Verriegelungsnase sich normal axial nach außen streckt, von der äußeren Seite des Flansches in das Loch1 geht. Das äußerste Ende des Fingers ist elastisch axial nach außen bewegbar, so daß die Nase nicht axial über die Flanschoberfläche hinausgehen kann.11. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 11 und/oder 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe zum Verschließen der Kammer ein Gehäuseteil mit Gewinde haben muß, mit einem äußeren Endbereich und einem inneren Endbereich, einem konzentrischen Dichtungsring nahe des äußeren Endbereiches, um den Übergang zur Lippe abzudichten. Das Gehäuse muß schließlich auch mit einem elastischen Finger mit einem Einrastbereich an seinem äußersten Ende versehen sein. Eine Muschel überdeckt schließlich den äußeren Bereich des Gehäuses. Sie ist drehbar in Relation zum Gehäuse um die Achse des Zapfens. Die Muschel ist versehen mit einem kooperierendem Einrastbereich -an dem peripheren Weg des erstgenannten Einrastbereiches, jenem, der so proportioniert und entworfen ist, daß er eine drehbegrenzte Gleitverbindung zwischen Gehäuse und Muschel erbringt, wenn die Muschel in der Richtung gedreht wird, in der der Dichtungsring gegen die Lippe vorstößt und eine feste Gleitverbindung zwischen Gehäuse und Muschel erbringt, wenn die Muschel in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, in die der Dichtungsring weg von der Lippe geht.409824/0724Leerseite
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