DE3930868A1 - Verschlussvorrichtung fuer befuelloeffnungen an behaeltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußvorrichtung für Befüllöffnungen an Behältern, insbesondere an Tankfahrzeugen gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruches 1.

Bei Tankfahrzeugen sind Domdeckel gebräuchlich,bei denen die Verschlußvorrichtung durch einen über den Behälterdeckel klappbaren Druckarm gebildet wird, mit dem der Befülldeckel von außen her an den Lochrand der Behälteröffnung gedrückt wird und somit diese im Zusammenwirken mit einer Dichtung abgedichtet wird. Der außenliegende Druckarm wird dabei durch einen Hebelverschluß gespannt und beaufschlagt den Befülldeckel über ein zentrales Druckstück, so daß der Befülldeckel von außen an die Behälteröffnung angepreßt wird.

Derartige Domdeckel werden insbesondere bei Tankfahrzeugen zum Transport von Kraftstoffen, Chemikalien und ähnlichen, zum Teil gefährlichen Stoffen verwendet. Hierbei kommt es immer wieder zu schwerwiegenden Unfällen, beispielsweise umstürzende Tanklaster, bei denen dann beträchtliche Mengen von Benzin und ähnlichen Gütern auslaufen. Häufig versagt dabei die Verschlußvorrichtung des sog. Schnellfülldomes, da insbesondere bei umgestürzten Tanklastern bei Kontakt mit Brückenpfeilern und dergleichen der außenliegende Spann- und Druckarm des Domdeckels abgerissen wird und somit der Befülldeckel nicht mehr angepreßt wird, so daß die Flüssigkeit aus den Behältern ungehindert auslaufen kann. Durch die einzige Anpreßstelle im Zentrum des Befülldeckels kann sich der relativ dünne Befülldeckel bei Deformierung durch äußere Kräfte am Lochrand der Behälteröffnung leicht aufwölben, so daß an der Dichtfläche zwischen Befülldeckel und Lochrand Flüssigkeit austreten kann. Bei Benzin oder ähnlichen Gütern stellen jedoch bereits geringe Mengen eine erhebliche Umweltverschmutzung und eine Gefahrenquelle für Explosionen dar.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußvorrichtung mit erhöhter Sicherheit und erhöhter Anpreßkraft an der Dichtfläche zu schaffen, die auch unter extremen Beanspruchungen nicht versagt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verschlußvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Durch die innerhalb des Befülldeckels liegende Spannhebel wird zum einen eine geringe Gesamt- Aufbauhöhe der Verschlußvorrichtung erreicht und zum anderen sind praktisch keine außenliegenden Teile mehr vorhanden, so daß sich eine glattflächige Ausbildung der Verschlußvorrichtung am Behälterdom ergibt. Damit besteht auch keine Gefahr mehr, daß bei bereits leichtem Kontakt mit Fremdteilen wie Brückenpfeiler und dergleichen wesentliche Bauteile der Verschlußvorrichtung abgerissen oder beschädigt werden können.

Von besonderem Vorteil ist die dadurch zugleich erheblich gesteigerte Anpreßkraft des Befülldeckels, so daß Auslaufen von Flüssigkeiten im umgestürzten Zustand praktisch ausgeschlossen werden. Dabei liegen die Verriegelungsflächen der Spannhebel direkt unterhalb dem Lochrand und der Dichtfläche des Befülldeckels, so daß hier ein direkter Kraftfluß gegeben ist. Somit ist ein Aufweiten oder Aufwölben des Befülldeckels aufgrund äußerer oder innerer Kräfte nicht möglich, da die Mehrpunktanlage von wenigstens drei am Umfang verteilt angeordneten Spannhebeln ein Aufbiegen verhindert.

Durch die kippbare Lagerung der Spannhebel an ihrem äußeren Endbereich ergibt sich zudem eine günstige Hebelübersetzung im Bereich von etwa 1:5, so daß die Schließkraft der Verschlußvorrichtung zusätzlich gesteigert wird.

Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Kippunkte für die Spannhebel bildende Widerlager durch einen Ring gebildet sind, der in die Behälteröffnung eingepaßt ist, so daß der mit dem Ring verbundene Befülldeckel auch nicht parallel zur Befüllöffnung verschoben werden kann, da sich der Ring bei einem Entlangschleifen des Befülldeckels an einem festen Fremdteil wie Brückenpfeiler oder Straßenoberfläche an dem Lochrand der Behälteröffnung abstützen kann. Somit ist auch hier eine wesentliche Beschädigung der Verschlußvorrichtung durch Abscherkräfte praktisch ausgeschlossen.

Von besonderem Vorteil ist die Ausbildung der Spannvorrichtung sowohl mit radialen Verstellelementen als auch mit axialen Verstellelementen, wie dies beispielsweise durch eine Steuerkurve und Nocken erreicht wird. Zum einen wird durch die schiefe Ebene der Steuerkurve eine weitere Erhöhung der Anpreßkraft auf die Spannhebel und damit der Schließkraft der Spannhebel erreicht. Zum anderen gewährleistet die radiale und sich daran anschließende axiale Bewegung der Spannhebel eine zweistufige Ent-/Verriegelung. Besonders beim Öffnen wird durch die zunächst axiale Bewegung der Spannvorrichtung die Verschlußvorrichtung entlastet, so daß gegebenenfalls vorhandener Überdruck entweichen kann. Dabei ist der Befülldeckel durch die noch radial ausgefahrenen Spannhebel jedoch sicher in der Behälteröffnung gehalten, so daß der Überdruck den Befülldeckel nicht abheben kann und damit gegebenenfalls Bedienpersonen gefährden kann. Von wesentlicher Bedeutung ist weiterhin die Ausbildung einer Raststellung in der Steuerkurve, so daß auch bei extremen Rüttelbewegungen oder Fahrbahnstößen sich die Spannvorrichtung nicht selbstätig lösen kann, sondern eine sichere Verriegelung gewährleistet wird.

Weiterhin ist von Vorteil, daß der glattflächige Befülldeckel an seiner Außenseite keine beweglichen Teile aufweist, so daß Störungen aufgrund von Vereisungen im Wintereinsatz nicht vorkommen. Lediglich der Anschlußzapfen für die Spannvorrichtung ist noch von außen zugänglich, wobei in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung dieser durch eine Abdeckkappe ebenfalls von Wettereinflüssen abgedeckt werden kann. Somit wird durch die vorgeschlagene Verschlußvorrichtung ein äußerst stabiler Befülldom, insbesondere für Tankfahrzeuge erreicht, wobei der als Widerlager für die Spannhebel dienende Ring zusätzlich den Befülldeckel versteift, so daß insgesamt eine bedeutend erhöhte Sicherheit gegen gewaltsame Beschädigung oder Abschieben im Unglücksfalle erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Befülldom an einem Tankfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung.

Fig. 2 eine Unteransicht auf die Verschlußvorrichtung gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine Abwicklung eines Teils der Verschlußvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Verschlußvorrichtung 1 gezeigt, wobei in der rechten Hälfte der Anfangszustand B und in der linken Hälfte der Endzustand C beim Schließen der Verschlußvorrichtung 1 gezeigt ist. Die Offenstellung A wird in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Die Verschlußvorrichtung 1 ist auf eine Befüllöffnung 2 aufgesetzt, die innerhalb eines Befülldomes 3 bzw. einer Behälterwandung ausgebildet ist, wobei die Befüllöffnung 2 durch einen Befülldeckel 4 abgeschlossen ist. Am Befülldeckel 4 ist in dessen Zentrum eine Spannvorrichtung 5 vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Spannzapfen 6 mit einem daran gefestigten Querbolzen 7 und einem Verstellring 8 besteht, an dem nach außen bewegbare Spannhebel 9 gelagert sind. Die äußeren Enden der Spannhebel 9 liegen an einem Lochrand 10 der Behälteröffnung 2 an. Zwischen dem Lochrand 10 und dem äußeren Bereich des Befülldeckels 4 ist eine Dichtung 11 vorgesehen.

Die Spannhebel 9 sind an einem Widerlager 12 kippbar gelagert, das in Fig. 1 durch bügelförmige, mit dem Befülldeckel 4 verbundene Laschen 13 gebildet wird. In bevorzugter Ausführung sind diese, wie in Fig. 2 gezeigt, zu einem geschlossenen Ring 13a verbunden, der an dem Befülldeckel 4 befestigt ist und in die Befüllöffnung 2 mit geringem Spiel eingepaßt ist. Durch die hier nach unten gerichtete Axialbewegung des Verstellringes 8 der Spannvorrichtung 5, wie dies weiter unten ausführlich beschrieben wird, werden die inneren Enden der Spannhebel 9 nach unten gedrückt, so daß im Endzustand C der Schließstellung die Spannhebel 9 die Lage 9′′ einnehmen. Auf die allgemein mit 9 bezeichneten Spannhebel wird nachfolgend in den Stellungen A, B, C mit 9, 9′, 9′′ Bezug genommen. Dadurch wird das Widerlager 12 und der damit verbundene Befülldeckel 4 geringfügig nach unten gezogen, so daß der äußere Rand des Befülldeckels 4 an die Dichtung 11 angepreßt wird. Für diese Axialbewegung der inneren Enden der Spannhebel 9 von der Stellung 9′ in die Position 9′′ sind in einem Lagerkorb 14 Schlitze 15 vorgesehen. Der Lagerkorb 14 bildet dabei eine untere Lagerstelle für den drehbaren Spannzapfen 6, während das obere Lager des Spannzapfens 6 im Befülldeckel 4 ausgebildet ist. Die Schlitze 15 im Lagerkorb 14 dienen dabei auch als Anschlagflächen für die Verdrehbewegung des Verstellringes 8, so daß nach einem von der Anzahl der Spannhebel 9 abhängigen Verdrehwinkel des Verstellringes 8 die radiale Ein-/Ausfahrbewegung der Spannhebel 9 begrenzt wird und sodann die Axialbewegung des Verstellringes 8 eingeleitet wird. Hierzu sind die Schlitze 15 nach unten abgewinkelt.

In Fig. 2 ist eine Unteransicht der Verschlußvorrichtung 1 dargestellt, wobei im Zentrum der Spannzapfen 6 angeordnet ist. Dieser wird von dem Verstellring 8 umschlossen, an dem die inneren Enden der Spannhebel 9 mittels Kugelköpfen gelagert sind. Der Verstellring 8 wird von dem Lagerkorb 14 umgeben, der an wenigstens einer Seite einen Schlitz 15 mit den oben beschriebenen Anschlagflächen zur Begrenzung der Verdrehbewegung aufweist.

Die hier radial ausgerichteten Spannhebel 9′ entsprechen dabei der in Fig. 1, rechte Hälfte, dargestellten Spannhebeln 9′ am Anfangszustand B des Schließvorganges. In dieser Stellung umgreifen die äußeren Enden der Spannhebel 9′ den Lochrand 10 so daß der Befülldeckel von der Befüllöffnung nicht mehr abhebbar ist. Um den Befülldeckel 4 zu öffnen und aus der Befüllöffnung 2 herauszunehmen bzw. zu schwenken, sind die Spannhebel 9′ durch Verdrehen des Verstellringes 8 (hier entgegen dem Uhrzeigersinn) mittels eines nicht dargestellten, am Spannzapfen 6 angreifenden Knebels in die hier gegenüber der radialen Richtung geneigten Position A der Spannhebel 9 zu bewegen. Dabei nehmen die äußeren Enden der Spannhebel 9 einen geringeren Durchmesser ein, so daß die gesamte Verschlußvorrichtung aus der Behälteröffnung 2 beispielsweise mittels eines nicht näher dargestellten Scharnieres herausgeschwenkt werden kann.

Bei der hier dargestellten Verschlußvorrichtung sind vier Spannhebel 9 vorgesehen, die von der eingezogenen Stellung A (Spannhebel 9 in Fig. 2) in die radial ausgefahrene Position B (Spannhebel 9′ in Fig. 1, rechte Hälfte) durch Verdrehen des Spannzapfens 6 und des damit zusammenwirkenden Verstellringes 8 um etwa 70° bewegbar ist. Dadurch werden die äußeren Enden der Spannhebel 9 unter den Lochrand 10 verschoben. Dies erfolgt mit relativ geringer Betätigungskraft, da der Abstand zwischen Spannhebel 9 und Befülldeckel 4 entsprechend der Höhe der Dichtung 11 zusammen mit der Wandstärke des Lochrandes 10 gewählt ist. Diese radiale Ausschiebebewegung der Spannhebel 9 in die Position 9′ kann dabei durch keilförmige Abschrägungen 20 am äußeren Ende der Spannhebel 9 erleichtert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß bei größeren Abschrägungen 20, wie dies in Fig. 1 eingezeichnet ist, bereits durch die radiale Ausfahrbewegung von der Stellung 9 in die Stellung 9′ eine beträchtliche Anpreßkraft auf die Dichtung 11 erzeugt werden kann, so daß diese Art der Verschlußvorrichtung für geringere Anforderungen bezüglich der Anpreßkraft ausreicht. Dabei gelten sämtliche oben angeführten Vorteile bezüglich der hohen Schließsicherheit, durch die am Lochrand 10 anliegenden äußeren Enden der Spannhebel 9′. In diesem Fall bilden die Abschrägungen 20 die Anlageflächen 10a (vgl. Fig. 2) mit dem Lochrand 10, wobei durch das radiale Ausfahren der keilförmigen Abschrägungen 20 an der Spitze der Spannhebel 9 der Befülldeckel 4 nach unten gezogen wird und somit die Dichtung 11 beaufschlagt.

Bei dieser vereinfachten Ausführung, bei der eine zusätzliche Abkippbewegung der Spannhebel in eine Stellung 9′′ fehlt, wären somit axiale Schlitze 15 im Lagerkorb 14 entbehrlich. Somit würde in diesem Fall die Anfangsstellung B zugleich die endgültige Schließstellung C bilden.

Für höhere Schließkräfte wird jedoch die Ausführungsform gemäß Fig. 1, linke Hälfte, mit zusätzlicher Axialbewegung der inneren Enden der Spannhebel 9′ mit Abkippen in die Position 9′′ bevorzugt, da hiermit durch die Hebelübersetzung zwischen dem Anlagepunkt 10a am Lochrand 10 und dem Widerlager 12 am Ring 13 eine Hebelübersetzung von hier beispielsweise 1:5 erhalten wird. Zur Erreichung der Axialbewegung des Verstellringes 8 neben dessen Verdrehbewegung um die Achse des Spannzapfens 6 ist hierzu am oberen Ende des Verstellringes 8 eine Steuerkurve 16 vorgesehen, deren Abwicklung in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Steuerkurve 16 weist im wesentlichen zwei Stufen mit zwei Erhebungen 17 auf, die mit dem nockenförmigen Querbolzen 7 des Spannzapfens 6 zusammenwirken. Nach Beendigung der Radialverstellung der Spannzapfen 9 in die Stellung 9′ befindet sich der Querbolzen 7 in den Vertiefungen der Steuerkurve 16. Durch Anschlagen eines Spannhebels 9 an dem Schlitz 15 des Lagerkorbes 14 ist die Radialbewegung abgeschlossen, wobei die Position B (Fig. 1, rechte Seite und Fig. 2, Stellung 9′ der Spannhebel) eingenommen ist. Durch Weiterdrehen des Spannzapfens 6 mittels eines Betätigungsknebels bewegt sich der Querbolzen 7 entlang den Erhebungen 17 der Steuerkurve 16 nach oben und drückt dabei den Verstellring 8 und somit die Steuerkurve 17 nach unten, da das obere Ende des Spannzapfens 6 im Befülldeckel 4 axial abgestützt ist. Durch die axiale Bewegung des Verstellringes 8 nach unten werden die Spannhebel 9 in die Position 9′′ in den Endzustand C der Schließstellung gekippt. An höchsten Punkt der Erhebung 17 ist eine Raste 18 vorgesehen, in die der Querbolzen 7 in der Endstellung einrastet und somit die Verschlußvorrichtung 1 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert ist. Durch die flache Neigung der Steuerkurve 16 ergibt sich ein weiteres Übersetzungsverhältnis für die Schließkraft, so daß der Befülldeckel stark angepreßt wird. Zur Sicherstellung der Einrastung des Querbolzens 7 in der Raste 18 ist eine Feder 19 vorgesehen, die den Spannzapfen 6 umgibt und sich gegen den Lagerkorb 14 abstützt (vergleiche Fig. 1). Bei der Überführung von der Anfangsstellung B in die Endstellung C des Schließvorganges wird somit der Verstellring 8 gegen die Spannkraft der Feder 19 nach unten bewegt, wie dies mit dem Pfeil in Fig. 3 angedeutet ist. Dabei bleibt der Querbolzen 7 bei der Bewegung in die Endstellung 7′ im wesentlichen in der gleichen Höhenlage, während der Verstellring 8 um einen beträchtlichen Betrag nach unten gedrückt wird. Um einen geringen Betrag bewegt sich jedoch auch der Querbolzen 7 nach unten auf das Behälterinnere zu, da der Spannzapfen 6 an dem nach unten gepreßten Befülldeckel 4 befestigt ist. Dies ist aus den eingezeichneten Mittellinien des Querbolzens 7 in den beiden Stellungen der Fig. 1 ersichtlich.

Die beiden Schritte von der Stellung A-B und B-C gewährleisten somit beim öffnen eine hohe Sicherheit, da im Entspannen der Spannhebel von der Stellung C zu B die äußeren Enden der Spannhebel 9 am Lochrand 10 angreifen und somit ein gegebenenfalls noch vorhandener Druck im Behälterinneren den Befülldeckel 4 nicht abheben kann. Dies ist erst möglich durch Weiterdrehen des Spannzapfens 6, so daß die Spannhebel 9′ radial nach innen in die Stellung 9 (A) eingezogen werden.

Obwohl hier eine Ausführung mit vier strahlenförmig angeordneten Spannhebeln beschrieben ist, können für größere Behälteröffnungen auch sechs oder acht Spannhebel 9 vorgesehen sein. Die Lagerung der inneren Enden der Spannhebel 9 mittels des hier gezeigten Kugelkopfes ist selbstverständlich auch durch eine andere sowohl eine Schwenkbewegung als auch eine Kippbewegung ermöglichende Lagerung, beispielsweise mit einem Bolzen, in gleichwirkender Weise zu ersetzen. Ebenso sind dem Fachmann anstatt der Verwendung einer Steuerkurve 17 Koppelgetriebe bekannt, die sowohl eine Verdrehbewegung als auch eine Axialbewegung vollziehen.

Obwohl hier die Verschlußvorrichtung für Befüllöffnungen an Behälter beschrieben ist, kann diese auch zum flüssigkeitsdichten Verschließen von Inspektionsöffnungen an großen Rohrleitungen und dergleichen angewendet werden.

Claims (7)

1. Verschlußvorrichtung für Befüllöffnungen an Behältern, insbesondere an Tankfahrzeugen mit einem Befülldeckel, der durch eine Spannvorrichtung gegen den Lochrand der Behälteröffnung angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Behälteröffnung (2) wenigstens drei über den Umfang verteilte Spannhebel (9) vorgesehen sind, die durch die Spannvorrichtung (5) in weitgehend radialer Richtung nach außen zum Lochrand (10) hin bewegbar sind und die in Spannstellung mit ihren äußeren Enden am Lochrand (10) der Behälteröffnung (2) anliegen.

2. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (9) in Nähe des äußeren Endes an einem Widerlager (12) kippbar gelagert sind und die inneren Enden der Spannhebel (9) in Richtung zum Behälterinneren durch die Spannvorrichtung (5) beaufschlagbar sind.

3. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (12) durch einen mit dem Befülldeckel (4) verbundenen Ring (13a) gebildet ist, der einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Behälteröffnung (2) aufweist.

4. Verschlußvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (5) einen verdrehbaren Verstellring (8) aufweist, an dem die inneren Enden der Spannhebel (9) in gleichmäßiger Teilung befestigt sind.

5. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellring (8) an der zum Befülldeckel (4) gerichteten Oberseite eine Steuerkurve (16) aufweist, in die ein Querbolzen (7) eingreift und bei Verdrehung entlang von Erhebungen (17) der Steuerkurve (16) zur axialen Verschiebung des Verstellringes (8) bewegbar ist.

6. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung (17) der Steuerkurve (15) im höchsten Punkt eine Raste (18) aufweist, in die der Querbolzen (7) in Endstellung C des Schließvorganges eingreift.

7. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (9) durch die Spannvorrichtung (5) lediglich radial nach außen verstellbar sind und an ihren äußeren Enden Abschrägungen­ (20) aufweisen.