DE4104711A1 - Kupplung fuer vakuumisolierte rohr- oder schlauchleitungen - Google Patents
Kupplung fuer vakuumisolierte rohr- oder schlauchleitungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplung für vakuumisolierte
Rohr- oder Schlauchleitungen, die zur Führung eines
kryogenen Mediums vorgesehen sind, bestehend aus einem
Kupplungsstecker und einer Kupplungsdose, wobei im
zusammengekuppelten Zustand ein Leitungsendrohr des
Kupplungssteckers sich über die Trennebene hinaus in die
Kupplungsdose hinein erstreckt.
Derartige Kupplungen, die auch als "Johnston-Kupplung"
bezeichnet werden, sind allgemein in kryogenen Leitungs
systemen einsetzbar, so zum Beispiel in Leitungssystemen,
in denen Helium oder Wasserstoff kryogen geführt ist. Durch
das Leitungsendrohr, das zwecks Vakuumisolierung doppel
wandig ausgeführt ist, wird eine größere such als "Wärme
leitlänge" bezeichnete räumliche Entfernung zwischen der
Stelle, an der die mechanische Verbindung der beiden Kupp
lungsteile erfolgt, und der Stelle, an der der Übertritt
des kryogenen Mediums von der einen in die andere Leitung
erfolgt, geschaffen. Dadurch wird einer Vereisung entgegen
gewirkt und es werden die Verdampfungsverluste des kryoge
nen Mediums in der Leitung verringert. Ein derartig ausge
bildeter Kupplungsstecker wird auch als "Male-Teil"
bezeichnet. Die dazu korrespondierende Bezeichnung für die
Kupplungsdose ist "Female-Teil". Bedingt durch den Aufbau
einer solchen Kupplung ist es nach dem Zusammenkuppeln
zweier Leitungen zunächst nötig, die in den Leitungen noch
vorhandene Umgebungsluft zu entfernen, was durch Evakuieren
der Leitung und anschließendes Spülen mit einem geeigneten
Medium, beispielsweise mit Helium, geschieht, wobei dies
mehrmals wiederholt wird. Daran anschließend werden die
miteinander verbundenen Leitungen kaltgefahren, d. h. von
dem Kryomedium, das transportiert werden soll, durchströmt,
wobei dieses zum Kaltfahren der Leitungen und anderer Anla
genteile benutzte Kryomedium noch nicht für den eigentlichen
Verwendungszweck vorgesehen ist, d. h. beispielsweise beim
Umfüllen von einem großen in einen kleinen Tank, ist der
kleine Tank zunächst noch geschlossen und das Kryomedium
wird anderweitig weiterverwendet oder abgeblasen. Erst wenn
die Leitungen eine bestimmte Temperatur erreicht haben,
wird flüssiges Kryomedium in den kleinen Tank eingeleitet.
Auf diese Weise ist die Gasbildung beim Transport weitge
hend unterbunden. In umgekehrter Richtung müssen nach dem
Ablassen des noch in den Leitungen befindlichen Kryomediums
die Leitungen warmgefahren werden, um gefährliche Gemisch
bildungen und Betriebsstörungen durch ausfrierende Luft
und Feuchtigkeitsanteile zu vermeiden.
Es ist leicht erkennbar, daß die Handhabung von Leitungen
und Leitungssystemen, die mit den beschriebenen Kupplungen
versehen sind, umständlich und zeitaufwendig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Kupplung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stel
len, die es ermöglicht, schnell und einfach eine betriebsbe
reite Verbindung zwischen den Leitungen herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Kupplungsstecker und die Kupplungsdose unmittelbar benach
bart der Trennebene jeweils mit einem Absperrorgan versehen
sind und das Leitungsendrohr in axialer Richtung beweglich
zum Kupplungsstecker und bis hinter das steckerseitige
Absperrorgan zurückziehbar ist. Der erfindungswesentliche
Gedanke besteht demnach darin, die Kupplung so auszubilden,
daß sie unter Betriebsbedingungen (beispielsweise Wasser
stofftransport unter einem Druck von 3 bar und einer
Temperatur von 25 Kelvin) verbunden und getrennt werden
kann (denn die beiden Leitungen können durch die Absperr
organe hermetisch zur Umgebung hin abgeschlossen werden)
und das Evakuieren und Spülen, sowie das Kaltfahren bzw.
Anwärmen der hinter den Absperrorganen befindliche Teile
des Leitungssystems entfällt. Dadurch, daß sich das
Leitungsendrohr des Kupplungssteckers im getrennten Zustand
der Leitungen hinter dem steckerseitigen Absperrorgan befin
det, wird der zur Umgebung beim Trennen zu öffnende und
beim Verbinden zu entlüftende Raum, also der Raum zwischen
den beiden Absperrorganen, wesentliche verkleinert.
Die steckerseitige Leitung ist konzentrisch unter Bildung
eines Ringraumes von einer zwischen dem Ausgangsort der
Leitung, beispielsweise einem Tank, und dem Kupplungs
stecker angeordneten Außenwandung umgeben, wobei zwischen
Außenwandung und Leitung ein Standvakuum (Permanentvakuum)
besteht. Um das Ein- und Ausfahren des Leitungsendrohres
auf einfache Weise zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, die
Außenwandung im steckernahen Bereich flexibel im Sinne
eines Membranbalgs auszubilden.
Der Raum zwischen Kupplungsstecker und Kupplungsdose wird
minimiert, wenn beide jeweils einen Verbindungsflansch
aufweisen, so daß die Kupplung als Flanschverbindung ausge
führt ist. Die Absperrorgane sind gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung als Kugelhähne ausgebildet,
deren Durchgangsbohrungen zur Aufnahme des Leitungsendrohres
vorgesehen sind. Kugelhähne sind einfach herstellbar und
gewährleisten eine gute Abdichtung. Darüber hinaus ist dann
der zwischen den Verbindungsflanschen verbleibende Raum
geometrisch einfach aufgebaut und daher leicht zu spülen.
Bei den bekannten Johnston-Kupplungen ist der Raum zwischen
den Kupplungen hingegen verwinkelt, so daß praktisch immer
etwas Restluft verbleibt, was zu einer Verunreinigung des
kryogenen Mediums und zu Funktionsstörungen sowie möglicher
weise sicherheitstechnisch gefährlichen Gemischbildungen
(je nach Kryomedium) im System führt.
Der Spülvorgang nach dem Verbinden von Kupplungsstecker und
Kupplungsdose und der Druckentlastungsvorgang vor dem
Trennen kann in Weiterbildung der Erfindung sehr leicht
dadurch erreicht werden, daß das steckerseitige Absperr
organ mit mindestens einer Spülvorrichtung versehen ist,
die bei geringfügig geöffnetem Absperrorgan den Raum, in
dem die Trennebene liegt, mit der steckerseitigen Leitung
und einer Ablaßöffnung verbindet, und mindestens eine
Druckentlastungsvorrichtung aufweist, die bei geschlossenem
und geringfügig über die Schließstellung hinaus betätigtem
Absperrorgan, den Raum, in dem die Trennebene liegt, mit
einer Ablaßöffnung verbindet. Der Raum zwischen Kupplungs
stecker und Kupplungsdose wird daher beim Betätigen des
steckerseitigen Kugelhahnes automatisch gespült bzw.
druckentlastet. Es können daher spezielle Spül- und
Druckentlastungsventile im Leitungssystem entfallen.
Besonders einfach und kostengünstig läßt sich dies errei
chen, wenn die Spülvorrichtung und die Druckentlastungsvor
richtung von Kanälen im Kugelküken und damit in Wirkverbin
dung bringbaren Kanälen in der Kugelküken-Aufnahme gebildet
werden.
Es ist günstig, wenn in der Kupplungsdose im trennebenen
fernen Bereich ein weiteres dosenseitiges Absperrorgan
angeordnet ist, das im zusammengekuppelten Zustand mit dem
Leitungsendrohr in Wirkverbindung bringbar ist. Die
Serienschaltung des weiteren dosenseitigen Absperrorgans
zusammen mit dem dosenseitigen Kugelhahn erhöht infolge der
doppelten Absperrung die Sicherheit gegen Austreten von
kryogenem Medium in die Atmosphäre. Durch das Trennen der
Kupplung wird zunächst dieses innere Absperrorgan durch
Zurückziehen des Leitungsendrohres automatisch geschlossen
und danach erfolgt erst die Schließung des dosenseitigen
Kugelhahns. Der abgesperrte Raum zwischen dem inneren Ab
sperrorgan und dem Kugelhahn wirkt darüber hinaus isolie
rend.
Es werden in der Praxis getrennte Leitungen für flüssiges
kryogenes Medium und gasförmiges kryogenes Medium vorge
sehen, wobei die Leitung für flüssiges Medium als Zufuhr
leitung und die Leitung für gasförmiges Medium als Ablei
tung vorgesehen ist. Dadurch sind zwei Kupplungen für ein
Leitungssystem nötig, was die Kosten verdoppelt und die
Handhabung erschwert. Ein ganz erheblicher Vorteil ergibt
sich daher gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgegen
standes, wenn zumindest die steckerseitige Leitung und das
daran angeschlossene Leitungsendrohr aus zwei konzentrischen
Leitungen bzw. Rohren besteht, wobei die eine Leitung zur
Führung von flüssigem kryogenen Medium und die andere
Leitung zur Führung von gasförmigem kryogenen Medium
vorgesehen ist und die äußere Leitung und das äußere
Leitungsendrohr vakuumisoliert ausgebildet sind. In diesem
Fall ist es zweckmäßig, wenn das weitere dosenseitige
Absperrorgan aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten,
federbelasteten Endverschlüssen besteht, die zu den Lei
tungsendrohren korrespondieren und jeweils an der Mündung
von an der Kupplungsdose angeschlossenen Leitungen ange
ordnet sind.
Es wird weiter vorgeschlagen, daß der äußere Endverschluß
eine in einer Ringnut eines Längskanales der Kupplungsdose
angeordnete Kugel aufweist, wobei an die Ringnut die eine
der beiden Leitungen angeschlossen ist und wobei die Kugel
in Richtung zur Trennebene federkraftbelastet gegen eine
Verengung im Längskanal angestellt und durch das äußere
Leitungsendrohr beaufschlagbar ist, und daß der innere
Endverschluß von einem auf der trennebenenfernen Seite der
Kugel angeordneten Ventilteller gebildet ist, der in
Richtung zur Trennebene federkraftbelastet gegen eine in
Längsrichtung der Kupplungsdose angeordnete Durchgangs
bohrung der Kugel angestellt ist, wobei der Ventilteller
mit einem in der Durchgangsbohrung geführten Axialfortsatz
versehen ist, der durch das innere Leitungsendrohr beauf
schlagbar und mit Axialdurchlässen versehen ist, und wobei
an dem der trennebenenfernen Seite des Ventiltellers zuge
ordneten Raum die andere der beiden Leitungen angeschlossen
ist. Derart ausgebildete Endverschlüsse, die kostruktiv
auch anders aussehen können (Kugelventil, Kegelventil
usw.), sind einfach herstellbar.
Wenn bei in Schließstellung befindlichen Endverschlüssen
die beiden an die Kupplungsdose angeschlossenen Leitungen
miteinander verbunden sind, wird gewährleistet, daß dieses
Ende der Kupplungsdose kalt bleibt, sofern in den Leitungen
kryogenes Medium zirkuliert.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplung wird
vorgeschlagen, daß die innere Leitung und das innere
Leitungsendrohr zur Führung von flüssigem kryogenen Medium
vorgesehen sind und die äußere Leitung und das äußere
Leitungsendrohr zur Führung von gasförmigem kryogenen
Medium, wodurch die Verdampfungsverluste weiter gesenkt
werden.
Es ist günstig, wenn ähnlich dem oben beschriebenen inneren
Absperrorgan der Kupplungsdose auch der Kupplungsstecker
oder die damit verbundene Leitung mit einem weiteren
Absperrorgan versehen ist, wobei dann das Leitungsendrohr
gegenüber der steckerseitigen Leitung längsbeweglich in
Wirkverbindung mit dem weiteren steckerseitigen
Absperrorgan steht. Damit wird erreicht, daß sowohl der
Kupplungsstecker als auch die Kupplungsdose nach dem
Entkuppeln automatisch abgedichtet werden. Zwischen den
inneren Absperrorganen und den äußeren Absperrorganen
(Kugelhähne) ist dann jeweils ein isolierender Raum.
Um eine Querschnittserweiterung der Kupplung im Bereich der
Kugelhähne zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß das
weitere steckerseitige Absperrorgan im Leitungsabschnitt
vor dem Membranbalg angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist
das weitere steckerseitige Absperrorgan als federbelasteter
Endverschluß ausgebildet, der zwischen die innere Leitung
und das innere Leitungsendrohr geschaltet ist. Es ist
selbstverständlich auch möglich, einen steckerseitigen
Endverschluß vorzusehen, der genauso aufgebaut ist, wie der
dosenseitige Endverschluß. Auf diese Weise werden sowohl
die innere als auch die äußere Leitung des Kupplungsstec
kers und die beiden Leitungen der Kupplungsdose beim
Trennen der Kupplung automatisch abgedichtet.
Als besonders vorteilhaft erweist sich, die erfindungsgemäß
ausgestaltete Kupplung als Betankungskupplung für Kraftfahr
zeuge zu verwenden, die mit flüssigem Wasserstoff betrieben
werden. Bei solchen Fahrzeugen gestaltet sich das Wieder
auffüllen des Fahrzeugtanks mit flüssigem Wasserstoff mit
Hilfe einer üblichen Johnston-Kupplung als schwierig und
zeitaufwendig und ist somit ein ernstes Hindernis bei der
Einführung und Verbreitung der Flüssigwasserstoff-Technolo
gie in Kraftfahrzeugen. Mit der erfindungsgemäßen Kupplung
als Verbindungsstück zwischen Vorratstank und Fahrzeugtank
kann die Betankungszeit, beispielsweise bei einem 125-Liter-
Fahrzeugtank, von ca. 60 Minuten auf ca. 10 Minuten gesenkt
werden. Darüber hinaus vereinfacht sich der Verfahrens
ablauf bei gleichzeitig erhöhter Sicherheit. Die starke
Vereinfachung des Verfahrensablaufs ermöglicht es, das
Betanken zu automatisieren, beispielsweise unter Verwendung
eines Roboters.
Bisher ist es üblich, außerhalb des Fahrzeugtanks eine
Ventilbox vorzusehen, in der in der Regel vier
elektromagnetisch betätigbare Absperrventile und drei
Rückschlagventile enthalten sind, mit denen die einzelnen
Betriebszustände: Fahren mit flüssigem Wasserstoff, Fahren
mit gasförmigem Wasserstoff, Betanken, Spülen, Anwärmen;
geschaltet werden. Als besonders vorteilhaft erweist es
sich, daß durch die erfindungsgemäße Kupplung die Zahl der
Absperrventile auf zwei Stück reduziert wird und die
Rückschlagventile überflüssig werden. Die verbleibenden
zwei Absperrventile können im Isolationsvakuumraum des
Fahrzeugtanks untergebracht werden, so daß die Ventilbox
entfallen kann. Dies verringert den Platzbedarf der
Wasserstoffanlage im Kraftfahrzeug und senkt darüber hinaus
die Kosten. Wenn nun gemäß einer Weiterbildung des Erfin
dungsgedankens die Leitung für gasförmigen Wasserstoff über
die Kupplungsdose geführt ist und in die Leitung mündet,
die zum Auffüllen des Wasserstofftanks vorgesehen ist, kann
dadurch dieser Teil der Kupplungsdose noch im Fahrbetrieb
des Kraftfahrzeugs, dessen Kraftstoffversorgungsleitung
wahlweise an eine flüssigen Wasserstoff führende Leitung
oder eine gasförmigen Wasserstoff führende Leitung des
Wasserstofftanks anschließbar ist, also vor dem Anlaufen
der Tankstelle, mit gasförmigem Wasserstoff kaltgefahren
werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden
anhand des in den Figuren schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Kupplung,
wobei diese in einem Betankungssystem eines mit
Flüssigwasserstoff betriebenen Kraftfahrzeuges
Verwendung findet;
Fig. 2 den Rohrleitungsplan zu einem Flüssigwasserstoff-
Fahrzeugtank, an den eine erfindungsgemäße
Kupplung nach Fig. 1 angeschlossen ist;
Fig. 3 eine Johnston-Kupplung;
Fig. 4 den Rohrleitungsplan zu einem Flüssigwasserstoff-
Fahrzeugtank, an den Johnston-Kupplungen nach
Fig. 3 angeschlossen sind;
Fig. 5 eine zusammengekuppelte Kupplung nach Fig. 1 vor
dem Ausfahren des Leitungsendrohres;
Fig. 6 eine Kupplung nach Fig. 1 beim Spülen der
Flanschung vor dem Betanken;
Fig. 7a bis 7d ein Prinzipschema zum Absperrorgan des
Kupplungssteckers;
Fig. 8 eine Kupplung nach Fig. 1 beim Betanken;
Fig. 9 eine Kupplung nach Fig. 1 beim Entleeren des
Leitungsendrohres;
Fig. 10 das Prinzipschema eines steckerseitigen
Endverschlusses;
Fig. 11a bis 11b eine erfindungsgemäße Kupplung in einer
ausgeführten Form;
Fig. 12a bis 12d den dosenseitigen Endverschluß in ausgeführter
Form;
Fig. 13a bis 13c den Endverschluß nach Fig. 12 im Eingriff mit dem
Leitungsendrohr.
Die erfindungsgemäße Kupplung wird anhand eines
Ausführungsbeispieles erläutert, das ein Betankungssystem
eines mit Flüssigwasserstoff betriebenen Kraftfahrzeuges
darstellt. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 den Prinzip
aufbau eines solchen Betankungssystems. Tankstellenseitig
ist ein Vorratstank 1 mit flüssigem Wasserstoff LH2
vorgesehen, an den eine Leitung 2 angeschlossen ist, in die
eine Pumpe 3 und ein elektromagnetisch betätigtes Absperr
ventil 4 geschaltet sind. An die Leitung 2 ist eine Leitung
5 angeschlossen, die mit dem oberen Ende des Vorratstanks 1
in Verbindung steht und in der ein elektromagnetisch
betätigbares Absperrventil 6 angeordnet ist. Die Leitung 2
ist im Anschluß an die Abzweigung zur Leitung 5 unter
Bildung eines Zwischenraumes konzentrisch von einer Leitung
7 umgeben, von der eine Leitung 8 abzweigt, in der sich ein
Druckbegrenzungsventil 9 befindet. Die Leitungen 2 und 7
sind bevorzugt elastisch ausgebildet und führen zu einem
Kupplungsstecker 10. Auf eine Darstellung der Vakuumiso
lierung der Leitungen 2 und 7 ist in Fig. 1 verzichtet.
Die Leitungen 2 und 7 münden in einem aus einem äußeren
Rohr 7a und einem inneren Rohr 2a bestehenden Leitungsend
rohr. Das Leitungsendrohr ist in bezug auf den Kupplungs
stecker 10 längsbeweglich, was durch einen Membranbalg 11
erreicht wird. Der Kupplungsstecker 10 ist mit einem als
Kugelhahn 12 ausgebildeten Absperrorgan versehen, wobei die
Durchgangsbohrung 12a des Kugelhahns in geöffnetem Zustand
ein Ausfahren des Leitungsendrohres aus dem Kupplungsstecker
ermöglicht, was in Fig. 1 dargestellt ist.
Der Kupplungsstecker 10 ist über einen Verbindungsflansch
13 mit dem Verbindungsflansch 14 einer Kupplungsdose 15
lösbar verbunden. Auch die Kupplungsdose 15 ist mit einem
Kugelhahn 16 versehen, dessen Durchgangsbohrung 16a zur
Aufnahme des Leitungsendrohres vorgesehen ist. In der
Berührungsebene der Verbindungsflansche 13 und 14, der
sogenannten Trennebene T, ist eine Dichtung 17 angeordnet.
Im trennebenenfernen Bereich der Kupplungsdose 15 ist ein
weiteres Absperrorgan 18 angeordnet, wobei zwischen dem
Absperrorgan 18 und dem Kugelhahn 16 ein isolierender
Zwischenraum 19 vorgesehen ist. Das Absperrorgan 18 ist in
Richtung zur Schließstellung federbelastet und verbindet in
Schließstellung zwei an die Kupplungsdose 15 angeschlossene
Leitungen 20 und 21. Das Absperrorgan 18 wird durch das in
die Kupplungsdose 15 eingefahrene Leitungsendrohr geöffnet,
wobei im geöffneten Zustand das innere Leitungsendrohr 2a
mit der Leitung 20 verbunden ist und das äußere Leitungsend
rohr 7a mit der Leitung 21. Somit stellt die Leitung 20 die
Zuleitung dar, in der flüssiger Wasserstoff LH2 einem in
Fig. 2 dargestellten Fahrzeugtank 22 zugeführt wird, und
stellt die Leitung 21 die Ableitung dar, durch die beim
Betanken aus dem Fahrzeugtank 22 verdrängter gasförmiger
Wasserstoff GH2 zur Tankstellenseite hin rückgeführt und
über die Leitung 8 und das Druckbegrenzungsventil 9 (das
niedriger eingestellt sein muß als ein fahrzeugtankseitiges
Druckbegrenzungsventil), beispielsweise in einen Kamin
abgeblasen wird.
Der in Fig. 2 dargestellte Fahrzeugtank 22 ist vakuum
isoliert und enthält flüssigen und gasförmigen Wasserstoff.
Die Leitung 20 führt in den bodennahen Bereich des Fahrzeug
tanks 22. Die Leitung 21 führt in den oberen Bereich des
Fahrzeugtanks 22. In dem Isolationsvakuumraum 23, der den
Fahrzeugtank 22 umgibt, ist in der Leitung 20 ein elektro
magnetisch betätigtes Absperrventil 24 angeordnet und in
der Leitung 21 ein elektromagnetisch betätigtes Absperr
ventil 25. Stromauf des Absperrventiles 25 zweigt eine
Leitung 26 mit diversen Armaturen und Ventilen ab. Von der
Leitung 20 zweigt stromauf des Absperrventiles 24 eine
Kraftstoffversorgungsleitung 27 ab, die zu einem symbolisch
dargestellten Heizgerät 28 mit nachgeschaltetem elektromag
netisch betätigten Absperrventil 29 führt und weiter zu
einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs.
Es sind drei Betriebsarten möglich: Betrieb mit gasförmigem
Wasserstoff; Betrieb mit flüssigem Wasserstoff; Betanken.
Beim Betrieb mit gasförmigem Wasserstoff sind die Absperr
ventile 25 und 29 geöffnet und ist das Absperrventil 24
geschlossen. Gasförmiger Wasserstoff aus dem oberen Teil
des Fahrzeugtanks 23 strömt daher durch die Leitung 21 über
die Kupplungsdose 15 (genauer gesagt, über den das Absperr
organ 18 enthaltenden "kalten Teil" der Kupplungsdose 15)
und die Leitung 20 in die Kraftstoffversorgungsleitung 27.
Bei Betrieb mit flüssigem Wasserstoff ist das Absperrventil
25 geschlossen und sind die Absperrventile 24 und 29 geöff
net. Infolge des im Fahrzeugtank 22 vorhandenen Drucks,
z. B. von 3 bar, wird flüssiger Wasserstoff in die Leitung
20 gedrückt und von dort in die Leitung 27 und weiter in
das Heizgerät 28, wo eine Verdampfung erfolgt. Reicht der
Druck im Fahrzeugtank 22 nicht mehr aus, so wird der
Fahrzeugtank beheizt, um eine Verdampfung des flüssigen
Wasserstoffs zu erreichen und damit den Tankdruck wieder
anzuheben. Vor dem Betanken wird das Kraftfahrzeug
zweckmäßigerweise zunächst einige Zeit mit gasförmigem
Wasserstoff betrieben, um die Kupplungsdose 15 kaltzu
fahren. Nachdem der Kupplungsstecker 10 und die Kupplungs
dose 15 miteinander verbunden und die Absperrorgane geöff
net sind und das Leitungsendrohr in die Kupplungsdose
eingefahren ist, strömt bei geschlossenem Absperrventil 29
und geöffnetem Absperrventil 24 flüssiger Wasserstoff über
die Leitung 20 in den Fahrzeugtank 22 und strömt verdräng
ter gasförmiger Wasserstoff bei geöffnetem Absperrventil 25
über die Leitung 21 ab.
In Fig. 3 ist eine Johnston-Kupplung des Standes der
Technik dargestellt. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen
Kupplung ist die Johnston-Kupplung mit keinerlei Absperr
organen versehen. Das Male-Teil 30 der Kupplung ist fest
mit einem Leitungsendrohr 31 verbunden, in dem koaxial eine
zur Führung von flüssigem Wasserstoff vorgesehene Leitung
32 angeordnet ist. In dem Raum 33 zwischen der Außenwandung
der Leitung 32 und der Innenwandung des Leitungsendrohres
31 herrscht ein Standvakuum (Permanentvakuum). Das Female-
Teil 34 der Kupplung wird mittels einer Überwurfverschrau
bung 35 mit dem Male-Teil 30 verbunden und weist Ringdich
tungen 36 auf, die gegen das Leitungsendrohr 31 des Male-
Teiles 30 dichten. Eine weitere Dichtfläche ist darüber
hinaus an einem Abflußelement 37 des Leitungsendrohres 31
angeformt, das gegen das "kalte Ende" 38 des Female-Teiles
34 anliegt. Dieses "kalte Ende" 38 ist über ein Rohr 39 mit
dem "warmen Ende" des Female-Teiles 34 verbunden. Vor
Inbetriebnahme der Johnston-Kupplung ist diese zusammen mit
den fortführenden Leitungen zu entlüften, zu spülen und
kaltzufahren. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist,
gestaltet sich insbesondere das Entlüften und Spülen einer
Johnston-Kupplung als schwierig, da der Raum zwischen dem
Male-Teil 30 und dem Female-Teil 34 sehr viele Winkel
aufweist. Zudem sind Blindstopfen B1 und B2 (Fig. 4) zu
öffnen, wobei unter Druck stehender Wasserstoff zur
Atmosphäre entweicht und kalte, mit Wasserstoff gefüllte
Leitungen 20, 21 sowie kalte Absperrventile 40, 41 zur
Atmosphäre zu öffnen sind.
In Fig. 4 ist der Fahrzeugtank 22 aus Fig. 2 dargestellt,
jedoch mit einer Ventilausrüstung, wie sie für den Betrieb
mit einer Johnston-Kupplung nach Fig. 3 erforderlich ist.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In
der Leitung 21 ist zusätzlich zu dem Absperrventil 25 ein
weiteres elektromagnetisch betätigbares Absperrventil 40
angeordnet (nachgeschaltet). In der Leitung 20 ist stromauf
des Absperrventiles 24 ein Rückschlagventil 41 angeordnet.
Zwischen dem Rückschlagventil 41 und dem Absperrventil 25
zweigt eine Leitung 42 ab, in der ein weiteres elektromag
netisch betätigbares Absperrventil 43 mit nachgeschaltetem
Rückschlagventil 44 angeordnet ist und die zu der Kraft
stoffversorgungsleitung 27 führt, wobei ein Anschluß an die
Leitung 21 zwischen den Absperrventilen 25 und 40 vorge
sehen ist. Ebenfalls zu der Kraftstoffversorgungsleitung 27
führt eine mit einem Rückschlagventil 45 versehene Leitung
46, die stromauf des Absperrventiles 25 abzweigt. Die vier
genannten Absperrventile und drei Rückschlagventile sind
allesamt in einer vakuumisolierten Ventilbox 47 angeordnet,
die mit einem Sicherheitsventil 48 versehen ist. Die Kraft
stoffversorgungsleitung 27 ist im Abschnitt von der Ventil
box 47 bis zum Heizgerät 28 von einem vakuumisolierten
Gehäuse 49 umgeben. Das Betanken nach dem Stand der
Technik, also mit einer Johnston-Kupplung, funktioniert wie
folgt: Nach dem Entfernen von kupplungsseitigen Verschlüssen
und der Blindstopfen B1, B2 von der Ventilbox 47, was sehr
schnell geschehen muß, um das Eindringen von Luft in die
kalten Leitungen zu vermeiden, werden die Kupplungen
miteinander verbunden. Es ist zunächst erforderlich, zu
spülen und zu evakuieren. Zu diesem Zweck werden die
Absperrventile 24 und 25 geschlossen und die Absperrventile
40 und 43 geöffnet. Danach werden die Leitungen 20, 42 und
21 evakuiert und von der Tankstellenseite aus gespult.
Danach wird das Absperrventil 43 geschlossen und werden die
Absperrventile 24 und 25 geöffnet, wonach die Befüllung des
Fahrzeugtanks 22 erfolgt. Wenn der Betankungsvorgang
abgeschlossen ist, werden die Absperrventile 24 und 25
wieder geschlossen und das Absperrventil 43 geöffnet, um
die Leitungen warmfahren zu können, beispielsweise mit
gasförmigem Helium. Anschließend werden die beiden
Johnston-Kupplungen getrennt und die Verschlüsse und
Blindstopfen B1 und B2 wieder montiert.
Im Fahrbetrieb mit flüssigem Wasserstoff sind die Absperr
ventile 24 und 43 geöffnet und die Absperrventile 25 und 40
geschlossen. Im Fahrbetrieb mit gasförmigem Wasserstoff
sind die Absperrventile 24, 43 und 40 geschlossen und ist
das Absperrventil 25 geöffnet.
Es ist leicht erkennbar, daß das beschriebene Betankungs
system mit den Johnston-Kupplungen des Standes der Technik
aufwendig aufgebaut, schwierig zu bedienen und sicherheits
technisch bedenklich ist.
Im nachfolgenden sei nun im Detail auf den Verfahrensablauf
beim Betanken unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Kupplung eingegangen. Hierzu wird auf die Fig. 5 und 9
verwiesen, wobei die Darstellung der Kupplung in den
Fig. 5, 6, 8 und 9 der Darstellung nach Fig. 1 ent
spricht. Fig. 5 stellt den Beginn des Betankungsvorgangs
dar. Hierbei sind der Kupplungsstecker 10 und die
Kupplungsdose 15 bereits miteinander verflanscht, jedoch
sind die Kugelhähne 12 und 16 noch geschlossen und ist
daher das Leitungsendrohr mit innerem Rohr 2a und äußerem
Rohr 7a in den Kupplungsstecker 10 eingefahren und das
Absperrorgan 18 geschlossen. Das "kalte Ende" der
Kupplungsdose 15 ist zweckmäßigerweise unmittelbar vor dem
Abstellen des Kraftfahrzeugs durch Gasbetrieb kaltgefahren
worden, was gestricht symbolisiert ist.
Der Kupplungsstecker 10 sei darüber hinaus mit einer
Entlüftungsleitung 50 verbunden, in der ein Rückschlag
ventil 51 angeordnet ist und die zur Leitung 8 führt. Zum
Zwecke des Entlüftens wird, wie in Fig. 6 dargestellt ist,
der Kugelhahn 12 etwas geöffnet. Bei offenem Absperrventil
6 kann nun gasförmiger Wasserstoff die in dem Raum zwischen
dem Kupplungsstecker 10 und der Kupplungsdose 15 vorhandene
Luft in die Leitungen 50 und 8 verdrängen, was durch Pfeile
und eine gestrichte Linie parallel zur Leitung symbolisiert
wird.
Wie dies geschieht, ist in den Fig. 7a bis 7d stark
vereinfacht dargestellt. Fig. 7a zeigt den Kugelhahn 12
des Kupplungssteckers 10 in Verschlußstellung in Drauf
sicht, d. h. die Durchgangsbohrung 12a des Kugelkükens 70
ist senkrecht zum entsprechenden Kanal 71 des Kugelhahns 12
angeordnet. In der hohlkugeligen Kugelküken-Aufnahme sind
zwei Bohrungen 72 und 73 (verdeckt dargestellt) eingebracht,
die mit der Leitung 50 in Verbindung stehen. Das Kugelküken
70 ist im Bereich zwischen den aufnahmeseitigen Bohrungen
72 und 73 mit einem Schlitz 74 versehen. Darüber hinaus
sind zwei Abschrägungen 75 und 76 an diagonal gegenüber
liegenden Seiten der Durchgangsbohrung 12a vorgesehen. Auf
der in der Fig. 7a linken Seite des Kugelkükens 70 stehe
Wasserstoff an. Auf der rechten Seite liegt die Trennebene.
Wird nun das Kugelküken 70 geringfügig in Öffnungsrichtung,
in diesem Beispiel entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht, was
in Fig. 7b dargestellt ist, so kommt der Schlitz 74 zur
Deckung mit der Bohrung 72, während gleichzeitig die
Abschrägung 75 eine Verbindung zwischen dem Kanal 71 und
der Durchgangsbohrung 12a herstellt und die Abschrägung 76
eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 12a und dem
Raum 77, in dem die Trennebene T liegt.
Infolgedessen strömt Wasserstoff vom Kanal 71 über die
Abschrägung 75, die Durchgangsbohrung 12a und die
Abschrägung 76 in den Raum 77, wo die dort vorhandene Luft
verdrängt und über den Schlitz 74 und die als Spülbohrung
fungierende Bohrung 72 in die Leitung 50 gedrückt wird.
Dies geschieht so lange, bis nur noch Wasserstoff in dem
Raum 77 vorhanden ist. Dann wird das Kugelküken 70 weiter
gedreht, so daß die Durchgangsbohrung 12a vollständig an
den Kanal 71 anschließt, was in Fig. 7c dargestellt ist.
In umgekehrter Richtung, d. h. zur Druckentlastung wird nach
dem Verdrehen des Kugelkükens im Uhrzeigersinn in Schließ
richtung und Erreichen der Schließrichtung ein kurzes
Überdrehen vorgenommen, so daß der Schlitz 74 zur Deckung
kommt mit der Bohrung 73, die damit als Druckentlastungs
bohrung wirkt (Fig. 7d).
Der eigentliche Betankungsvorgang ist aus den Fig. 2 und
8 ersichtlich. Hierbei ist nun auch der Kugelhahn 16 der
Kupplungsdose 15 vollständig geöffnet und das Leitungsend
rohr bei zusammengedrücktem Membranbalg 11 voll ausgefah
ren, wodurch das Absperrorgan 18 geöffnet und somit die
Leitung 2a an die Leitung 20 und die Leitung 7a an die
Leitung 21 angeschlossen ist. Bei geöffnetem Absperrventil
4 und laufender Pumpe 3 strömt flüssiger Wasserstoff aus
dem Vorratstank 1 in die Leitung 20 und verdrängtes Gas aus
dem Fahrzeugtank 22 über die Leitung 21 in die zum Kamin
führende Leitung 8. Unter Umständen kann auf den Einsatz
der Pumpe 3 verzichtet werden, sofern der Gasdruck im
Vorratsbehälter 1 groß genug ist, um eine Wasserstofför
derung in angemessener Zeit zu ermöglichen.
Nachdem der Fahrzeugtank 22 ausreichend gefüllt ist, wird
die Pumpe 3 abgestellt, das Absperrventil 4 geschlossen,
das Absperrventil 6 geöffnet und die Leitung 2a vom
Wasserstoff LH2 entleert, was in Fig. 9 dargestellt ist.
Dazu wird das Leitungsendrohr soweit eingefahren ist, daß
das Absperrorgan 18 schließt, so daß der noch in der
Leitung 2a vorhandene Wasserstoff über die Leitung 7a in
die Leitung 5 und damit in den Vorratsbehälter 1
zurückströmt. Es ist jedoch auch möglich, den in der
Leitung 2a noch vorhandenen Wasserstoff bei geschlossenem
Absperrventil 4, geöffnetem Absperrventil 6 und voll
ausgefahrenem Leitungsendrohr, d. h. wenn die Verbindung zum
Fahrzeugtank 22 noch steht, bei ausreichend hohem Druck im
Vorratsbehälter 1 in den Fahrzeugtank 22 zu entleeren.
Analog zu dem Absperrorgan 18 in der Kupplungsdose 15 ist
es auch möglich, auf der Seite des Kupplungssteckers 12 ein
weiteres Absperrorgan A vorzusehen, wenn dies aus
sicherheitstechnischen Gründen erforderlich scheint. Ein
solches Absperrorgan A ist in Fig. 10 dargestellt und
würde gemäß der Kupplungs-Darstellung nach Fig. 1 in den
Bereich unmittelbar links vor dem Membranbalg eingebaut
werden, um eine Querschnittserweiterung der Kupplung im
Bereich der Kugelhähne und des Kraftfahrzeugs zu vermeiden.
Das innere Rohr 2a des Leitungsendrohres ist hierbei mit
einem über eine Feder 100 beaufschlagten Kugelventil 101
versehen, das axial zwischen der Leitung 2 und dem inneren
Rohr 2a angeordnet ist. Die Abdichtung zum äußeren Rohr 7a
erfolgt über einen Balg 102. Damit wird erreicht, daß auch
der Kupplungsstecker 10, genauer gesagt die Leitung 2,
automatisch abgedichtet wird, sobald der Kupplungsstecker
von der Kupplungsdose getrennt wird. Das Absperrorgan A
wird gleichzeitig mit dem Absperrorgan 18 geöffnet und
geschlossen, da sich das innere Rohr 2a an den Absperr
organen abstützt.
Fig. 11a zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsge
mäßen Kupplung in gekuppeltem Zustand. Hierbei ist die
Kupplung oberhalb der Mittellinie mit geöffneten Kugel
hähnen und vollständig ausgefahrenem Leitungsendrohr
dargestellt und unterhalb der Mittellinie mit vollständig
eingefahrenem Leitungsendrohr und geschlossenen Kugelhähnen.
Es finden die gleichen Bezugszeichen Verwendung wie in
Fig. 1. Die Kupplungsdose 15 ist mittels eines Flansches
111 an der Karrosserie 112 des Kraftfahrzeuges befestigt.
Die Betätigung der Kugelhähne 12 und 16 erfolgt bevorzugt
automatisch mit Hilfe eines geeigneten Gestänges. Hierbei
ist vorgesehen, daß nach dem Kuppeln zunächst der Kugelhahn
12 zwecks Entlüftung und Spülung des Raumes zwischen
Kupplungsdose 15 und Kupplungsstecker 10 betätigt wird. Der
Kugelhahn 12 ist in diesem Beispiel mit einer elektrischen
Heizung 113 versehen, die eine Vereisung sicher verhindert.
Der beispielsweise aus Edelstahl bestehende Membranbalg 11
ist in einer Metallhülse 114 geführt. Das äußere Rohr 7a
des Leitungsendrohres ist doppelwandig ausgeführt und
vakuumisoliert. An seinem Ende ist ein Mundstück mit
Dichtung 115 über einen Balg 116 axial federnd befestigt.
In Fig. 11b ist das hintere Ende des Kupplungssteckers 10
und der Betätigungsmechanismus zum Ausfahren des Leitungs
endrohres gezeigt. Der Membranbalg 11 ist an seinem trenn
ebenennahen Ende mit einem Flansch 117 des Kupplungsstec
kers 10 verbunden, der als Widerlager für Befestigungs
schrauben dient (Fig. 11a). Am trennebenenfernen Ende des
Membranbalgs 11 ist dieser an einem Deckel 118 befestigt.
Am Deckel 118 ist ein seitlicher Fortsatz 118a befestigt,
der mit einer Gewindebohrung versehen ist und in einer
Längsnut 114a der Metallhülse 114 verdrehsicher geführt
ist, die sich über die ganze Länge des Metallbalgs 11
erstreckt. In der Gewindebohrung des seitlichen Fortsatzes
118a ist ein Gewindestift 119 drehbar, der in einem
Widerlager 114b am in der Figur rechten Ende der
Metallhülse 114 und in einer am in der Figur linken Ende
der Metallhülse 114 angeordneten Führung 114c abgestützt
ist. Durch Drehen des Gewindestiftes 119 läßt sich der
Deckel 118 in Richtung zur Trennebene hin oder in
entgegengesetzter Richtung von der Trennebene weg bewegen
und damit der Metallbalg 11 zusammendrücken oder
auseinanderziehen. Da an dem Deckel 118 eine die beiden
Leitungen 2 und 7 unter Bildung eines zur Vakuumisolierung
vorgesehenen Zwischenraumes konzentrisch umgebende
Außenwandung 270 befestigt ist, die wiederum auf in den
Figuren nicht gezeigte Weise mit den Leitungen 2 und 7
verbunden ist, kann das aus dem inneren Rohr 2a und dem
äußeren Rohr 7a gebildete Leitungsendrohr relativ zum
Kupplungsstecker 10 in axialer Richtung bewegt und somit
ein- und ausgefahren werden. Im Bereich der Längsnut 114a
ist die Metallhülse 114 nur halbzylindrisch ausgebildet, um
ein Ein- und Ausfahren der mit einem rechtwinkligen Knie
(in der Figur links) versehenen Leitung 2, 7, 270 zu
ermöglichen.
In den Fig. 12a bis 12d ist das Absperrorgan 18 der
Kupplungsdose 15 im eingebauten Zustand und in Einzelteilen
dargestellt. Das Absperrorgan 18 besteht aus zwei von einer
gemeinsamen Druckfeder 120 in Richtung zur Trennebene
beaufschlagten Endverschlüssen. Dabei wird ein zur Leitung
21 korrespondierender äußerer Endverschluß von einer eine
Durchgangsbohrung 121a aufweisenden Kugel 121 gebildet, die
in einer Ringnut 122 eines Längskanales 123 angeordnet ist
und gegen eine Verengung 124 dieses Längskanales 123
anliegt. Der zur Leitung 20 korrespondierende innere
Endverschluß wird von einem Ventilteller 125 gebildet, der
mit einem in der mit Kunststoff ausgekleideten Durchgangs
bohrung 121a geführten Axialfortsatz 125a versehen ist. In
den Fig. 12b bis 12d sind die beiden Endverschlüsse als
Einzelteile dargestellt. Der Axialfortsatz 125a des
Ventiltellers 125 besteht aus zwei kreuzförmig zueinander
angeordneten Blechstreifen.
Die Funktionsweise des Absperrorganes 118, d. h. der beiden
Endverschlüsse ist aus den Fig. 13a bis 13c ersichtlich.
Bei ausgefahrenem Leitungsendrohr liegt das am Balg 116 des
äußeren Rohres 7a befestigte Mundstück dichtend gegen die
in der Fig. 13a linke Seite der Verengung 124 des Kanales
123 an. Das innere Rohr 2a, dessen Innendurchmesser
geringfügig größer ist als der Innendurchmesser der
Durchgangsbohrung 121a, liegt an der Kunststoffauskleidung
der Durchgangsbohrung 121a der Kugel 121 an und drückt
diese nach in der Figur rechts, so daß eine Verbindung
zwischen der Leitung 21 und dem Ringraum zwischen den
Rohren 2a und 7a hergestellt wird. Die Kugel 121 wird dabei
soweit nach in der Figur rechts gedrückt, bis sie gegen
eine Verengung 126 anliegt und somit die Verbindung
zwischen den Leitungen 21 und 20 unterbrochen ist. Durch
ein Querblech 127 im Inneren des Rohres 2a (Fig. 13b und
13c) wird der Axialfortsatz 125a und damit der Ventilteller
125 ebenfalls nach in der Figur rechts bewegt, so daß
flüssiger Wasserstoff aus dem Rohr 2a durch die zwischen
der Durchgangsbohrung 121a und dem Axialfortsatz 125a
gebildeten Kanäle zur Leitung 20 fließen kann. Der Balg 116
hat in dieser Konstruktion die Aufgabe, Toleranzen
auszugleichen.
Claims (17)
1. Kupplung für vakuumisolierte Rohr- oder Schlauch
leitungen, die zur Führung eines kryogenen Mediums
vorgesehen sind, bestehend aus einem Kupplungsstecker
und einer Kupplungsdose, wobei im zusammengekuppelten
Zustand ein Leitungsendrohr des Kupplungssteckers sich
über die Trennebene hinaus in die Kupplungsdose hinein
erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungs
stecker (10) und die Kupplungsdose (15) unmittelbar
benachbart der Trennebene jeweils mit einem Absperr
organ versehen sind und das Leitungsendrohr in axialer
Richtung beweglich zum Kupplungsstecker (10) und bis
hinter das steckerseitige Absperrorgan zurückziehbar
ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, wobei die steckerseitige
Leitung konzentrisch unter Bildung eines Ringraumes
von einer zwischen dem Ausgangsort der Leitung und dem
Kupplungsstecker angeordneten Außenwandung (270)
umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwan
dung (270) im steckernahen Bereich flexibel im Sinne
eines Membranbalgs (11) ausgebildet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Kupplungsdose (15) und der Kupplungsstek
ker (10) jeweils einen Verbindungsflansch (13, 14)
aufweisen.
4. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane als Kugel
hähne (12, 16) ausgebildet sind, deren Durchgangsboh
rungen (12a, 16a) zur Aufnahme des Leitungsendrohres
vorgesehen sind.
5. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das steckerseitige Absperr
organ mit mindestens einer Spülvorrichtung versehen
ist, die bei geringfügig geöffnetem Absperrorgan den
Raum, in dem die Trennebene (T) liegt, mit der stecker
seitigen Leitung und einer Ablaßöffnung verbindet, und
mindestens eine Druckentlastungsvorrichtung aufweist,
die bei geschlossenem und geringfügig über die Schließ
stellung hinaus betätigtem Absperrorgan, den Raum, in
dem die Trennebene (T) liegt, mit einer Ablaßöffnung
verbindet.
6. Kupplung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spülvorrichtung und die Druckent
lastungsvorrichtung von Kanälen (74, 75, 76) im
Kugelküken (70) und damit in Wirkverbindung bringbaren
Kanälen (72, 73) in der Kugelküken-Aufnahme gebildet
werden.
7. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Kupplungsdose (15)
im trennebenenfernen Bereich ein weiteres dosenseiti
ges Absperrorgan (18) angeordnet ist, das im zusammen
gekuppelten Zustand mit dem Leitungsendrohr in Wirkver
bindung bringbar ist.
8. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die stecker
seitige Leitung und das daran angeschlossene Leitungs
endrohr aus zwei konzentrischen Leitungen (2, 7) bzw.
Rohren (2a, 7a) besteht, wobei die eine Leitung zur
Führung von flüssigem kryogenen Medium und die andere
Leitung zur Führung von gasförmigem kryogenen Medium
vorgesehen ist und die äußere Leitung (7) und das
äußere Leitungsendrohr (7a) vakuumisoliert ausgebildet
sind.
9. Kupplung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere dosenseitige Absperrorgan
(18) aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten,
federbelasteten Endverschlüssen besteht, die zu den
Leitungsendrohren (2a, 7a) korrespondieren und jeweils
an der Mündung von an der Kupplungsdose angeschlos
senen Leitungen (20, 21) angeordnet sind.
10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der äußere Endverschluß eine in einer Ringnut (122)
eines Längskanales (123) der Kupplungsdose (15)
angeordnete Kugel (121) aufweist, wobei an die Ringnut
(122) die eine der beiden Leitungen (21) angeschlossen
ist und wobei die Kugel (121) in Richtung zur Trenn
ebene (T) federkraftbelastet gegen eine Verengung
(124) im Längskanal (123) angestellt und durch das
äußere Leitungsendrohr (7a) beaufschlagbar ist, und
daß der innere Endverschluß von einem auf der trenn
ebenenfernen Seite der Kugel (121) angeordneten Ventil
teller (125) gebildet ist, die in Richtung zur Trenn
ebene (T) federkraftbelastet gegen eine in Längsrich
tung der Kupplungsdose (15) angeordnete Durchgangsboh
rung (121a) der Kugel (121) angestellt ist, wobei der
Ventilteller (125) mit einem in der Durchgangsbohrung
(121a) geführten Axialfortsatz (125a) versehen ist,
der durch das innere Leitungsendrohr (2a) beaufschlag
bar und mit Axialdurchlässen versehen ist, und wobei
an dem der trennebenenfernen Seite des Ventiltellers
(125) zugeordneten Raum die andere der beiden Leitun
gen (20) angeschlossen ist.
11. Kupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich
net, daß bei in Schließstellung befindlichen Endver
schlüssen die beiden an die Kupplungsdose (15) ange
schlossenen Leitungen (20,21) miteinander verbunden
sind.
12. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Leitung (2) und das
innere Leitungsendrohr (2a) zur Führung von flüssigem
kryogenen Medium vorgesehen sind und die äußere
Leitung (7) und das äußere Leitungsendrohr (7a) zur
Führung von gasförmigem kryogenen Medium.
13. Kupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Leitungsendrohr
vorgeschaltetes weiteres steckerseitiges Absperrorgan
(A) vorgesehen ist, wobei das Leitungsendrohr gegen
über der steckerseitigen Leitung längsbeweglich ist
und in Wirkverbindung mit dem weiteren steckerseitigen
Absperrorgan (A) steht.
14. Kupplung nach den Ansprüchen 2 und 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere steckerseitige Absperrorgan
(A) im Leitungsabschnitt vor dem Membranbalg (11)
angeordnet ist.
15. Kupplung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere steckerseitige Absperrorgan
(A) als federbelasteter Endverschluß ausgebildet ist,
der zwischen die innere Leitung (2) und das innere
Leitungsendrohr (2a) geschaltet ist.
16. Verwendung einer Kupplung nach einem der vorgenannten
Ansprüche als Betankungskupplung für Kraftfahrzeuge,
die mit flüssigem Wasserstoff betrieben werden.
17. Kupplung nach den Ansprüchen 11 und 16 oder nach einer
Kombination der Ansprüche 11 und 16 mit einem der
Ansprüche 13 bis 15, wobei eine Kraftstoffversorgungs
leitung eines Verbrennungsmotors wahlweise an eine
flüssigen Wasserstoff führende Leitung oder an eine
gasförmigen Wasserstoff führende Leitung eines
vakuumisolierten Wasserstofftanks anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (21) für
gasförmigen Wasserstoff über die Kupplungsdose (15)
geführt ist und in die Leitung (20) mündet, die zum
Auffüllen des Wasserstofftanks (22) vorgesehen ist.
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