ITRM970747A1

ITRM970747A1 - Dispositivo per la delimitazione dello stato di riempimento di un serbatoio di carburante

Info

Publication number: ITRM970747A1
Application number: IT97RM000747A
Authority: IT
Inventors: Georg Georgs; Dieter Scheurenbrand; Roland Schirmer; Thorsten Stahl; Manfred Stotz
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-03
Also published as: FR2756519B1; GB2320018A; US5950692A; IT1297094B1; FR2756519A1; GB2320018B; DE19650194C1; GB9725628D0

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: DISPOSITIVO PER LA DELIMITAZIONE DELLO STATO DI RIEMPIMENTO DI UN SERBATOIO DI CARBURANTE''

L’invenzione concerne un dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento di un serbatoio di carburante con una valvola a cerniera situata nella parte terminale del bocchettone di riempimento, la cui farfalla è chiudibile tramite un meccanismo biella-manovella a quattro articolazioni per mezzo di un galleggiante che funge da organo di spinta attraverso il carburante liquido che sale durante un processo di riempimento, dove l'organo di spinta collega a snodo un braccio di mannovella disposto sulla valvola a farfalla tramite un biella di accoppiamento.

Un tale dispositivo è noto dal brevetto DE-PS 697 551. Ivi, un tubo di riempimento viene provvisto di un valvola a farfalla o simile comandata da un galleggiante. Durante il sollevamento del galleggiante dovuto al liquido che sale, detta valvola a farfalla chiude parzialmente o completamente, alla fine del processo di riempimento, il tubo di riempimento. Il galleggiante e la valvola a farfalla fanno parte di un meccanismo biella-manovella centrale. I singoli elementi del meccanismo sono accoppiati in modo che ad ogni posizione del galleggiante sia associata una determinata posizione della valvola a farfalla. In questo modo, il tubo di riempimento è di nuovo aperto solo quando il serbatoio è così vuoto che il galleggiante è libero, cioè che non subisce più una spinta statica da parte del liquido. Ad esempio, in caso di serbatoi piatti, quali vengono impiegati negli autoveicoli, ciò ha l'inconveniente che la valvola a farfalla tiene chiuso per un tempo relativamente lungo il serbatoio e rispettivamente il bocchettone di riempimento e quindi ostacola oppure evita un rabbocco di un serbatoio parzialmente vuoto.

Inoltre, il liquido si accumula in questo tubo di riempimento di questo dispositivo fino a quando il galleggiante apre la valvola a farfalla per via dell'abbassamento del livello del liquido. In caso di serbatoi mobili, il tubo di riempimento può svuotarsi, in questo caso, ad esempio mediante movimenti ad onde, almeno parzialmente attraverso il suo foro di riempimento .

Pertanto, l'invenzione si prefigge il compito di realizzare un dispositivo con cui impedire un riempimento oltre misura del serbatoio e con cui consentire un rapido rabbocco dopo un consumo di una grande percentuale del contenuto del serbatoio. In presenza di numero di elementi strutturali mobili molto ridotto, il dispositivo deve garantire una funzione sicura, priva di manutenzione. Inoltre, durante il montaggio in serbatoi non fissati in loco, da un lato, dal dispositivo non debbono uscire, possibilmente, rumori fastidiosi e, dall’altro lato, il bocchettone di riempimento, al termine del rifornimento, non deve potersi svuotare parzialmente attraverso il foro di riempimento .

Il problema viene risolto con i particolari della rivendicazione principale. Il dispositivo è equipaggiato con una valvola a cerniera, la quale è disposta eccentricamente in modo da risultare orientata verso il flusso del carburante e, al di là del suo asse di oscillazione, passa in un braccio di manovella. La sua biella di accoppiamento è disposta in modo da poter oscillare tra due arresti in senso longitudinale con gioco laterale per una corsa residua nel galleggiante. La corsa complessiva del galleggiante è costituita, in questo caso, dalla corsa residua e da una corsa di azionamento della farfalla. In questo caso, la corsa di azionamento della farfalla è la corsa necessaria al galleggiante per spostare la farfalla della valvola per almeno 1/5 del suo raggio d'azione dalla posizione aperta nel flusso di carburante in arrivo.

In questo meccanismo biella-manovella, il galleggiante è fissato alla biella di accoppiamento mediante un’articolazione con due gradi di libertà. Da un lato, la biella di accoppiamento è disposta in modo da poter oscillare in lieve misura nel piano del meccanismo tra i suoi due dischi di arresto e, dall’altro lato, il galleggiante può muoversi, in presenza di biella di accoppiamento ferma, in modo quasi lineare per la cosiddetta corsa residua tra i due dischi di arresto. In questo campo, il meccanismo non è positivo. Ad una posizione della valvola a farfalla corrispondono tutte le posizioni del galleggiante che sono possibili tra i due dischi di arresto. In questo modo, il galleggiante può provocare, durante il riempimento di un serbatoio, poco prima di concludere il rifornimento, la chiusura della valvola a farfalla per poi aprirsi in gran parte, al termine del rifornimento, senza svuotare almeno parzialmente precedentemente il serbatoio del carburante. Il livello di riempimento e rispettivamente il livello dello specchio del liquido non è in una correlazione proporzionale con la posizione della farfalla della valvola.

Ciò ha il vantaggio che la farfalla della valvola, durante il rifornimento per mezzo di una pistola regolare, si pone solo provvisoriamente in posizione chiusa poco prima di raggiungere un livello di riempimento nominale del serbatoio quando mancano, ad esempio, ancora due litri al livello di riempimento nominale del serbatoio. L'accumulo nel bocchettone di riempimento fa disattivare la pistola di rifornimento. Attraverso perdite, il contenuto del bocchettone di riempimento scorre almeno parzialmente nel serbatoio del carburante. Dopo l'adattamento dello specchio del liquido tra il bocchettone di riempimento e il serbatoio, la farfalla della valvola si apre di nuovo. Il movimento di apertura corrisponde alla corsa residua tra i due dischi di arresto sulla biella di accoppiamento .

Successivamente, anche in caso di serbatoi piatti, con il dispositivo si può effettuare di nuovo il rabbocco dopo un lieve svuotamento parziale, ad esempio dopo il consumo di diversi litri. La rapida apertura della valvola a farfalla ha, inoltre, il vantaggio che il serbatoio, ad esempio in caso di servizio, può essere svuotato tramite il bocchettone di riempimento per mezzo di una sonda tradizionale.

Inoltre, la farfalla della valvola di regola non produce, in presenza di una marcia media, rumori fastidiosi. In caso di serbatoio pieno, il carburante che oscilla da un lato all'altro scorre sotto la valvola a farfalla senza che questa urti continuamente contro i suoi arresti in posizione chiusa e/o in posizione aperta.

Tra la valvola a farfalla chiusa e la zona terminale del bocchettone di riempimento è realizzato almeno a sezioni una fessura di fuga. La fessura di fuga costruttivamente prestabilita, da un lato consente un fflusso definito di carburante dal bocchettone di riempimento nel serbatoio e, dall'altro lato consente, attraverso un gioco minimo tra la valvola a farfalla e la zona terminale del bocchettone di riempimento, un'apertura e una chiusura priva di attrito della valvola a farfalla.

L'asse di oscillazione della valvola a farfalla e la mediana della guida del galleggiante si intersecano in modo sghembo. Nel meccanismo biellamanovella eccentrico così realizzato, la zona terminale del bocchettone di riempimento e la guida del galleggiante sono sfalsate fra loro in modo che anche le loro mediane si intersechino in modo sghembo. Con questi accorgimenti costruttivi si hanno forme strutturali semplici, realizzabili in modo economico, per tutte le parti del dispositivo. Inoltre, il flusso di carburante scorre, con questa disposizione, davanti al meccanismo a leve, il che favorisce la sua regolare funzionalità .

Altri particolari dell'invenzione emergono dalle rivendicazioni dipendenti non citate oppure citate solo parzialmente e dalla descrizione seguente di una forma di esecuzione rappresentata schematicamente.

La figura 1 mostra un particolare di un serbatoio di carburante con un dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento comandato dal galleggiante .

Nella figura 1 è mostrata la parte di un serbatoio di carburante (1) alla quale è allacciato un bocchettone di riempimento (2). Nel serbatoio (1) del carburante si trova, in questa zona, un dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento.

Questo dispositivo contiene una valvola a farfalla (31) che, insieme ad un galleggiante (21) e ad una tiranteria a leve (25, 32), costituisce un meccanismo biella-manovella eccentrico. L'organo di comando è il galleggiante (21). Esso agisce, tramite una biella di accoppiamento (25) che funge da organo di accoppiamento, sull'organo di uscita che qui è una valvola a farfalla (31) attivata con un braccio di manovella (32).

Il galleggiante (21) ha un corpo galleggiante a tazza con un contorno esterno cilindrico. Per mezzo del suo contorno esterno esso è collocato in un tubo di guida (14) in modo da potersi muovere quasi verticalmente. Nella sua base, esso presenta un foro (22). Il foro (22) cinge la biella di accoppiamento (25). Quest'ultima è disposta, in presenza di galleggiante nella posizione mostrata nella figura 1, tramite il suo disco superiore di arresto (26), sul fondo del galleggiante (21). Il disco di arresto (26) è fissato, ad esempio per mezzo di una vite (28), centralmente sull'estremità superiore della biella di accoppiamento (25). Nella base, in corrispondenza dell'appoggio, si possono praticare più intagli (23) oppure altre aperture atte a far affluire il carburante senza strozzature nella cavità del galleggiante.

La biella di accoppiamento (25) ha un secondo disco di arresto (27) disposto al di sotto del primo. Il galleggiante (21) è disposto su questo disco di arresto (27) quando la sua forza di gravità è maggiore della sua spinta verticale verso l'alto.

All'estremità inferiore della biella di accoppiamento (25) è disposto in modo articolato il braccio di manovella (32). Il braccio di manovella (32) è eseguito a forcella in corrispondenza dell'articolazione oscillante. Nell'esempio di esecuzione, esso è applicato per formatura lateralmente sulla valvola a farfalla 831) e con essa comprende un angolo di 150° circa.

La valvola a farfalla (31) è, ad esempio, una piastra piatta, piana, con un contorno a forma di u. In corrispondenza del segmento superiore, diritto, di detto contorno si estende il suo asse di oscillazione (33). La valvola a farfalla (31) è disposta in un canale di arrivo (11) che si estende quasi orizzontalmente. Quest'ultimo è realizzato a mò di tubo al di fuori della zona della valvola a farfalla. Nella zona della valvola a farfalla, il canale di arrivo (11) ha una sezione trasvesale a forma di u. Nel punto più basso di detto canale è disposto un arresto 812) per la valvola a farfalla (31).

Il tubo di guida (14) e il canale di arrivo (11) sono disposti in modo sghembo fra loro. Le loro mediane stanno in due piani paralleli fra loro. Nella rappresentazione mostrata nella figura 1, il canale di arrivo (11) è spostato verso l'esterno rispetto al tubo di guida (14) a tal punto che la parete laterale anteriore del canale di arrivo (11), che passa verso l'alto in una costola di rinforzo(16 ), si trova leggermente dietro il piano mediano del tubo di guida (14). Con questa disposizione, la biella di accoppiamento (25) e il braccio di manovella (32) stanno in un piano.

La costola di rinforzo (16) è l'elemento di collegamento tra il tubo di guida (14) e il canale di arrivo (11). Essa può servire anche a fissare questo dispositivo sul serbatoio (1) del carburante.

Il tubo di guida (14) termina poco dietro la parete superiore del serbatoio (1) del carburante. Ad eccezione di un foro (15), esso è chiuso verso l'alto. Se il foro (15) viene progettato come strozzamento, allora esso può attenuare il movimento lineare del galleggiante (21) all'interno del tubo di guida (14).

All'inizio di un riempimento regolare del serbatoio del carburante, la valvola a farfalla (31), a causa del suo peso proprio, è completamente aperta. La biella di accoppiamento (25) si trova nel suo punto morto inferiore. La valvola a farfalla (31) che la sostiene poggia sulla parete superiore del canale di arrivo (11). Il galleggiante (21) si trova sul disco di arresto inferiore (27) della biella di accoppiamento (25). Il carburante affluisce indisturbato nel serbatoio (1) relativo.

La fine del rifornimento viene preparata non appena il livello crescente del carburante raggiunge il galleggiante (21). Prima, il galleggiante (21) galleggia sul carburante verso l'alto fino a quando esso viene a contatto con il disco di arresto superiore (26). Fino a quel punto, la spinta statica del galleggiante ha come controforza soltanto il peso del galleggiante. In questa considerazione vengono trascurati gli attriti di guida.

.Al termine del galleggiamento del galleggiante (21) tra i due dischi di arresto (26) e (27), alla controforza si aggiunge la forza di gravità del meccanismo a leve - meno la sua forza di spinta verticale verso l'alto - che, in caso di serbatoio vuoto, tiene aperta la valvola a fafalla (31) senza la forza di gravità del galleggiante (21).

Non appena la forza di spinta verticale verso l'alto ha superato, man mano che lo specchio del carburante continua a salire, la controforza sopraggiunta, il galleggiante (21) si solleva di nuovo ed aziona la tiranteria a leve (25, 32). In questo modo, esso genera un movimento di chiusura della valvola a farfalla (31) che si ribalta verso il basso. La valvola a farfalla (31) viene deviata nel flusso di carburante in arrivo. Il movimento oscillante di chiusura avviene per accoppiamento forzato per circa 20°. In questo caso, il galleggiante (21) si solleva nella misura di una cosiddetta corsa di azionamento della farfalla. Quest'ultima termina, mediante l'arresto del galleggiante (21), all'estremità superiore del tubo di guida (14). Durante il movimento oscillante di chiusura della valvola a farfalla (31), questa viene impegnata dal carburante in arrivo e spinta nella sua posizione di chiusura. In questo caso, essa viene a contatto con l'arresto (12). Non appena la valvola a farfalla (31) viene trascinata dal flusso del carburante, il disco di arresto (26) si solleva dal galleggiante (21). La valvola a farfalla (32) solleva la biella di accoppiamento (25) nella misura della corsa residua e la spinge con il disco di arresto inferiore (27) contro il galleggiante (21).

La somma della corsa di azionamento della farfalla e della corsa residua corrisponde alla corsa complessiva del galleggiante. Il rapporto delle grandezze tra le due corse è, fra l'altro, dipendente dal flusso di volume di carburante, dallo stato di usura dell'articolazione e dal gioco dovuto alla temperatura tra le parti mobili del dispositivo.

Quando si chiude la valvola a farfalla (31), il carburante che esce dalla pistola del distributore si accumula nel bocchettone di riempimento (2). Non appena lo specchio del carburante ivi presente raggiunge la pistola del distributore, questa blocca il rifornimento. Quindi, il bocchettone di riempimento (2) si svuota attraverso la piccola fessura di fuga tra la valvola a farfalla (31) e il canale di arrivo (11) fino a quando lo specchio del carburante nel bocchettone di riempimento (2) corrisponde a quello nel serbatoio (1) del carburante. Dopo la caduta della sovrappressione nel bocchettone di riempimento (2), la valvola a farfalla (31) si apre parzialmente. Essa oscilla almeno per 2/3 del suo raggio d'azione. L'oscillazione termina quando il disco di arresto superiore (26) viene di nuovo a contatto con la base del galleggiante (21) e le forze di gravità e di spinta verticale verso l'alto del galleggiante (21) e della tiranteria a leve (25, 32) sono in equilibrio.

L'apertura non completa ha l'effetto di interrompere un immediato rabbocco con il riempimento del bocchettone mediante l'arresto automatico della pistola di rifornimento. Poiché, non appena il carburante arriva sulla valvola a farfalla (31), essa si chiude. Un rifornimento oltre misura è impossibile.

Già dopo un piccolo uso di carburante, la base del galleggiante (21) si stacca dal disco di arresto superiore (26). Indi, la valvola a farfalla (31) si apre completamente. La forza di gravità della biella di accoppiamento (25), ridotta per la spinta verticale verso l'alto, tiene la valvola a farfalla (31) nella sua posizione aperta.

Se il livello del carburante è sceso, da questa posizione, all'incirca nella misura della corsa residua, il galleggiante (21) si trova di nuovo sul disco di arresto inferiore (27), assicurando inoltre, in questo modo, la posizione aperta della valvola a farfalla (31).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento di un serbatoio di carburante con una valvola a cerniera situata nella zona terminale del bocchettone di riempimento, la cui farfalla è in grado di essere chiusa tramite un meccanismo biella-manovella a quattro articolazioni per mezzo di un galleggiante che agisce da organo di spinta attraverso il carburante liquido che sale durante un processo di riempimento, dove l'organo di spinta si collega mediante articolazione con un braccio di manovella disposto sulla valvola a farfalla mediante una biella di accoppiamento, caratterizzato dal fatto - che la valvola a farfalla (31), orientata verso il flusso del carburante, è disposta eccentricamente e, oltre il suo asse di oscillazione (33), passa nel braccio di manovella (32), - che la biella di accoppiamento (25) è disposta in modo da poter essere spostata longitudinalmente per una corsa residua nel galleggiante (21) tra due arresti (26) e (27) con gioco laterale, e - che la corsa complessiva del galleggiante (21) è costituita dalla corsa residua e da una corsa di azionamento della farfalla, dove la corsa di azionamento della farfalla è la corsa necessaria al galleggiante per spostare la valvola a farfalla (21) per almeno 1/5 del suo raggio d'azione dalla posizione aperta nel flusso di carburante in arrivo.
2. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra la valvola a farfalla (31) chiusa e la zona terminale del bocchettone di riempimento (2) è realizzata, almeno a zezioni, una fessura di fuga.
3. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'asse di oscillazione (33) della valvola a farfalla (31) e la mediana della guida (14) del galleggiante si intersecano in modo sghembo .
4. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la mediana della zona terminale del bocchettone di riempimento (2) e la mediana della guida (14) del galleggiante (21) si intersecano in modo sghembo.
5. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la zona terminale del bocchettone di riempimento (2) in corrispondenza della valvola a farfalla (31) ha una sezione trasversale a forma di u, nella cui zona orizzontale superiore si estende l'asse di oscillazione )33) della valvola a farfalla (31).
6. Dispositivo per la delimitazione del livello di riempimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la guida 814) è una bussola aperta verso il basso che, nella sua zona superiore chiusa, presenta un foro (15)