WO2015149735A2 - Clamping system for a filling adapter (central part having clamping claws) - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a clamping system for a filling adapter for filling media in containers, in particular for a first filling of containers with supplies to assembly lines for the production of motor vehicles, wherein the filling adapter is equipped with a hose package, electrical, pneumatic and hydraulic lines and wherein the tensioning system a having fixed part and designed as a clamping piston moving part.
- containers must be filled with liquids or gases.
- a typical field of application in this respect are motor vehicles, for which a filling of housings, circuits, expansion tanks and the like with power, lubricants, coolants and other operating materials is necessary.
- the vehicles in the manufacturing process for example, with brake oil, servo oil, coolant, refrigerant, mop water and fuel must be filled.
- These media are fed with filling systems via hoses and special adapters in the respective circuits of the vehicles.
- the hoses usually contain several lines with different functions for vacuum loading, suck back, filling, ventilation and electrical lines.
- the known filling or clamping modules for filling vehicle systems are usually constructed in such a way that the container pressure surface (inner diameter expansion tank) as a whole acts as a counterforce to the outer clamping system (jaw tension).
- the size of the counterforce generated by the container surface is determined by the respective filling pressure. Since some vehicle systems are filled with up to 10 bar, a very large counterforce is created, which must be absorbed by the adapter clamping system. If the respective counterforce is not fully absorbed, this can lead to leaks in the filling process or even to the complete loss of the adapter voltage and thus to a safety hazard for the operator operating the system.
- the clamping piston surface of the adapter clamping system can be enlarged so that the container back pressure can be safely absorbed. However, it often does
- the object of the invention is to provide a technical solution with which the effective counter pressure surface at the transition region of the filling adapter and the container to be filled (expansion tank) can be reduced.
- cost and component weight compared to the previously known constructions should be reduced as possible, but in no case be increased.
- the fixed part of the clamping system is connected to an outer portion directly to the clamping jaws and an inner portion having a central portion with a cylindrical portion on the outer contour of the clamping piston is guided, which is designed as a hollow cylinder and whose annular cross-sectional contour counteracts the outer clamping system with the clamping claws to reduce the effective container pressure surface.
- the object is therefore achieved by the attack surface which is reduced from the filling medium over the cross section of the container opening, which acts on the clamping piston.
- This reduction is achieved by the largest possible part of the attack surface acts on the fixed part, which is directly with the clamping jaws in the knit composite. This is achieved without increasing the size, the weight of the component or the manufacturing cost over known constructions.
- FIG. 1 shows a construction known as prior art and from Fig. 2, the structure of the clamping system according to the invention can be seen.
- the essential components or component sections are identified by the following reference symbols:
- FIGS. 1 a and 2 a The effective container surfaces resulting from the constructions according to FIGS. 1 and 2 are shown in FIGS. 1 a and 2 a respectively. It can be seen from these illustrations that with the design of a filling adapter according to the invention, the effective container pressure surface, which counteracts the outer clamping system when filling liquid media, is considerably reduced.
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Abstract
The invention relates to a clamping system for a filling adapter for filling media into containers, in particular for the first filling of service fluids into containers on assembly lines for producing motor vehicles, wherein the filling adapter has a hose pack, which hose pack comprises electrical, pneumatic, and hydraulic lines, and wherein the clamping system has a stationary part and a moving part that is designed as a clamping piston. The problem addressed by the invention is that of creating a technical solution by means of which the effective counterpressure surface area at the transition region of such a filling adapter and on the container to be filled can be reduced. At the same time, the size, the production costs, and the component weight should be reduced in comparison with the previously known designs if possible, but should not be increased in any case. This problem is solved in that the stationary part (2) of the clamping system is connected at an external segment directly to the clamping claws (6) and has, at an internal segment, a central part having a cylindrical segment, on the outer contour of which cylindrical segment the clamping piston (1) is guided, which is designed as a hollow cylinder and the circular-ring-shaped cross-sectional contour of which acts against the external clamping system having the clamping claws (6) in order to reduce the effective container pressing surface area.
Description
Spannsystem für einen Befülladapter (Mittelteil mit Spannklauen) Clamping system for a filling adapter (middle section with clamping claws)
Die Erfindung betrifft ein Spannsystem für einen Befülladapter zur Befüllung von Medien in Behälter, insbesondere für eine Erstbefüllung von Behältern mit Betriebsstoffen an Montagelinien zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, wobei der Befülladapter mit einem Schlauchpaket, elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Leitungen ausgestattet ist und wobei das Spannsystem einen feststehenden Teil und einen als Spannkolben ausgeführten beweglichen Teil aufweist. The invention relates to a clamping system for a filling adapter for filling media in containers, in particular for a first filling of containers with supplies to assembly lines for the production of motor vehicles, wherein the filling adapter is equipped with a hose package, electrical, pneumatic and hydraulic lines and wherein the tensioning system a having fixed part and designed as a clamping piston moving part.
Für zahlreiche technische Anwendungen müssen Behälter mit Flüssigkeiten oder Gasen gefüllt werden. Ein diesbezüglich typisches Anwendungsgebiet sind Kraftfahrzeuge, für die eine Befüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen mit Kraft-, Schmier-, Kühl- und sonstigen Betriebsstoffen notwendig ist. Hierbei müssen die Fahrzeuge im Herstellungsprozess beispielsweise mit Bremsöl, Servoöl, Kühlflüssigkeit, Kältemittel, Wischwasser und Kraftstoff befüllt werden. Diese Medien werden mit Befüllanlagen über Schläuche und spezielle Adapter in die jeweiligen Kreisläufe der Fahrzeuge eingespeist. Dabei enthalten die Schläuche zumeist mehrere Leitungen mit unterschiedlichen Funktionen für Vakuumbeaufschlagung, Rücksaugen, Füllen, Belüften sowie auch elektrische Leitungen. For many technical applications, containers must be filled with liquids or gases. A typical field of application in this respect are motor vehicles, for which a filling of housings, circuits, expansion tanks and the like with power, lubricants, coolants and other operating materials is necessary. In this case, the vehicles in the manufacturing process, for example, with brake oil, servo oil, coolant, refrigerant, mop water and fuel must be filled. These media are fed with filling systems via hoses and special adapters in the respective circuits of the vehicles. The hoses usually contain several lines with different functions for vacuum loading, suck back, filling, ventilation and electrical lines.
Für die Durchführung der Befüllung muss ein Werker in Abhängigkeit der jeweiligen Position der Befüllanlage den Adapter mit dem Schlauchpaket zum Fahrzeug bringen und dort am Anschluss der jeweils zu befüllenden Kreisläufe anschließen. Die hierfür bekannten Befüll- bzw. Spannmodule zur Befüllung von Fahrzeugsystemen sind meist so aufgebaut, dass die Behälterdruckfläche (Innendurchmesser Ausgleichsbehälter) im Ganzen als Gegenkraft zum Außenspannsystem (Klauenspannung) wirkt. Die Größe der von der Behälterfläche erzeugten Gegenkraft wird vom jeweiligen Fülldruck bestimmt. Da einige Fahrzeugsysteme mit bis zu 10 bar befüllt werden, entsteht eine sehr große Gegenkraft, die vom Adapterspannsystem aufgenommen werden muss. Sofern die jeweilige Gegenkraft nicht vollständig aufgenommen wird, kann dies zu Undichtheiten im Füllprozess oder sogar zum kompletten Verlust der Adapterspannung und somit zu einer Sicherheitsgefährdung des die Anlage bedienenden Werkers führen. To carry out the filling, a worker must bring the adapter with the hose package to the vehicle, depending on the position of the filling system, and connect it to the connection of the respective circuits to be filled. The known filling or clamping modules for filling vehicle systems are usually constructed in such a way that the container pressure surface (inner diameter expansion tank) as a whole acts as a counterforce to the outer clamping system (jaw tension). The size of the counterforce generated by the container surface is determined by the respective filling pressure. Since some vehicle systems are filled with up to 10 bar, a very large counterforce is created, which must be absorbed by the adapter clamping system. If the respective counterforce is not fully absorbed, this can lead to leaks in the filling process or even to the complete loss of the adapter voltage and thus to a safety hazard for the operator operating the system.
Es gibt folgende Möglichkeiten, um das Spannsystem sicher gegenüber dem Behältergegendruck auszuführen: There are the following options for safely carrying out the clamping system in relation to the tank back pressure:
Die Spannkolbenfläche des Adapterspannsystems kann so vergrößert werden, dass der Behältergegendruck sicher aufgenommen werden kann. Allerdings werden dadurch oftmals The clamping piston surface of the adapter clamping system can be enlarged so that the container back pressure can be safely absorbed. However, it often does
l
die Baugröße und das Gewicht des Spannsystems erheblich größer. Dies ist ein erheblicher Nachteil, weil der Werker sehr häufig (etwa alle 30 Sekunden) den Befülladapter zwischen der Befüllanlage und dem Fahrzeug transportiert und adaptiert. Die Vergrößerung der Spannkolbenfläche beeinträchtigt somit die Ergonomie und die Arbeitsbelastung, was nicht lediglich ein Nachteil ist, sondern oftmals ein Ausschlusskriterium für diese Variante. l the size and weight of the clamping system considerably larger. This is a significant disadvantage because the worker very often (about every 30 seconds) transports and adapts the filling adapter between the filling and the vehicle. The enlargement of the clamping piston surface thus affects the ergonomics and the workload, which is not only a disadvantage, but often an exclusion criterion for this variant.
Alternativ ist es möglich, die Spannkolbenfläche klein zu halten und den Spanndruck zu erhöhen. Da aber vom Fahrzeughersteller häufig nur eine Anlagendruckluft von ca. 5 bar zur Verfügung gestellt werden kann, ist eine Realisierung der Spanndruckerhöhung nur mittels Druckverstärker möglich. Dies ist allerdings nachteilig, weil der Geräuschpegel im Bedienerbereich erheblich steigt. Der Druckverstärker verursacht außerdem zusätzliche Kosten und als Verschleißteil auch einen zusätzlichen Wartungsaufwand. Alternatively, it is possible to keep the clamping piston area small and to increase the clamping pressure. But since the vehicle manufacturer often only a system pressure of about 5 bar can be provided, a realization of the clamping pressure increase is only possible by means of pressure booster. However, this is disadvantageous because the noise level in the operator area increases considerably. The pressure booster also causes additional costs and wear part as an additional maintenance.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung zu schaffen, mit der die wirksame Gegendruckfläche am Übergangsbereich von Befülladapter und dem zu befüllenden Behälter (Ausgleichsbehälter) reduziert werden kann. Dabei sollen gleichzeitig Baugröße, Herstellungskosten und Bauteilgewicht gegenüber den bisher bekannten Konstruktionen möglichst reduziert, auf keinen Fall jedoch erhöht werden. The object of the invention is to provide a technical solution with which the effective counter pressure surface at the transition region of the filling adapter and the container to be filled (expansion tank) can be reduced. At the same time size, cost and component weight compared to the previously known constructions should be reduced as possible, but in no case be increased.
Hierfür wird vorgeschlagen, dass der feststehende Teil des Spannsystems an einem außen liegenden Abschnitt direkt mit den Spannklauen verbunden ist und an einem innen liegenden Abschnitt ein Mittelteil mit einem zylinderförmigen Abschnitt aufweist, an dessen Außenkontur der Spannkolben geführt ist, der als ein Hohlzylinder ausgeführt ist und dessen kreisringförmige Querschnittskontur zur Reduzierung der wirksamen Behälterdruckfläche dem Außenspannsystem mit den Spannklauen entgegen wirkt. For this purpose, it is proposed that the fixed part of the clamping system is connected to an outer portion directly to the clamping jaws and an inner portion having a central portion with a cylindrical portion on the outer contour of the clamping piston is guided, which is designed as a hollow cylinder and whose annular cross-sectional contour counteracts the outer clamping system with the clamping claws to reduce the effective container pressure surface.
Die Aufgabe wird demzufolge gelöst, indem die Angriffsfläche die aus dem Füllmedium über den Querschnitt der Behälteröffnung, welche auf den Spannkolben wirkt, reduziert wird. Diese Reduzierung wird erreicht, indem ein möglichst großer Teil der Angriffsfläche auf den feststehenden Teil wirkt, der direkt mit den Spannklauen im Wirkverbund steht. Dies wird erreicht, ohne dass sich die Baugröße, das Bauteilgewicht oder die Herstellungskosten gegenüber bekannten Konstruktionen erhöhen. The object is therefore achieved by the attack surface which is reduced from the filling medium over the cross section of the container opening, which acts on the clamping piston. This reduction is achieved by the largest possible part of the attack surface acts on the fixed part, which is directly with the clamping jaws in the knit composite. This is achieved without increasing the size, the weight of the component or the manufacturing cost over known constructions.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich. Hierbei werden lediglich die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Fig. 1 zeigt eine als Stand der Technik bekannte Konstruktion und aus Fig. 2 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Spannsystems ersichtlich. Dabei sind die wesentlichen Bauteile bzw. Bauteilabschnitte mit folgenden Bezugszeichen gekennzeichnet: An embodiment of the invention is apparent from the drawing. Here, only the essential elements for the present invention are shown. Fig. 1 shows a construction known as prior art and from Fig. 2, the structure of the clamping system according to the invention can be seen. The essential components or component sections are identified by the following reference symbols:
1 beweglicher Teil des Spannsystems (Spannkolben) 1 moving part of the clamping system (clamping piston)
2 feststehender Teil des Spannsystems 2 fixed part of the clamping system
3 wirksame Fläche, die als Gegendruck gegenüber dem Spannsystem wirkt 3 effective area, which acts as a back pressure against the clamping system
4 Fahrzeugbehälter 4 vehicle containers
5 Dichtelement zum Fahrzeugsystem 5 sealing element to the vehicle system
6 Spannklauen 6 clamping claws
Die sich mit den Konstruktionen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ergebenden wirksamen Behälterflächen sind in Fig. 1a bzw. Fig. 2a dargestellt. Aus diesen Darstellungen ist ersichtlich, dass mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Befülladapters die wirksame Behälterdruckfläche, die beim Befüllen flüssiger Medien dem Außenspannsystem entgegen wirkt, erheblich reduziert wird. The effective container surfaces resulting from the constructions according to FIGS. 1 and 2 are shown in FIGS. 1 a and 2 a respectively. It can be seen from these illustrations that with the design of a filling adapter according to the invention, the effective container pressure surface, which counteracts the outer clamping system when filling liquid media, is considerably reduced.
Aus der nachfolgenden Beispielrechnung zur wirksamen Behälterfläche wird dieser funktionelle Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion gegenüber dem Stand der Technik nochmals ersichtlich: From the following example calculation to the effective container surface, this functional advantage of the construction according to the invention over the prior art becomes apparent again:
Ausgangsparameter beispielsweise P= 5 bar= 50 N/cm2; D= 36,5 mm; d= 27 mm a) Spannsystem mit komplett beweglichem Mittelteil gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 1 und Fig. 1 a: Output parameters, for example P = 5 bar = 50 N / cm 2 ; D = 36.5 mm; d = 27 mm a) clamping system with completely movable middle part according to the prior art according to FIG. 1 and FIG. 1 a:
F= p x A => F= 50 N/cm2 x (ττ/4 x (3,652cm2)) => F = 523 N b) Spannsystem mit feststehendem Mittelteil gemäß der Erfindung nach Fig. 2 und Fig. 2a: F = px A => F = 50 N / cm 2 x (ττ / 4 x (3,65 2 cm 2 )) => F = 523 N b) Fixed center clamping system according to the invention of FIG. 2 and FIG. 2a:
F= p x A => F= 50N/cm2 x (π/4χ ((3,652cm2) - (2,72cm2)) => F = 237 N F = px A => F = 50N / cm 2 x (π / 4χ ((3,65 2 cm 2 ) - (2,7 2 cm 2 )) => F = 237 N
Anhand dieser Beispielrechnung ist eindeutig ersichtlich, dass die durch den Behälter entstehende Gegenkraft (alt: 523 N) durch das neue Spannsystemprinzip (neu: 237 N) um bis zu 50 % reduziert werden kann. Somit wird die Gegenkraft, die vom Adapterspannsystem aufgenommen werden muss, in vorteilhafter Weise vermindert. Dadurch wird die Gefahr von Undichtheiten im Füllprozess weitgehend ausgeschlossen und gleichzeitig die Sicherheit des
die Anlage bedienenden Werkers erhöht. Das erfindungsgemäße Spannsystem, mit einem feststehenden Mittelteil, welches direkt mit den Spannklauen verbunden ist, reduziert also zweifelsfrei die wirksame Behälterdruckfläche, die beim Befüllen flüssiger Medien an Fahrzeugkreisläufen dem Außenspannsystem / der Klauenspannung entgegen wirkt.
It is clearly evident from this example calculation that the counterforce (old: 523 N) created by the container can be reduced by up to 50% thanks to the new clamping system principle (new: 237 N). Thus, the counterforce that must be absorbed by the adapter clamping system, reduced in an advantageous manner. As a result, the risk of leaks in the filling process is largely excluded and at the same time the safety of the increased the plant operator. The clamping system according to the invention, with a fixed middle part, which is connected directly to the clamping jaws, thus reduces doubtless the effective container pressure surface, which counteracts the outer clamping system / the jaw tension when filling liquid media to vehicle circuits.
Claims
1. Spannsystem für einen Befülladapter zur Befüllung von Medien in Behälter, insbesondere für eine Erstbefüllung von Behältern mit Betriebsstoffen an Montagelinien zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, wobei der Befülladapter mit einem Schlauchpaket, elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Leitungen ausgestattet ist und wobei das Spannsystem einen feststehenden Teil und einen als Spannkolben ausgeführten beweglichen Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, 1. Clamping system for a filling adapter for filling media in containers, in particular for a first filling of containers with operating materials on assembly lines for the production of motor vehicles, wherein the filling adapter is equipped with a hose package, electrical, pneumatic and hydraulic lines and wherein the clamping system is a fixed part and has a movable part designed as a clamping piston, characterized
dass der feststehende Teil (2) des Spannsystems an einem außen liegenden Abschnitt direkt mit den Spannklauen (6) verbunden ist und an einem innen liegenden Abschnitt ein Mittelteil mit einem zylinderförmigen Abschnitt aufweist, an dessen Außenkontur der Spannkolben (1 ) geführt ist, der als ein Hohlzylinder ausgeführt ist und dessen kreisringförmige Querschnittskontur zur Reduzierung der wirksamen Behälterdruckfläche dem Außenspanrisystem mit den Spannklauen (6) entgegen wirkt.
in that the stationary part (2) of the clamping system is connected directly to the clamping claws (6) on an outer section and has on an inner section a central part with a cylindrical section, on the outer contour of which the clamping piston (1) is guided a hollow cylinder is executed and whose annular cross-sectional contour counteracts the Außenspanrisystem with the clamping jaws (6) to reduce the effective container pressure surface.
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