ПРОБКА ЗАЛИВНОЙ ГОРЛОВИНЫ ТОПЛИВНОГО БАКА Российский патент 2003 года по МПК B60K15/05 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и имеет прямое отношение к пробкам-крышкам, герметизирующим заливную горловину топливного бака (ТБ) после заправки его топливом.

Из патента США 3985260, МПК В 65 D 51/16, публ. 12.10.1976, известно устройство пробки заливной горловины ТБ (далее по тексту - "пробка"), содержащее корпус с резьбой для ввинчивания в заливную горловину ТБ, крышку с выступающей частью, образующей рукоятку для вращения, и прокладку, уплотняющую пробку в заливной горловине.

Недостатком указанного устройства является отсутствие холостого хода при вывинчивании в случае воздействия несанкционированного окружного усилия, приложенного к крышке пробки в результате аварии автомобиля (удар сзади или сбоку), что приводит к разгерметизации ТБ и утечке топлива, что, в свою очередь, недопустимо по международным нормам пожаробезопастности, предъявляемым к автотранспорту.

В качестве прототипа принята пробка по патенту США 4765505, МПК В 65 D 41/32, публ. 23.09.1988, содержащая корпус с резьбой для ввинчивания в заливную горловину ТБ, крышку с выступающей частью, образующей рукоятку для вращения, устройство ограничения момента затяжки и прокладку, уплотняющую крышку в заливной горловине.

Данная пробка в отличии от аналога имеет механизм холостого хода, обеспечивающий поворот крышки относительно корпуса в направлении вывинчивания на угол 180^o. После выбора холостого хода пробка может быть вывинчена из заливной горловины. Холостой ход крышки относительно корпуса обеспечивается конструктивными элементами крышки 46, 92, расположенными в корпусе.

К недостатком пробки можно отнести то, что в реальной аварийной ситуации угол самоотвинчивания может превышать 180^o и тогда герметичность бака не обеспечивается.

С другой стороны, при вывинчивании пробки рукой (санкционированном) необходимо сначала выбрать холостой ход, затем вывинтить пробку, что ухудшает удобство обслуживания.

Техническая задача, решаемая в изобретении, заключается в том, что в известной пробке ТБ, содержащей корпус с резьбой для ввинчивания в заливную горловину, крышку с выступающей частью, образующей рукоятку для вращения, устройство ограничения момента затяжки и прокладку, уплотняющую пробку в заливной горловине:
- между крышкой и корпусом установлен фиксатор, выполненный в виде подпружиненной в осевом направлении пластины, расположенной в пазу рукоятки крышки с возможностью передачи крутящего момента от крышки корпусу и возможностью стопорения фиксатора стопорящими элементами, расположенными на боковых поверхностях рукоятки, путем воздействия сжимающего усилия пальцев руки, при этом на нижнем торце пластины выполнены два радиально расположенных выступа, входящих в зацепление с храповым диском устройства ограничения момента затяжки, причем контактные площадки выступов и диска в направлении вывинчивания пробки выполнены наклоненными к вертикали, с возможностью создания осевой составляющей от окружной силы, приложенной к ободу крышки, превосходящей усилие пружины;
- пружина выполнена за одно целое с пластиной, а угол наклона контактных площадок к вертикали в направлении вывинчивания пробки лежит в пределах 30.. .60^o;
- элементы стопорения фиксатора выполнены в виде подвижных участков боковых поверхностей рукоятки, имеющих с внутренней стороны выступы, запирающие фиксатор в рабочем положении при силовом воздействии пальцев руки на эти участки.

В предлагаемой конструкции пробки процесс ввинчивания может осуществляться при приложении окружного усилия руки как к рукоятке, так и к ободу крышки. Это связано с тем, что контактные площадки выступов фиксатора и храпового диска не имеют наклона к вертикали в направлении ввинчивания, а потому отсутствует осевая составляющая от окружной силы и фиксатор находится в зацеплении с храповым диском устройства ограничения момента затяжки.

При достижении заданного момента затяжки храповой диск проскальзывает относительно корпуса пробки за счет деформации его упругих элементов, взаимодействующих с внутренними зубьями корпуса, и таким образом процесс ввинчивания прекращается.

Процесс вывинчивание пробки (по крайней мере, один оборот, при котором снимается момент затяжки) осуществляется только при приложении сжимающего усилия пальцев к подвижным участкам боковых поверхностей рукоятки, имеющих с внутренней стороны выступы, запирающие фиксатор в рабочем положении.

В противном случае (окружная сила приложена к ободу крышки) осевая составляющая от окружной силы, обусловленная наклоном к вертикали контактных площадок выступов фиксатора и храпового диска, преодолевая действие пружины, выведет фиксатор из рабочего положения, т.е. произойдет его расцепление с храповым диском.

Именно эта схема работы реализуется при возникновении несанкционированного окружного усилия, приложенного к ободу крышки при аварийной ситуации (удар сзади или сбоку другим автомобилем).

Поскольку в этом случае фиксатор выведен из зацепления с храповым диском, крышка может вращаться относительно корпуса на любой угол вхолостую, обеспечивая, таким образом, герметичность ТБ.

Угол наклона к вертикали контактных площадок выступов фиксатора и храпового диска выбирается из условия обеспечения требования безопасности и удобства обслуживания и лежит в пределах α=30...60^o.

При этом нижний предел угла наклона должен быть не меньше суммы двух углов, а именно угла трения материалов, взаимодействующих на контактных площадках, и угла, обеспечивающего заданную осевую силу.

Верхний предел ограничен сжимающей силой пальцев. При увеличении угла свыше 60^o требуется значительная сила для удержания фиксатора стопорящими элементами в рабочем положении, что приводит к утомлению руки при вывинчивании пробки.

Такое решение позволяет повысить удобство обслуживания и снизить опасность возгорания топлива в аварийных ситуациях.

На фиг.1 представлена пробка, общий вид;
на фиг.2 - сечение по А-А;
на фиг.3 - сечение по Б-Б;
на фиг.4 - сечение по В-В;
на фиг.5 - сечение по Г-Г.

Пробка состоит из корпуса 1 (фиг.1), крышки 2 с выступающей частью, образующей рукоятку 3 (фиг. 1, 2). В корпусе 1 расположен храповой диск 4 (фиг. 1, 3) устройства ограничения момента затяжки, упругие элементы 5 (фиг. 3) которого взаимодействуют при вращении диска с внутренними зубьями 6 корпуса. Между крышкой и корпусом установлен фиксатор 7 (фиг.1, 2), выполненный в виде подпружиненной в осевом направлении пластины, расположенной в пазу рукоятки крышки с возможностью передачи крутящего момента от крышки корпусу. Плоская пружина 8 (фиг. 1) выполнена за одно целое с пластиной. На нижнем торце пластины выполнены два радиально расположенных выступа 9 (фиг.1-5), входящих в зацепление с храповым диском. При этом контактные площадки выступов и диска в направлении вывинчивания наклонены к вертикали под углом α (фиг.4, 5) с возможностью создания осевой составляющей, превосходящей усилие пружины, при возникновении несанкционированной окружной силы, приложенной к ободу крышки.

Подвижные участки боковых поверхностей 10 рукоятки 3 (фиг.2) имеют возможность перемещения навстречу друг другу под действием силы пальцев Q. Подвижность этих участков обеспечивается за счет ослабляющих канавок 11. На боковых поверхностях с внутренней стороны выполнены стопорящие элементы 12 (фиг.2).

В зарезьбовой канавке корпуса расположено уплотнительное кольцо 13 (фиг. 1). Между буртиком корпуса и крышкой расположен держатель 14 (фиг.1, 3), назначение которого удерживать пробку от падения после вывинчивания.

Пробка работает следующим образом. При вращении крышки 2 (фиг.1, 2) по часовой стрелке происходит ввинчивание пробки в заливную горловину. При этом момент вращения передается корпусу 1 (фиг.1) через фиксатор 7, выступы 9, храповой диск 4 (фиг.3), упругие элементы 5, взаимодействующие с зубьями 6 корпуса. При достижении заданного момента затяжки М пробки в заливной горловине упругие элементы изгибаются, обеспечивая холостой проворот храпового диска относительно корпуса. При этом упругие элементы 5 прищелкивают относительно зубьев 6. После трех щелчков пробка стоит на заданном моменте.

Вывинчивание пробки осуществляется путем вращения крышки против часовой стрелки при воздействии сжимающего усилия пальцев Q на подвижные участки боковых поверхностей 10 рукоятки 3 (фиг.2).

Благодаря наличию ослабляющих канавок 11 подвижные участки боковых поверхностей рукоятки перемещаются навстречу друг другу и своими стопорящими элементами 12 удерживают фиксатор 7 в рабочем положении, обеспечивая таким образом вывинчивание пробки.

В случае несанкционированного приложения окружного усилия к ободу крышки 2 (удар сзади или сбоку) отсутствуют силы Q, а следовательно, нет и запирания фиксатора в рабочем положении. В этом случае осевая составляющая окружной силы, преодолевая сопротивление Р пружины 8 (фиг.1), поднимает фиксатор и выводит из зацепления выступы 9 с храповым диском 4 (фиг.4, 5). Таким образом, крышка вращается вхолостую на любой угол и герметичность стыка пробки с заливной горловиной обеспечивается за счет прокладки 13 (фиг.1), т.к. момент М не снят.

Вывинченная пробка может быть выпущена из руки и в этом случае она удерживается от падения держателем 14, противоположный конец которого соединен с корпусом автомобиля.

В предлагаемой пробке ТБ, в отличии от существующей, отсутствует холостой ход при санкционированном вывинчивании и присутствует неограниченный по углу холостой ход при несанкционированном вывинчивании. Это свойство улучшает эксплуатационные показатели пробки и резко повышает безопасность автомобиля в аварийных ситуациях.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания двигателя внутреннего сгорания, и имеет прямое отношение к пробкам, герметизирующим заливную горловину топливного бака после заправки его топливом. В пробке между крышкой и корпусом установлен фиксатор, выполненный в виде подпружиненной в осевом направлении пластины, расположенной в пазу рукоятки крышки с возможностью передачи крутящего момента от крышки корпусу и возможностью стопорения фиксатора стопорящими элементами, расположенными на боковых поверхностях рукоятки, путем воздействия сжимающего усилия пальцев руки. На нижнем торце пластины выполнены два радиально расположенных выступа, входящих в зацепление с храповым диском устройства ограничения момента затяжки, причем контактные площадки выступов и диска в направлении вывинчивания пробки выполнены наклоненными к вертикали, с возможностью создания осевой составляющей от окружной силы, приложенной к ободу крышки, превосходящей усилие пружины. Пружина может быть выполнена за одно целое с пластиной фиксатора. Угол наклона контактных площадок к вертикали в направлении вывинчивания пробки лежит в пределах 30...60^o и выбирается из условия достаточности осевой составляющей окружной силы, необходимой для преодоления силы пружины при обеспечении холостого хода крышки относительно корпуса пробки и усилия пальцев руки, не приводящего к утомлению при вывинчивании пробки. Элементы стопорения фиксатора выполнены в виде подвижных участков боковых поверхностей рукоятки, имеющих с внутренней стороны выступы, запирающие фиксатор в рабочем положении при силовом воздействии пальцев руки на эти участки. Технический результат заключается в повышении безопасности и удобстве обслуживания. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Пробка топливного бака, содержащая корпус с резьбой для ввинчивания в заливную горловину, крышку с выступающей частью, образующей рукоятку для вращения, устройство ограничения момента затяжки и прокладку, уплотняющую пробку в заливной горловине, отличающаяся тем, что между крышкой и корпусом установлен фиксатор, выполненный в виде подпружиненной в осевом направлении пластины, расположенной в пазу рукоятки крышки с возможностью передачи крутящего момента от крышки корпусу и возможностью стопорения фиксатора стопорящими элементами, расположенными на боковых поверхностях рукоятки, путем воздействия сжимающего усилия пальцев руки, при этом на нижнем торце пластины выполнены два радиально расположенных выступа, входящих в зацепление с храповым диском устройства ограничения момента затяжки, причем контактные площадки выступов и диска в направлении вывинчивания пробки выполнены наклоненными к вертикали, с возможностью создания осевой составляющей от окружной силы, приложенной к ободу крышки, превосходящей усилие пружины.