БЕСКРЫШЕЧНЫЙ ЗАТВОР ДЛЯ НАЛИВНОЙ ГОРЛОВИНЫ Российский патент 2010 года по МПК B60K15/04 

Настоящее изобретение относится к затвору горловины наливного патрубка, в частности к бескрышечному затвору наливной горловины топливного бака автомобиля с затворной камерой, выполненной предпочтительно, но не обязательно, в виде отрезка трубы с воронкообразной или трубчатой формой стенок, причем затворная камера может иметь любую форму непрерывного или переменного сечения. Ниже в настоящем описании затворная камера будет обозначаться как отрезок трубы, причем форма камеры не ограничивается этой конкретной геометрией.

Затвор наливной горловины включает расположенные в пределах отрезка трубы нижнюю уплотнительную заслонку и затворный механизм, расположенный над нижней уплотнительной заслонкой, который включает верхнее наливное отверстие и по меньшей мере одну верхнюю крышку, которая в закрытом состоянии по меньшей мере частично перекрывает верхнее наливное отверстие. При этом затворный механизм выполнен так, что при введении выходного патрубка заправочного пистолета в отрезок трубы верхняя крышка смещается для открытия верхнего наливного отверстия и для обеспечения возможности прохода выходного патрубка через верхнее наливное отверстие и нижнюю уплотнительную заслонку. При этом имеется в виду, что почти во всем мире заправочные пистолеты для дизельного топлива и автомобильного бензина имеют выходные патрубки разного диаметра.

Затворы наливных горловин такого типа описаны в DE 20309799.8 U1. В таком затворе наливная горловина закрывается двумя заслонками, расположенными в горловине одна над другой и удерживаемыми в положении прилегания к уплотнительной поверхности усилием соответствующих затворных пружин. При введении выходного патрубка заправочного пистолета или насадки запасной канистры обе заслонки отжимаются вниз, причем открывается сквозной проход.

Хотя такие затворы обеспечивают эффективное уплотнение без применения дополнительной крышки на горловине топливного бака, желательно их дальнейшее усовершенствование и дополнительное обеспечение защиты от ошибочной заправки. В частности, при эксплуатации современных двигателей все большее значение приобретает контроль за применением соответствующего топлива, так как, например, современная система топливоподачи дизельного двигателя смазывается за счет присутствия смазочного вещества в дизельном топливе, и работа на автомобильном бензине уже через короткий срок приводит к серьезным повреждениям в системе.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание затвора наливной горловины, как можно более простого в изготовлении и монтаже и обеспечивающего при возможно более плотном перекрывании горловины возможность сведения к минимуму опасности ошибочной заправки.

Эта цель достигается согласно настоящему изобретению, тем, что с целью предотвращения заполнения бака несоответствующим топливом верхняя крышка блокируется в закрытом состоянии по меньшей мере одним стопорным устройством, при этом стопорное устройство выполнено таким образом, что блокировка может быть снята в зависимости от формы выходного патрубка заправочного пистолета, определяемой сортом топлива, только при заправке соответствующим топливом.

Хотя настоящее изобретение не обеспечивает полного исключения ошибочной заправки, риск такого происшествия явно сводится к минимуму. В мировой практике заправка неэтилированными автомобильными бензинами производится с помощью заправочных пистолетов, имеющих меньший диаметр нижней оконечности выходного патрубка по сравнению с пистолетами для дизельных топлив. Таким образом, этот факт можно согласно настоящему изобретению использовать для предотвращения разблокирования затвора горловины в случае применения несоответствующего заправочного пистолета и, как минимум, по возможности воспрепятствовать заправке транспортного средства с бензиновым двигателем (т.е. двигателем с принудительным зажиганием) дизельным топливом, а транспортного средства с дизельным двигателем - автомобильным бензином.

Поскольку в торговле нефтепродуктами в будущем предусматривается применение новых моделей заправочных пистолетов, естественно, возможно дополнительное повышение надежности заправки. В идеальном случае при использовании выходных патрубков отдельного диаметра для каждого сорта топлива можно полностью исключить любую ошибочную заправку с самого начала, что должно не только исключить необходимость в ненужных расходах на ремонт, но и снизить вредное влияние на окружающую среду, связанное с необходимостью слива несоответствующего топлива. Фирмы, сдающие транспорт внаем, в этом случае также могут рассчитывать на то, что транспортные средства не будут намеренно или по неосторожности заправлены несоответствующим бензином в расчете, например, на экономию средств при возврате или вследствие того, что водитель недостаточно владеет языком соответствующей страны и по незнанию выбирает несоответствующий заправочный пистолет.

При использовании в тексте настоящего описания термина «бескрышечный» («без крышки»), конечно, не имеется в виду, что наливная горловина не имеет внутренней заслонки. Большей частью в таких случаях подразумевается отсутствие необходимости в применении крышки топливного бака (заглушки) в обычном смысле слова, однако такое применение возможно по соображениям безопасности. Термин «отрезок трубы» в рамках настоящего описания означает входную часть наливного патрубка, которая, разумеется, не должна обязательно иметь цилиндрическое сечение, а может иметь любое постоянное или переменное по глубине патрубка сечение. Далее, область применения настоящего изобретения не ограничена затворами топливных баков, хотя ниже такое применение описывается в качестве предпочтительной области применения. В принципе изобретение может использоваться применительно к любым резервуарам как в пределах, так и за пределами области транспортных средств, а в области автомобильного транспорта - в частности, применительно к наливным патрубкам для моторного топлива или трансмиссионного масла.

Затвор наливной горловины по настоящему изобретению отличается возможностью блокировки верхнего наливного отверстия и возможностью снятия такой блокировки лишь в случае применения «правильного» заправочного пистолета. Эта цель может быть достигнута многими различными способами. Например, одна из возможностей состоит в том, что заправочный пистолет отжимает в сторону две лежащие друг против друга зажимные колодки, которые, в свою очередь, блокируют поворотную пластину, которая прикрывает сверху или закрывает снизу верхнее наливное отверстие. При этом в случае применения чаще всего используемых в настоящее время систем заправки возможны следующие случаи:

1. При попытке ошибочно заправить транспортное средство с бензиновым двигателем дизельным топливом диаметр заправочного пистолета колонки для дизтоплива больше «ожидаемого» диаметра заправочного пистолета колонки для автомобильного бензина. В данном случае заправочный пистолет слишком велик для введения в рабочую область наливной горловины, таким образом, он не может разжать в стороны зажимные колодки, и оператор узнает об ошибке по тому, что верхняя заслонка не открывается, и заправочный пистолет не вводится в наливную горловину.

2. При попытке ошибочно заправить транспортное средство с дизельным двигателем автомобильным бензином диаметр заправочного пистолета колонки для автомобильного бензина меньше «ожидаемого» диаметра заправочного пистолета колонки для дизтоплива. В данном случае заправочный пистолет недостаточно плотно входит в горловину и поэтому не соприкасается одновременно с обеими зажимными колодками или не разжимает их. В большинстве случаев при этом срабатывает только одна зажимная колодка, так что блокировка не может быть снята, даже если свободный конец заправочного пистолета может быть вставлен в рабочую область горловины.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения рабочая область выполнена в виде наклонной плоскости с выступающей боковой кромкой, причем выходной патрубок может скользить по указанной наклонной плоскости. Эта наклонная плоскость представляет собой наклонную поверхность, образующую угол α с продольной осью отрезка трубы наливной горловины, по которой может скользить заправочный пистолет и которая предохраняет наливное отверстие от снятия блокировки.

Пользователь вначале устанавливает заправочный пистолет вблизи наливного отверстия у верхнего края поверхности скольжения и затем позволяет выходному патрубку скользить вдоль этой поверхности. Это движение может привести в действие механизм, воздействующий на блокировку запорного приспособления. Это может достигаться, как описано выше, путем разжимания зажимных колодок, причем заправочный пистолет слишком большого диаметра не может быть вставлен между выступающей кромкой наклонной плоскости и, таким образом, скользит вдоль кромки и, следовательно, не входит в контакт с зажимными колодками.

Эта боковая нагрузка на внешнюю поверхность выходного патрубка может, однако, вызвать износ заправочного пистолета, поскольку он обычно изготовляется из алюминия и, таким образом, имеет низкую прочность на истирание.

Поэтому в другом исполнении блокирующее приспособление отжимается вниз с преодолением усилия возвратной пружины. Это обеспечивает уменьшение износа материала и, кроме того, позволяет использовать более длинные и более направленные пружины. В данном случае выступающая кромка также может в случае необходимости препятствовать отжиманию вниз блокирующего приспособления под воздействием заправочного пистолета слишком большого диаметра. Дополнительное преимущество выступающей кромки заключается в защите блокирующего приспособления от непредусмотренного нажатия, например, вследствие аварии.

При установке выходного патрубка на наклонную плоскость осуществляется отжимание вниз, например, двух лежащих друг против друга блокирующих элементов, причем при этом соскальзывание выходного патрубка по наклонной плоскости предпочтительно становится возможным только после этого отжимания.

При этом предусмотрен скользящий элемент, фиксируемый блокировкой и освобождаемый от блокировки с помощью описанного механизма, смонтированный вблизи и сверху наклонной плоскости с возможностью бокового сдвига. При отжимании блокирующего приспособления вниз под действием выходного патрубка этот скользящий элемент сдвигается в сторону, причем выходной патрубок заправочного пистолета вместе с дальнейшим движением вниз также сдвигается в сторону, пока скользящий элемент не откроет полностью наливное отверстие. После этого выходной патрубок может быть введен в наливной патрубок и может обеспечить отжимание вниз нижней уплотнительной заслонки.

Другими отличительными признаками затвора наливной горловины по настоящему изобретению являются предохранительные клапаны, срабатывающие при повышении и понижении давления, которые обеспечивают соответствующее выравнивание давления под нижней уплотнительной заслонкой и, поскольку верхняя заслонка также выполнена с уплотнением, выравнивание давления также под этой верхней заслонкой в случаях возникновения критического давления, например, вследствие теплового расширения топлива в баке или засасывания топлива из бака двигателем.

Далее, над нижней уплотнительной заслонкой может быть смонтирован водоотводный канал для отвода воды, попадающей в горловину извне или образующейся при конденсации, с целью предотвращения попадания воды в бак при последующем открывании нижней уплотнительной заслонки.

Другим аспектом изобретения, который может использоваться также отдельно от заявляемой бескрышечной наливной горловины, является применение затворной камеры, которая может быть смонтирована на горловине известной конструкции. Опыт показывает, что радикальное изменение конструкции горловины при текущем производстве транспортных средств затруднительно по экономическим и организационным соображениям. В случае перехода к бескрышечным топливным бакам в процессе производства, например, системы существующей конструкции можно устанавливать затворную камеру на оконечность наливного патрубка.

Разумеется, водитель не должен иметь возможности самостоятельно снимать затворную камеру с наливной горловины, эту операцию необходимо осуществлять на специализированном предприятии. Во избежание несанкционированного снятия затворную камеру горловины можно поэтому снабдить фиксирующим приспособлением, которое легко установить на наливном патрубке, но снятие которого возможно лишь с разрушением либо без разрушения, но с применением специального инструмента. Такое фиксирующее приспособление может состоять, например, из пружинных элементов, которые при навинчивании или после навинчивания затворного отсека на конец наливного патрубка обычной конструкции входят в соответствующие выемки, подобно пружинным стопорным кольцам, и могут быть удалены только с помощью специального инструмента, который может быть вставлен, например, между стенками наливного патрубка и затворного отсека, причем этот инструмент обеспечивает сведение двух концов пружинного стопорного кольца и, таким образом, размыкание соединения.

Еще один признак настоящего изобретения, который также может быть применен независимо от конкретной конструкции затвора наливной горловины, как описано выше и указано в формуле изобретения, может состоять в том, что затворная камера наливной горловины и наливной патрубок представляют собой два отдельных конструктивных элемента, которые могут быть соединены между собой специальным соединением, так что возможна замена затворной камеры наливной горловины без замены самого наливного патрубка. Преимущество такого решения заключается в том, что, в связи с увеличенным количеством механических деталей, ремонт в области затвора горловины может требоваться чаще, и такой ремонт можно выполнять без замены наливного патрубка в целом.

Например, поскольку затвор горловины содержит вышеописанные блокируемые заслонки, возможно механическое повреждение этих деталей. Сам патрубок представляет собой обычно металлическую или пластмассовую трубку, в частности пластмассовую трубку, присоединенную к пластмассовому топливному баку путем сварки. В любом случае замена наливного патрубка в целом (вплоть до бака) является сравнительно трудоемкой операцией, поскольку эта область доступна лишь с трудом и только с нижней стороны транспортного средства. В зависимости от конструкции транспортного средства топливный бак может быть доступен только через внутреннее пространство при условии демонтажа других частей, так что существует потребность в облегчении и упрощении ремонта горловины наливного патрубка способом, не требующим замены всего наливного патрубка.

Для этой цели предназначено разъемное присоединение наливного патрубка с применением обычного соединения байонетного или винтового типа, аналогичное упомянутому выше, в связи с заменяемым затворным отсеком горловины патрубка. Наливной патрубок состоит из затворного отсека и трубки патрубка, которая достигает топливного бака и может быть соединена с ним разъемно или неразъемно. Соединение же между затворным отсеком и трубкой патрубка осуществляется с помощью соединительного узла, выполненного таким образом, что он предпочтительно может быть демонтирован только с помощью специального инструмента. Если исключение возможности несанкционированного вмешательства нежелательно, то упомянутое соединение может быть также легкоразъемным.

Соединение, разъединяемое с помощью специального инструмента, может быть снабжено, например, пружинными стопорными элементами. Эти стопорные элементы в данном случае также могут быть выполнены по типу пружинных стопорных колец. Например, затворная камера может насаживаться на трубку патрубка, причем между внутренней стенкой затворного отсека и внешней стенкой патрубка может вставляться пружинное стопорное кольцо. Необходимая герметичность может обеспечиваться дополнительным уплотнительным элементом, например резиновым кольцом. В данном случае концы пружинного стопорного кольца для разборки узла можно сводить вместе или разводить с помощью специального инструмента.

Другая возможность состоит в том, что пружинные элементы устанавливаются внутри затворной камеры и через выемки в стенке горловины входят в зацепление с фиксирующими пазами во внутренней стенке трубки патрубка. Для снятия затворной камеры эти пружинные элементы могут захватываться изнутри специальным инструментом и оттягиваться внутрь. Возможны, конечно, и любые другие известные соединительные приспособления.

Наконец, можно вначале соединять затворную камеру с трубкой патрубка в единое целое и лишь в случае ремонта устанавливать съемную затворную камеру после отделения дефектной затворной камеры, например, путем отпиливания. Для этой цели на трубке патрубка можно заранее выполнять соответствующие направляющие для обеспечения присоединения сменного узла в соответствии с вышеупомянутыми принципами после отделения имеющейся затворной камеры.

Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает дополнительное предохранительное приспособление для защиты от разгерметизации в случае аварии. Это дополнительное предохранительное приспособление также может быть применено независимо от конкретной конструкции затвора наливной горловины, как описано выше и указано в формуле изобретения. Для этой цели необходимо только наличие двойного затвора с верхней и нижней уплотнительными заслонками.

В случае аварии всегда имеется возможность воздействия недопустимо высокого поперечного усилия на затворную камеру вследствие деформации корпуса или соударения с каким-либо предметом. В этом случае поперечное усилие передается на патрубок, который при отсутствии специальных мер предосторожности может разрушиться в непредсказуемом месте. В частности, если геометрия патрубка соответствует, с одной стороны, форме нижней части затворной камеры и ее расположению, а, с другой стороны, - форме и расположению топливного бака, то в каком-либо месте вдоль трубки патрубка как следствие изменения его геометрии возникает ослабленное сечение, которое может оказаться местом разрушения.

Для предотвращения разрушения трубки патрубка в нижней ее части, результатом которого может оказаться разлив топлива, трубка патрубка изготовлена из соответствующего материала, который, с одной стороны, обладает определенной прочностью на разрушение, а, с другой стороны, достаточно гибок для сохранения целостности при известной степени деформации, обусловленной аварийной ситуацией. Еще большая степень безопасности может быть достигнута путем создания между верхней и нижней уплотнительными заслонками зоны планового разрушения. Эта зона планового разрушения в случае воздействия на стенки затворной камеры разрушающего момента обеспечивает разрушение верхней части затворной камеры, однако не затрагивающее нижней части затворной камеры или расположенной ниже ее трубки патрубка. В этом случае всегда сохраняется нижняя уплотнительная заслонка, которая герметизирует затворную камеру в достаточной степени для предотвращения выливания топлива из потерпевшего аварию транспортного средства.

Зона планового разрушения предпочтительно выполняется в виде углубления, расположенного между верхней и нижней уплотнительными заслонками. Это углубление можно без затруднений выполнить в пластмассовой стенке затворной камеры или предусмотреть еще в процессе ее изготовления. Для повышения эффективности зоны планового разрушения можно предусмотреть дополнительное усиление стенки выше и ниже упомянутой зоны.

В альтернативном варианте затворная камера может состоять из двух частей, причем в верхней части смонтирована верхняя уплотнительная заслонка, а в нижней части - нижняя уплотнительная заслонка, и место соединения упомянутых двух частей снабжено уплотнительным элементом, например, в виде резинового кольца. Верхняя и нижняя части затворной камеры в этом случае представляют собой трубчатые элементы, один из которых вставляется в другой с применением резинового кольца в качестве прокладки.

В этом случае плановое разрушение достигается в результате разъединения упомянутых трубчатых элементов. Для предотвращения случайного разъединения соединение упомянутых элементов выполняется таким образом, что после сборки затворной камеры ее верхняя и нижняя части неразъемно соединяются между собой с помощью фиксирующих выступов. При этом в случае воздействия разрушающего усилия фиксирующие выступы разрушаются и верхняя часть может быть отделена. При таком исполнении область перекрывания верхней и нижней частей затворной камеры может быть выполнена достаточно небольшой для гарантирования разъединения в области планового разрушения под влиянием бокового усилия.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут ясны из формулы изобретения и из нижеследующего описания примера предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые фигуры.

На фигурах:

- на Фиг.1 показан в разрезе вид сбоку затвора наливной горловины топливного бака по настоящему изобретению;

- на Фиг.2 показан узел Z Фиг.1;

- на Фиг.3 представлен вид сверху другого варианта выполнения затвора горловины;

- на Фиг.4 показан вид сбоку в разрезе затвора горловины с зоной планового разрушения;

- на Фиг.5 показана верхняя часть трубки наливного патрубка с укрепленной на ней затворной камерой;

- на Фиг.6 показана верхняя часть затвора наливной горловины с блокировочным штифтом для блокировки через посредство центральной блокировочной системы.

На Фиг.1 показан вид сбоку одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, описанного ниже, причем объем изобретения или объем защиты настоящей заявки не ограничивается данным конкретным вариантом выполнения.

Представленный на Фиг.1 затвор горловины топливного бака представляет собой отрезок трубы, поперечное сечение которой вначале расширяется в сторону наливного отверстия, образуя коническую часть. Ниже расширяющегося отрезка расположена нижняя уплотнительная заслонка 2, которая плотно перекрывает патрубок. Для этой цели заслонка прижимается к поверхности уплотнения под действием пружины (не показанной на фигуре). Кроме того, затвор включает предохранительные клапаны, срабатывающие при повышении и понижении давления, показанные отдельно в увеличенном виде в составе узла Z на Фиг.2, а также не показанный на фигуре водоотводный канал, через который отводится попадающая в затвор вода.

В верхней части затвора расположено наливное отверстие 5, через которое в горловину может вводиться выходной патрубок 4 заправочного пистолета, который при дальнейшем погружении в горловину открывает нижнюю уплотнительную заслонку 2. Над верхним наливным отверстием 5 расположен затворный механизм 3, который в закрытом состоянии препятствует введению заправочного пистолета.

Для обеспечения сведения к минимуму или предотвращения возможности ошибочной заправки этот затворный механизм 3 должен открываться лишь в случае, если применяется «правильный» заправочный пистолет, то есть заправочный пистолет для заливки соответствующего топлива.

Для этой цели в верхней части отрезка трубы 1 смонтирован кольцеобразный элемент 14, внутри которого смонтирован подвижный элемент с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси трубы. Подвижный элемент имеет U-образную форму, причем он может быть выполнен как элемент замкнутой формы. Значение имеет только наличие в этом элементе сквозного прохода, через который может проходить выходной патрубок 4.

Под действием вставляемого в горловину выходного патрубка 4 отжимаются в стороны (утапливаются) блокировочные элементы 7, верхние части которых входят в выемки подвижного элемента. При утапливании блокировочные элементы 7 выходят из зацепления, подвижный элемент высвобождается и получает возможность смещения в поперечном направлении.

Под подвижным элементом расположена наклонная плоскость, образующая поверхность 10 скольжения, смонтированную на внутренней поверхности кольцеобразного элемента 14. Эта поверхность 10 скольжения наклонена под углом α к оси отрезка трубы 1 горловины и обеспечивает боковое перемещение вставленного через подвижный элемент выходного патрубка 4 при дальнейшем его продвижении в отрезке трубы 1.

При этом боковом перемещении выходной патрубок 4 прижимается к подвижному элементу, вызывая боковое перемещение последнего до полного открытия пространства над верхним наливным отверстием с обеспечением возможности введения заправочного пистолета. Такое разблокирование и дальнейшее перемещение подвижного элемента, однако, возможно лишь в том случае, когда оба противолежащих блокировочных элемента 7 утапливаются под действием нижнего края заправочного пистолета. Если такое утапливание недостаточно, что имеет место в случае слишком малого диаметра выходного патрубка 4, то либо один, либо оба блокировочных элемента 7 не выходят из зацепления полностью, и блокировка не снимается.

Подвижный элемент выполнен таким образом, что после сдвигания он удерживает блокировочные элементы 7 в утопленном положении, когда край заправочного пистолета сдвинут вправо и не находится над блокировочными элементами 7. В этом положении блокировочные элементы 7 удерживаются в утопленном положении левой частью подвижного элемента.

В альтернативных вариантах могут использоваться другие блокировочные элементы 7 в дополнение к вышеупомянутым двум блокировочным элементам 7. Важно лишь предотвратить поступление несоответствующего топлива через заправочный пистолет, который не может воздействовать на все блокировочные элементы 7. Утапливание блокировочных элементов 7 имеет особое преимущество, заключающееся в том, что износ заправочного пистолета практически исключается. В частности, исключается образование боковых вмятин.

В представленном предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый блокировочный элемент 7 представляет собой стопорный штифт, входящий в соответствующую выемку верхней крышки 6, который под действием свободного конца выходного патрубка 4 смещается вниз с преодолением усилия стопорной пружины 9. При этом стопорный штифт выходит из выемки подвижного элемента, играющего роль верхней крышки.

Подвижный элемент обеспечивает вследствие этой блокировки область запирания, что означает, что часть его тела в закрытом состоянии располагается над верхним наливным отверстием. Последнее открывается только при боковом смещении подвижного элемента. Наклонная поверхность 10 скольжения выполнена с наклоном относительно оси отрезка трубы 1 под углом от 20° до 80°, предпочтительно от 35° до 55° и в представленном варианте предпочтительно под углом 45°.

Целесообразно, как показано на фигуре, применять для защиты механизма затвора колпачок 11, имеющий удлиненную прорезь для вставления выходного патрубка 4, причем ширина удлиненной прорези несколько превышает диаметр выходного патрубка 4, а длина этой прорези практически соответствует длине пути перемещения подвижного элемента.

Над верхним наливным отверстием 5 предусмотрена дополнительная запорная заслонка 12, служащая для защиты от попыток хищения топлива и для дополнительной герметизации. Для этой цели она смонтирована шарнирно на подвижном элементе и сдвигается вместе с ним. С противоположной стороны она входит в паз 13, который удерживает дополнительную запорную заслонку 12 в закрытом положении. Под действием возвратной пружины заслонка 12 после извлечения заправочного пистолета из горловины возвращается в исходное положение и при обратном перемещении подвижного элемента вновь входит в паз 13.

Блокировочные элементы могут дополнительно блокироваться посредством центральной блокировочной системы автомобиля, причем разблокирование возможно только при открытом положении центральной системы блокировки. Для этой цели может использоваться, например, стопорный стержень с электроприводом, как в известных системах блокировки задвижек топливных баков.

Наконец, предлагаемый затвор может быть выполнен как самостоятельный узел, предназначенный для соединения с известным наливным патрубком или встроенный непосредственно в наливной патрубок топливного бака. Если он выполнен в виде отдельного узла, то его корпус можно соединить сваркой с отрезком трубы, выполненным в большинстве случаев из пластмассы, либо соединить с патрубком посредством любого известного соединения, применяемого до настоящего времени для монтажа и крепления крышки топливного бака. Особым преимуществом при этом является отсутствие необходимости каких-либо изменений конструкции патрубка при переоборудовании транспортного средства под бескрышечную наливную горловину. Предпочтительно в этом случае применять фиксирующее приспособление против снятия затвора, которое можно удалить только с помощью специального инструмента, во избежание самостоятельных действий водителя с затвором горловины топливного бака.

На Фиг.2 представлена в увеличенном виде нижняя уплотнительная заслонка 2. Уплотнительная заслонка 2 состоит из откидной заслонки, смонтированной на поворотной опоре 15, которая под действием запирающей пружины прижимается к опорному кольцевому выступу в трубке 1 патрубка, воздействуя при этом на уплотнение 16.

В верхней части уплотнительная заслонка 2 имеет упорную поверхность, в которую может упираться нижний край заправочного пистолета. Для центрирования этого пистолета в средней части упорной поверхности выполнен выступ. Упорная поверхность снабжена по меньшей мере одним (в представленном примере двумя) проходами 17, через которые во внутреннюю полость заслонки 2 передается давление.

В нижней части уплотнительной заслонки 2 смонтированы предохранительный клапан 19 и уравнительный клапан 18; эти клапаны компенсируют соответственно повышение и понижение давления. Для этой цели можно применять любые конструкции предохранительных клапанов; в представленном примере исполнения используются подпружиненные штоки, опирающиеся расширенными головными частями на поверхность днища заслонки и открывающие под нагрузкой проход в днище заслонки для выравнивания давления, причем между свободным концом штока и днищем заслонки установлены напряженные пружины. Уплотнение осуществляется по расширенной головной части штока, которая для обеспечения выравнивания давления приподнимается над днищем заслонки, преодолевая сопротивление пружины.

На Фиг.3 представлен другой вариант выполнения затвора наливной горловины, который вместо отжимаемых вниз блокировочных элементов 7 содержит аналогичные элементы, отжимаемые в стороны оконечностью выходного патрубка 4 заправочного пистолета. Это отжимание может осуществляться, как на представленном примере, путем непосредственного контакта с заправочным пистолетом, однако возможно также введение заправочного пистолета в подвижный элемент (не показанный на фигуре), который должен сдвигаться вниз вместе с оконечностью выходного патрубка 4. Этот подвижный элемент в таком случае снабжен сквозным отверстием, через которое заправочный пистолет вводится в затвор после достижения конечного положения подвижного элемента.

На Фиг.4 представлен затвор наливной горловины по настоящему изобретению, снабженный зоной 20 планового разрушения, которая в данном случае образована наружной выемкой в стенке патрубка, которая обеспечивает ослабление материала стенки. Смысл этой зоны 20 планового разрушения состоит в том, что при возникновении недопустимого поперечного усилия верхняя часть затворной камеры отламывается при сохранении герметизирующего эффекта нижней уплотнительной заслонки 2 и, таким образом, несмотря на недопустимо высокое поперечное усилие, герметизация наливного патрубка сохраняется.

На Фиг.5 показано соединение затворной камеры с трубкой 23 патрубка топливного бака, при этом патрубок с затвором состоит из двух частей, причем, однако, затворная камера может быть отделена от трубки 23 патрубка только с разрушением соединительного узла или с применением специального инструмента.

Для соединения с трубкой 23 патрубка затворную камеру надевают на патрубок, причем упругие фиксирующие выступы 22 входят в выемки трубки 23 таким образом, что снятие камеры возможно только при разрушении упругих фиксирующих выступов 22 или путем применения специального инструмента. В рабочем положении упругие фиксирующие выступы 22 взаимодействуют с поверхностями фиксирующих закраин 24 трубки 23, так что затворная камера неподвижно фиксируется. Соединение герметизируется с помощью уплотнительного приспособления (не показанного на фигуре).

На Фиг.6 представлен еще один вариант выполнения наливного патрубка по настоящему изобретению, в котором предусмотрен блокировочный штифт 21, управляемый от устройства включения центральной системы запирания транспортного средства. Этот штифт 21, выполненный в форме стержня, обеспечивает включение затвора наливной горловины в общую централизованную систему блокирования автомобиля; в запертом состоянии он прижат к верхней крышке 6, препятствуя перемещению последней. Вследствие этого дополнительная заслонка 12 затвора, образующая в представленном примере осуществления изобретения верхнюю уплотнительную заслонку, не может выйти из блокировочного паза 13, и, таким образом, верхняя уплотнительная заслонка в виде блокируемой заслонки 12 остается закрытой, пока блокировочный штифт 21 остается прижатым. Только после отпирания центрального замка этот блокировочный штифт 21 оттягивается назад, и с системы заправки топливом снимается централизованная блокировка.

Блокировочный штифт 21 позволяет осуществлять некоторые дополнительные функции. Например, при работающем двигателе блокировочный штифт может быть независимо от центральной блокировки прижат к верхней крышке 6 под воздействием системы электроснабжения транспортного средства, так что заправка топливом возможна только при выключенном двигателе. С помощью той же функции можно воспрепятствовать заправке транспортного средства при включенном стороннем обогреве, в частности при обогреве стоянки. Этим предотвращаются возможные нарушения инструкций водителем по неосторожности.

Кроме того, функционирование блокировочного штифта 21 можно связать с датчиками аварийного состояния или с другими элементами системы регулирования динамики движения, так что перед аварией транспортного средства затвор наливной горловины дополнительно блокируется в закрытом положении, и обеспечивается дополнительное препятствие случайному отодвиганию верхней крышки 6 под действием постороннего предмета или деформировавшегося края элемента корпуса автомобиля.

Разумеется, блокировочный штифт 21 может быть установлен и в любом другом положении относительно крышки; возможно даже выполнение блокировочного штифта в виде круга и использование его в качестве дополнительной заслонки, перемещаемой в поперечном направлении перед открытием патрубка.

Применение блокировочного штифта 21 делает ненужной блокировку поворотной заслонки, обычно применяемой в автомобилях для перекрывания наливного патрубка топливного бака. Это, во-первых, обеспечивает возможность обновления уже использованного ранее оборудования легкового автомобиля видимым затвором топливного бака, при котором, например, верхняя крышка может быть выполнена из нержавеющей стали с целью создания интересного оптического эффекта, и, кроме того, предотвращает сдвиг блокировочного штифта 21 по отношению к сравнительно далеко выступающей части кузова легкового автомобиля, которая при этом может повреждаться, например, если поворотная заслонка не закрывается полностью, и блокировочный штифт 21 не вдвигается в соответствующее отверстие, а прижимается к его краю.

В сочетании с зоной 20 планового разрушения блокировочный штифт 21 может быть установлен также в области нижней уплотнительной заслонки 2 либо как единственный блокировочный штифт 21, либо как дополнительный блокировочный штифт 21. Преимущество такого решения состоит в том, что при разрушении верхней части затворной камеры блокировка не снимается, в частности, в случае, когда по сигналам датчиков аварийного состояния блокировка должна устанавливаться самостоятельно, если она не снимается вновь при разрушении блокированных частей.

Для функционирования затвора горловины с централизованной блокировкой необходимо, чтобы блокировочный штифт 21 либо предотвращал поворачивание одной из поворотных уплотнительных заслонок, либо блокировал движение одной из функциональных частей затвора, подвижных в продольном направлении, если продольная подвижность обеспечивает доступ внутрь трубки 23 патрубка.

Как выполнение зоны 20 планового разрушения, так и комплексная централизованная блокировка и выполнение наливного патрубка в виде узла, состоящего из двух частей и включающего затворную камеру с верхним и нижним затворами, а также трубку патрубка, соединенную с затворной камерой и отсоединяемую только с разрушением соединительных элементов, рассматривается в настоящее время как самостоятельная совокупность изобретений, не обязательно связанная с конкретным вариантом выполнения затвора наливной горловины в области верхнего и нижнего герметизирующих приспособлений. Заявители сохраняют за собой право подачи независимых заявок для защиты упомянутых трех комплексов технических решений.

Перечень позиций на фигурах:

1) отрезок трубы

2) нижняя уплотнительная заслонка

3) затворный механизм

4) выходной патрубок заправочного пистолета

5) верхнее наливное отверстие

6) верхняя крышка

7) блокировочный элемент

8) затворная пружина

9) стопорная пружина

10) поверхность скольжения

11) защитный колпачок

12) дополнительная запорная заслонка

13) фиксирующий паз

14) опорное кольцо

15) поворотная опора уплотнительной заслонки

16) уплотнение уплотнительной заслонки

17) проход в область уплотнительной заслонки, находящуюся под давлением

18) уравнительный клапан, срабатывающий при понижении давления

19) предохранительный клапан, срабатывающий при повышении давления

20) зона планового разрушения

21) блокировочный штифт

22) упругие фиксирующие элементы

23) трубка патрубка

24) фиксирующие закраины

α - угол наклона поверхности скольжения к продольной оси отрезка трубы.

Изобретение относится к затвору горловины наливного патрубка. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля включает отрезок трубы, нижнюю уплотнительную заслонку и затворный механизм, расположенный над нижней уплотнительной заслонкой, который включает верхнее наливное отверстие и по меньшей мере одну верхнюю крышку, которая в закрытом состоянии по меньшей мере частично перекрывает верхнее наливное отверстие. Затворный механизм выполнен так, что при введении выходного патрубка заправочного пистолета в отрезок трубы верхняя крышка смещается для открытия верхнего наливного отверстия и для обеспечения возможности введения выходного патрубка в патрубок топливного бака. Верхняя крышка блокируется в закрытом состоянии по меньшей мере одним стопорным устройством, при этом стопорное устройство выполнено таким образом, что блокировка может быть снята в зависимости от формы выходного патрубка заправочного пистолета только при заправке соответствующим топливом. Достигается усовершенствование затвора наливной горловины и сведение к минимуму опасности ошибочной заправки. 30 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля, в состав которого входят отрезок трубы (1), нижняя уплотнительная заслонка (2), затворный механизм (3) расположенный над нижней уплотнительной заслонкой (2), причем затворный механизм (3) имеет верхнее наливное отверстие (5) и по меньшей мере одну верхнюю крышку (6), которая в закрытом состоянии по меньшей мере частично перекрывает верхнее наливное отверстие (5), снабженный по меньшей мере одним блокировочным элементом (7), так что блокировка снимается только при заполнении бака соответствующим топливом, которому соответствует форма выходного патрубка (4) заправочного пистолета, позволяя выходному патрубку (4) войти через верхнее наливное отверстие (5) и нижнюю уплотнительную заслонку (2), причем над верхним наливным отверстием (5) предусмотрена поверхность скольжения (10), образующая с продольной осью отрезка трубы (1) угол (α), вдоль которой выходной патрубок (4) направляется при его введении в отрезок трубы (1) для перемещения со скольжением из начального положения, смещенного относительно верхнего наливного отверстия (5), в положение погружения, расположенное против верхнего наливного отверстия (5), верхняя крышка (6) выполнена в виде сдвигаемого в сторону подвижного элемента, который по меньшей мере частично перекрывает верхнее наливное отверстие запирающим участком, блокируемого или высвобождаемого блокировочным элементом (7), отличающийся тем, что подвижный элемент сдвигается по меньшей мере в боковом направлении под действием оконечности выходного патрубка (4) вследствие скольжения выходного патрубка (4) по поверхности (10) скольжения, когда выходной патрубок (4) прижимается к запирающему участку и, таким образом, воздействует на смещение подвижного элемента.

2. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он содержит два или больше блокировочных элемента (7), расположенных на некотором расстоянии (а) друг от друга, причем расстояние (а) выбрано так, что под действием выходного патрубка (4) заправочного пистолета первого диаметра, в частности, заправочного пистолета для дизельного топлива, оба блокировочных элемента (7) могут выходить из блокирующего положения, в то время как под действием заправочного пистолета второго диаметра, меньшего по отношению к первому диаметру, в частности, заправочного пистолета для автомобильного бензина, ни один блокировочный элемент (7) не может выходить из блокирующего положения, либо из такого положения может выходить только один блокирующий элемент (7).

3. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.2, отличающийся тем, что он содержит два противолежащих блокировочных элемента (7), которые для снятия блокировки верхней крышки (6) отжимаются свободной оконечностью выходного патрубка (4) соответствующего диаметра.

4. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что блокировочный элемент (7) выполнен в виде стопорного штифта, входящего в выемку в верхней крышке (6), который может быть смещен в сторону или вниз под действием свободной оконечности выходного патрубка (4) с преодолением усилия стопорной пружины (9), причем при результирующем смещении сцепление стопорного штифта с выемкой в верхней крышке (6) прекращается.

5. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что поверхность (10) скольжения представляет собой наклонную плоскость, причем угол (α) наклона этой плоскости к оси отрезка трубы (1) лежит в пределах от 20 до 80°, предпочтительно от 35 до 55° и более предпочтительно составляет 45°.

6. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что подвижный элемент содержит U-образную внутреннюю область с двумя практически прямолинейными коленами и криволинейной средней частью, причем запирающий участок образован частью упомянутой средней части, и поверхность (10) скольжения расположена вблизи средней части и по меньшей мере частично перекрыта упомянутыми прямолинейными коленами.

7. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.6, отличающийся тем, что в прямых коленах подвижного элемента выполнены выемки для захватывания блокировочных элементов (7), причем блокировочные элементы (7) вдвигаются внутрь этих выемок на такое расстояние, что оба блокирующих элемента (7) могут быть отжаты только выходным патрубком (4) достаточно большого диаметра, а выходной патрубок (4) слишком малого диаметра может отжимать только один из блокировочных элементов (7).

8. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.6, отличающийся тем, что примыкающая к средней части подвижного элемента часть прямолинейного колена выполнена таким образом, что при соскальзывании выходного патрубка (4) в направлении верхнего наливного отверстия (5) в такое положение, при котором выходной патрубок (4) перестает воздействовать на блокировочный элемент (7), этот блокировочный элемент (7) на дальнейшем участке скольжения до вхождения выходного патрубка (4) в верхнее наливное отверстие (5) удерживается в утопленном положении прямолинейным коленом.

9. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.6, отличающийся тем, что внутренняя кривизна средней части подвижного элемента практически соответствует внешней кривизне выходного патрубка (4).

10. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что внутри отрезка трубы (1) над верхним наливным отверстием (5) смонтировано опорное кольцо, в котором может перемещаться подвижный элемент.

11. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он содержит колпачок (11), в котором выполнена удлиненная прорезь для вставления выходного патрубка (4), причем ширина удлиненной прорези несколько превышает диаметр выходного патрубка (4), а длина удлиненной прорези практически соответствует длине пути перемещения подвижного элемента.

12. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что над верхним наливным отверстием (5) смонтирована дополнительная уплотнительная заслонка (12), которая может поворачиваться под нажимом выходного патрубка (4) с преодолением усилия пружины.

13. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.12, отличающийся тем, что верхняя крышка (6) выполнена в виде поворотной заслонки, которая может поворачиваться из закрытого состояния в открытое состояние с преодолением усилия затворной пружины (8), и блокировочные элементы (7) имеют верхнюю часть, которая при введении или соскальзывании свободной оконечности выходного патрубка (4) по поверхности скольжения (10) для снятия блокировки под действием выходного патрубка (4) соответствующего диаметра, и нижнюю часть, которая сцепляется с поворотной заслонкой, поворачивающейся внутрь, в направлении бака, и удерживает ее в закрытом состоянии, причем при оттеснении блокировочных элементов (7) упомянутое сцепление размыкается для снятия блокировки, и дополнительная уплотнительная заслонка (12) шарнирно соединена с подвижным элементом, и ее часть, прилежащая к шарниру, в запертом положении затворного механизма входит в фиксирующий паз (13), выполненный в отрезке трубы (1) или в детали, неподвижной относительно отрезка трубы (1).

14. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, причем автомобиль снабжен системой центральной блокировки, отличающийся тем, что блокировочный элемент дополнительно блокируется посредством системы центральной блокировки автомобиля таким образом, что блокировка блокировочного элемента снимается только при открытом положении центральной блокировки.

15. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что в отрезке трубы (1) смонтированы предохранительный и/или уравнительный клапаны, срабатывающие при повышении и понижении давления, с помощью которых повышенное или пониженное давление в топливном баке уравнивается путем шунтирования герметизирующего действия верхнего наливного отверстия (5) и/или нижней уплотнительной заслонки (2).

16. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.15, отличающийся тем, что нижняя уплотнительная заслонка (2) смонтирована с возможностью смещения в обоих направлениях по оси отрезка трубы (1) с преодолением усилия соответствующих клапанных пружин, причем смещение нижней уплотнительной заслонки (2) воздействует на соответствующую функцию предохранительного или уравнительного клапанов.

17. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.16, отличающийся тем, что вблизи верхнего наливного отверстия (5) и/или нижней уплотнительной заслонки (2) расположены два вида клапанов, причем первый клапан (19) открывается при смещении рабочего органа клапана в одном направлении вследствие повышения давления, а второй клапан (18) открывается при смещении рабочего органа клапана в другом направлении вследствие понижения давления.

18. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он выполнен как единое целое с патрубком системы топливоснабжения автомобиля.

19. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он может быть закреплен на патрубке топливного бака с помощью обычного крепления для крышки бака, в частности резьбового или байонетного соединения.

20. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.19, отличающийся тем, что он снабжен устройством для предотвращения съема, которое разъединяется только с помощью специального инструмента.

21. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.20, отличающийся тем, что устройство для предотвращения съема выполнено в виде упругих элементов, которые при надевании затворной камеры на патрубок топливного бака фиксируют определенную поверхность за счет упругого действия и тем самым блокируют съем камеры, причем упругие элементы можно захватить соответствующим инструментом и оттянуть для преодоления защиты от съема.

22. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.1, отличающийся тем, что над нижней уплотнительной заслонкой (2) предусмотрен водоотвод для удаления случайно попавшей или конденсирующей воды.

23. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака снабженного системой центральной блокировки автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он оборудован управляемым от центральной системы верхним блокировочным приспособлением, в частности, в виде блокировочного штифта (21), который в запертом состоянии может блокировать верхний бескрышечный затворный механизм (3) и посредством системы центральной блокировки может переводиться в открытое состояние, при котором верхний бескрышечный затворный механизм (3) может быть открыт путем введения выходного патрубка заправочного пистолета.

24. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака снабженного системой центральной блокировки автомобиля по п.1, отличающийся тем, что он снабжен управляемым от центральной системы нижним блокировочным приспособлением, в частности, в виде блокировочного штифта (21), который в запертом состоянии может блокировать нижнюю уплотнительную заслонку (2) и посредством системы центральной блокировки может переводиться в открытое состояние, при котором нижняя уплотнительная заслонка (2) может быть повернута под действием введенного выходного патрубка заправочного пистолета.

25. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.23, отличающийся тем, что блокировочное приспособление включается в сочетании с центральной системой блокировки в открытом и в закрытом состояниях.

26. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.23, отличающийся тем, что центральная система блокировки переключает блокировочное приспособление в закрытое состояние при работающем двигателе или ином устройстве, работа которого недопустима во время заправки, в частности, при работающем стороннем обогреве, и открытие наливного патрубка возможно только после выключения двигателя или иного устройства.

27. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля, снабженного датчиком аварийного состояния или датчиком динамики движения либо датчиком пробоя электроизоляции, причем упомянутый датчик при возникновении критического состояния передает сигнал тревоги на бортовую электронную систему, управляющую центральной системой блокировки, по п.22, отличающийся тем, что при наличии сигнала тревоги блокировочное приспособление запирается.

28. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля со стенками наливной камеры, в частности с отрезком трубы (1), верхним бескрышечным затворным механизмом (3) и нижней уплотнительной заслонкой (2), по п.1, отличающийся тем, что в стенках наливной камеры выполнена зона (20) планового разрушения, расположенная между верхним бескрышечным затворным механизмом (3) и нижней уплотнительной заслонкой.

29. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.28, отличающийся тем, что зона (20) планового разрушения выполнена в виде зоны с уменьшенной толщиной стенки.

30. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.29, отличающийся тем, что зона (20) планового разрушения выполнена в виде паза, охватывающего стенки камеры.

31. Бескрышечный затвор наливной горловины топливного бака автомобиля по п.30, отличающийся тем, что соединение образовано упругими фиксирующими элементами (22), расположенными между затворной камерой и трубкой патрубка (23), причем упругие фиксирующие элементы (22) при надевании затворной камеры на трубку патрубка (23) могут раздаваться в стороны, а в рабочем положении находятся в упругом зацеплении с фиксирующими закраинами (24), образуя соединение, и расположены так, что при приложении противоположного по направлению усилия они самозаклиниваются.