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Title:
DEVICE FOR CLAMPING A FILLING ADAPTER ON A FILLING PORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/046226
Kind Code:
A1
Abstract:
A filling adapter (1) for filling vehicles with a fuel. The filling adapter (1) is designed to cooperate with a filling port (2) of the circuit or tank to be filled. The problem addressed by the invention is that of providing an associated clamping device which can be clamped onto a filling port that has no contours for the engagement of clamping jaws or clamping cones. The aim of the invention is to achieve an at least equivalent sealing and clamping function as when conventional clamping jaws or clamping cones are used. In order to achieve this aim, the filling adapter (1) has a main part (3) with a through-opening (4) for the fuel to be filled, a clamping element (6) and a hydraulically or pneumatically or mechanically activated clamping piston (7, 8), wherein the clamping element (6) is actuated by the clamping piston (7, 8) in such a manner that it is clamped for the filling operation onto the filling port (2) of the circuit or tank to be filled, in the process brings about sealing and is held in this clamped position during the filling.

Inventors:
KÖHLER FELIX (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/000099
Publication Date:
March 30, 2023
Filing Date:
September 20, 2022
Export Citation:
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Assignee:
DUERR SOMAC GMBH (DE)
International Classes:
B67D7/04; B67D7/42; F16L17/10; F16L19/065; F16L37/62
Foreign References:
DE102016012635B32017-06-22
DE102019007352A12021-04-22
US6799614B12004-10-05
DE102007063487A12009-07-02
DE102015003623A12015-10-01
US20030226598A12003-12-11
DE102015001767A12016-08-11
DE102019007352A12021-04-22
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE FINDEISEN NEUMANN SCHEIT PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Spanneinrichtung für einen Befülladapter zur Befüllung von Fahrzeugen mit mindestens einem Betriebsstoff, der aus einer Befüllanlage über eine Verbindungsleitung und einen Befülladapter in Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist wird, wobei der Befülladapter ausgestaltet ist, um mit einem Befüllport des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters zusammenzuarbeiten, wobei der Befülladapter einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung für den zu befüllenden Betriebsstoff, ein Spannelement und einen hydraulisch oder pneumatisch oder mechanisch angesteuerten Spannkolben aufweist, wobei das Spannelement mit dem Spannkolben derart betätigt wird, dass es für den Befüllvorgang auf den Befüllport des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters gespannt wird, dabei eine Abdichtung bewirkt und während der Befüllung in dieser Spannposition gehalten wird.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung hohlzylinderförmige Spannkolben (7; 8), mindestens einen O-Ring (9), Zwischenringe (10; 11) und ein kreisringförmiges Spannelement (6) mit mindestens zwei, den Umfang unterbrechenden Schlitzen aufweist.

3. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei hohlzylinderförmige Spannkolben (7; 8) zueinander koaxial angeordnet sind und jeweils parallel zur Mittellängsachse (MLA) des Befülladapters (1) verlagert werden können.

4. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu den hohlzylinderförmigen Spannkolben (7; 8) ein Zwischenzylinder (14) angeordnet ist, der dazu ausgestaltet ist, die hohlzylinderförmigen Spannkolben (7; 8) voneinander zu trennen und eine Auflagefläche für den Befüllport (2) auszubilden.

5. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Zwischenring (10; 11), bezogen auf die Mittellängsachse (MLA) des Befülladapters (1), oberhalb des Spannelementes (6) und unterhalb des Spannelementes (6) angeordnet ist.

6. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenringe (10, 11) und das kreisringförmige Spannelement (6) an ihren miteinander in Wirkverbindung stehenden Abschnitten mit jeweils zueinander kongruenten Konturen ausgestaltet sind.

7. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannkolben (7) mit seiner inneren Mantelfläche entlang der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers (3) gleiten kann und auf seiner dem Befüllport (2) zugeordneten Stirnseite mit einer schrägen Stirnfläche ausgestaltet ist, wobei dieser erste Spannkolben (7) bei einer Lageänderung entlang der Mittellängsachse (MLA) in Richtung des Befüllports (2) mit seiner schrägen Stirnfläche den O-Ring (9) derart beaufschlagen kann, dass dessen Querschnittsfläche verändert wird.

8. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spannkolben (8) auf seiner dem Befüllport (2) zugeordneten Stirnseite mit einer rechtwinklig zur Mittellängsachse (MLA) verlaufenden Stirnfläche ausgestaltet ist, wobei der zweite Spannkolben (8) bei einer Lageänderung entlang der Mittellängsachse (MLA) in Richtung des Befüllports (2) mit seiner Stirnfläche den oberhalb vom Spannelement (6) angeordneten Zwischenring (10) derart beaufschlagen kann, dass dieser Zwischenring (10) in Richtung des Befüllports (2) verlagert wird und dabei über einen Konturabschnitt das Spannelement (6) derart beaufschlagen kann, dass das Spannelement (6) aus einer ersten Stellung radial nach innen in Richtung zur Mittellängsachse (MLA) in eine zweite Stellung gedrückt wird.

9. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Spannkolben (8) auf der dem Befüllport (2) zugeordneten Stirnseite ein Gegenhalter (16) zur Abstützung des unteren Zwischenringes (11) angeordnet ist.

10. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander gerichteten Mantelflächen vom ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben (7) und vom zweiten hohlzylinderförmigen Spannkolben (8) einen Abstand zueinander aufweisen, der mindestens der Wandstärke der Anschlussgeometrie des Befüllports (2) entspricht.

11. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Stirnfläche am ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben (7) ausgehend von der Kontur der äußeren Mantelfläche nach innen und unten zur Kontur der inneren Mantelfläche verläuft.

12. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenringe (10; 11) an ihrer dem Spannelement (6) zugeordneten Fläche jeweils eine schräge Kontur aufweisen, die kongruent ausgestaltet ist wie die schräg nach innen verlaufenden Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche des Spannelementes (6).

13. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kreisringförmige Spannelement (6) eine äußere Umfangsfläche aufweist, die ausgehend von einem mittleren und parallel zur Mittellängsachse (MLA) verlaufenden Abschnitt jeweils in einen schräg nach innen verlaufenden Abschnitt übergeht.

14. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kreisringförmige Spannelement (6) an seiner inneren Umfangsfläche eine umlaufende Kontur zur Abstützung eines Federringes (12) oder eines Elastomerelementes (15) aufweist.

15. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Kontur am kreisringförmigen Spannelement (6) als eine Nut oder als ein Steg ausgestaltet ist.

16. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des kreisringförmigen Spannelementes (6) ein Federring (12) oder ein Elastomerelement (15) umlaufend angeordnet sind.

17. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (15) an seiner dem kreisringförmigen Spannelement (6) gegenüberliegenden Außenfläche eine mäanderförmige Kontur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, in eine gewindeförmige Kontur am Befüllport (2) einzugreifen.

18. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (6) aus mehreren separaten Segmenten besteht, die in ihrer Gesamtheit eine kreisringförmige Kontur ausbilden.

19. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,

15 dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (9) auf der Mantelfläche des Grundkörpers (3) an einem Querschnittsübergang der Mantelfläche angeordnet ist.

20. Spanneinrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) des Befülladapters (1) auf seiner Mantelfläche eine umlaufende Stegkontur zur Abstützung des O-Ringes (9) aufweist.

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Description:
EINRICHTUNG ZUM SPANNEN EINES BEFÜLLADAPTER AUF EINEM BEFÜLLPORT

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für einen Befülladapter zur Befüllung von Fahrzeugen mit mindestens einem Betriebsstoff, der aus einer Befüllanlage über eine Verbindungsleitung und einen Befülladapter in Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist wird, wobei der Befülladapter ausgestaltet ist, um mit einem Befüllport des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters zusammenzuarbeiten.

In der Automobilindustrie werden neue Fahrzeuge an den Montagelinien der Hersteller mit verschiedenen Betriebsstoffen befüllt. Diese Betriebsstoffe (z.B. Kraftstoff, Kühlflüssigkeit und Kältemittel) werden in überwiegend automatisierten Prozessen ausgehend von einer Befüllanlage über Verbindungsleitungen und Befülladapter in die zu befüllenden Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist.

Die Befülladapter sind überwiegend mit mechanischen Spannelementen ausgestattet, die mit pneumatisch oder mechanisch betätigten Spannkolben in Wirkverbindung stehen. Für den Befüllvorgang werden die Spannelemente auf spezifisch ausgebildete Bauteilabschnitte (sog. Befüllport) der zu befüllenden Behälter gespannt. Die Spannelemente können gemäß DE 10 2007063487 A1 und DE 102015 003623 A1 als Spannklauen ausgeführt werden. Alternative Ausführungen sind aus US 2003 022 6598 A1 und DE 102015 001 767 A1 bekannt, bei denen die Spannelemente als Spannkugeln ausgestaltet sind.

Allerdings ergeben Spannklauen und Spannkugeln hohe mechanische Belastungen am jeweils zugeordneten Befüllport. Dies ist insbesondere relevant, sofern Spannelemente aus einem harten Werkstoff (z.B. Metall) auf einen Befüllport aus einem weichen Werkstoff (z.B. Aluminium oder Kunststoff) gespannt werden. Dabei können Oberflächendefekte am Befüllport entstehen. Deshalb werden zunehmend technische Lösungen angestrebt, die bei einer zumindest gleichbleibenden Spannsicherheit und Abdichtung geringere mechanische Belastungen der zugeordneten Befüllports ergeben. Dies ist grundsätzlich mit spezifischen Sonderspannelementen möglich, die allerdings einen erheblichen Aufwand erfordern und überwiegend einem hohen Verschleiß unterliegen.

Eine diesbezüglich weniger aufwändige Konstruktion ist aus DE 10 2019 007 352 A1 bekannt. Dabei wird anstelle von Spannklauen oder Spannkugeln ein Spannelement mit einer teilkreisringförmigen Kontur verwendet mit einem Querschnitt, der ausgehend von einer unteren und ebenen Grundfläche nach oben in zwei rechtwinklig zur Grundfläche angeordnete und zueinander parallel verlaufende Seitenflächen übergeht, die an ihrem zur Grundfläche entgegengesetzt angeordneten Endabschnitt jeweils in eine schräg nach oben und innen verlaufende Betätigungsfläche übergehen. Dieses Spannelement ist derart im Befülladapter angeordnet, dass der Spannkolben während seines Betätigungsweges mit spezifisch ausgestalteten Ablaufschrägen an verschiedenen Abschnitten des Spannelementes entlang gleitet und dessen Position derart ändert, dass eine gute Spannwirkung und Abdichtung erzielt werden. Dieses Spannelement ist vorzugsweise zur Befüllung von Fahrzeugklimaanlagen mit einem Kältemittel konzipiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spanneinrichtung für einen Befülladapter zu schaffen, der an einen Befüllport gespannt werden kann, der keine Konturen zum Eingriff von Spannklauen oder Spannkugeln aufweist. Dabei soll eine mindestens gleichwertige Abdicht- und Spannfunktion erreicht werden wie bei einer Verwendung von konventionellen Spannklauen oder Spannkugeln.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der Befülladapter einen Grundkörper mit einer Durchgangsöffnung für den zu befüllenden Betriebsstoff, ein Spannelement und einen hydraulisch oder pneumatisch oder mechanisch angesteuerten Spannkolben aufweist, wobei das Spannelement mit dem Spannkolben derart betätigt wird, dass es für den Befüllvorgang auf den Befüllport des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters gespannt wird, dabei eine Abdichtung bewirkt und während der Befüllung in dieser Spannposition gehalten wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Spanneinrichtung hohlzylinderförmige Spannkolben, mindestens einen O-Ring, Zwischenringe und ein kreisringförmiges Spannelement mit mindestens zwei, den Umfang unterbrechenden Schlitzen aufweist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens zwei hohlzylinderförmige Spannkolben zueinander koaxial angeordnet sind und jeweils parallel zur Mittellängsachse des Befülladapters verlagert werden können.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass koaxial zu den hohlzylinderförmigen Spannkolben ein Zwischenzylinder angeordnet ist, der dazu ausgestaltet ist, die hohlzylinderförmigen Spannkolben voneinander zu trennen und eine Auflagefläche für den Befüllport auszubilden.

Die Spanneinrichtung besteht somit im Wesentlichen aus mehreren koaxial angeordneten Spannkolben. Ein äußerer Kolben wird genutzt, um über Zwischenringe vorzugsweise mehrere Spannsegmente nach innen gegen den zu befüllenden Behälter zu drücken, wobei die Spannsegmente beim Entspannen wieder nach außen gedrückt werden. Ein innerer Kolben dient dem radialen Verpressen eines O-Ringes, um den Befülladapter zum Fahrzeugsystem abzudichten. Beide Kolben laufen ineinander, wodurch zum Spannen und Entspannen jeweils nur eine Steuerleitung notwendig ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der erste Spannkolben mit seiner inneren Mantelfläche entlang der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers gleiten kann und auf seiner dem Befüllport zugeordneten Stirnseite mit einer schrägen Stirnfläche ausgestaltet ist, wobei dieser erste Spannkolben bei einer Lageänderung entlang der Mittellängsachse in Richtung des Befüllports mit seiner schrägen Stirnfläche den O-Ring derart beaufschlagen kann, dass dessen Querschnittsfläche verändert wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Spannkolben auf seiner dem Befüllport zugeordneten Stirnseite mit einer rechtwinklig zur Mittellängsachse verlaufenden Stirnfläche ausgestaltet ist, wobei der zweite Spannkolben bei einer Lageänderung entlang der Mittellängsachse in Richtung des Befüllports mit seiner Stirnfläche den oberhalb vom Spannelement angeordneten Zwischenring derart beaufschlagen kann, dass dieser Zwischenring in Richtung des Befüllports verlagert wird und dabei über einen Konturabschnitt das Spannelement derart beaufschlagen kann, dass das Spannelement aus einer ersten Stellung radial nach innen in Richtung zur Mittellängsachse in eine zweite Stellung gedrückt wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass am zweiten Spannkolben auf der dem Befüllport zugeordneten Stirnseite ein Gegenhalter zur Abstützung eines unteren Zwischenringes angeordnet ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die zueinander gerichteten Mantelflächen vom ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben und vom zweiten hohlzylinderförmigen Spannkolben einen Abstand zueinander aufweisen, der mindestens der Wandstärke der Anschlussgeometrie des Befüllports entspricht. Somit ist eine sichere Positionierung des Befülladapters am zu befüllenden Kreislauf oder Behälter gewährleistet.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die schräge Stirnfläche am ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben ausgehend von der Kontur der äußeren Mantelfläche nach innen und unten zur Kontur der inneren Mantelfläche verläuft. Dadurch wird eine schräg verlaufende Anschlagfläche zum O-Ring geschaffen, der somit exakt lagefixiert beaufschlagt und in eine optimale Abdichtgeometrie zwischen dem Grundkörper des Befülladapters und dem Befüllport gedrückt werden kann. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass, bezogen auf die Mittellängsachse des Befülladapters, ein Zwischenring oberhalb des Spannelementes und ein Zwischenring unterhalb des Spannelementes angeordnet ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Zwischenringe und das kreisringförmige Spannelement an ihren miteinander in Wirkverbindung stehenden Abschnitten mit jeweils zueinander kongruenten Konturen ausgestaltet sind. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das kreisringförmige Spannelement eine äußere Umfangsfläche aufweist, die ausgehend von einem mittleren und parallel zur Mittellängsachse verlaufenden Abschnitt jeweils in einen schräg nach innen verlaufenden Abschnitt übergeht. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Zwischenringe an ihrer dem Spannelement zugeordneten Fläche jeweils eine schräge Kontur aufweisen, die kongruent ausgestaltet ist wie die schräg nach innen verlaufenden Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche des Spannelementes. Die somit schräg verlaufenden Betätigungsflächen an Zwischenring und Spannelement bewirken ein sanftes Aufgleiten des oberen Zwischenringes und eine wirksame Auslenkung des Spannelementes radial nach innen, so dass eine sehr gute Spannwirkung erzielt wird. Dabei unterstützt der unterhalb von Spannelement angeordnete Zwischenring zusätzlich die Auslenk- und Spannposition für das Spannelement.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das kreisringförmige Spannelement an seiner inneren Umfangsfläche eine umlaufende Kontur zur Abstützung eines Federringes oder eines Elastomerelementes aufweist, die gemäß einer weiteren Ausgestaltung alternativ als eine Nut oder als ein Steg ausgestaltet ist und wobei an der Innenseite des kreisringförmigen Spannelementes ein Federring oder ein Elastomerelement umlaufend angeordnet sind. Somit wird stets eine Wirkverbindung zwischen dem Federring bzw. dem Elastomerelement und dem kreisringförmigen Spannelement erreicht, so dass das Spannelement selbsttätig in die ungespannte Stellung zurückbewegt wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Elastomerelement an seiner dem kreisringförmigen Spannelement gegenüberliegenden Außenfläche eine mäanderförmige Kontur aufweist, die dazu ausgestaltet ist, in eine gewindeförmige Kontur am Befüllport einzugreifen. Somit kann die Spanneinrichtung auch für einen Befüllport mit Gewindeanschluss verwendet werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Spannelement aus mehreren separaten Segmenten besteht, die in ihrer Gesamtheit eine kreisringförmige Kontur ausbilden. Somit kann die Spannwirkung sehr spezifisch für unterschiedliche Einsatzbedingungen modifiziert werden. Auch bei Verwendung von mehreren Segmenten wird eine Wirkverbindung von Federring bzw. Elastomerelement und Spannelement erreicht, so dass die Segmente wieder selbsttätig in die ungespannte Stellung zurückbewegt werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der O-Ring auf der Mantelfläche des Grundkörpers an einem Querschnittsübergang der Mantelfläche angeordnet ist. Eine diesbezüglich weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Grundkörper des Befülladapters auf der Mantelfläche eine umlaufende Stegkontur zur Abstützung des O-Ringes aufweist. Somit wird eine exakte Anordnung und eine stabile Gegenfläche für den O-Ring erreicht, der zum Abdichten vom ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben beaufschlagt wird.

Mit den erfindungsgemäßen technischen Merkmalen wird eine Spanneinrichtung für einen Befülladapter geschaffen, die durch Verwendung von Spannelementen mit kreisringförmiger Kontur eine kleinere Bauhöhe erfordert als Konstruktionen mit Spannklauen oder mit Spannkugeln und die weniger aufwändig ist als Lösungen mit spezifisch ausgeführten Sonderspannelementen. Diese Spanneinrichtung kann insbesondere an einen Befüllport gespannt werden, der keine Konturen zum Eingriff von Spannklauen oder Spannkugeln aufweist, sondern ebene oder mit einem Gewindeprofil ausgestaltete Kontaktflächen. Durch den Verzicht auf Sonderspannelemente, Spannkugeln und Spannklauen reduziert sich der Aufwand für Fertigung, Montage und Wartung derart ausgestatteter Spanneinrichtungen bei einer mindestens gleichwertigen Abdicht- und Spannfunktion.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer ersten Ausführung eines Befülladapters mit Spanneinrichtung im entspannten Zustand

Fig. 2 den Befülladapter gemäß Fig. 1 mit Spanneinrichtung im gespannten Zustand

Fig. 3 eine Teilansicht einer zweiten Ausführung eines Befülladapters mit Spanneinrichtung im entspannten Zustand

Fig. 4 den Befülladapter gemäß Fig. 3 mit Spanneinrichtung im gespannten Zustand

Fig. 5 eine Teilansicht einer dritten Ausführung eines Befülladapters mit Spanneinrichtung im entspannten Zustand

Fig. 6 den Befülladapter gemäß Fig. 5 mit Spanneinrichtung im gespannten Zustand

Fig. 7 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Spannelement in perspektivischer Ansicht

Fig. 8 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Spannelement zur Aufnahme eines

Elastomerelementes in perspektivischer Ansicht Fig. 9 das Spannelement gemäß Fig. 8 mit eingelegtem Elastomerelement

Der in der Zeichnung dargestellte Befülladapter 1 ist so ausgestaltet, dass er mit einem Befüllport 2 eines zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters eines Fahrzeuges (nicht dargestellt) in Verbindung gebracht werden kann. Der Befülladapter 1 weist einen Grundkörper 3 auf, in dem eine Durchgangsöffnung 4 für den Betriebsstoff und eine Belüftungsleitung 5 ausgestaltet sind. Weiterhin sind ein Spannelement 6 und mindestens ein hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch angesteuerter Spannkolben vorhanden.

Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung weist nicht lediglich einen Spannkolben auf, sondern mehrere hohlzylinderförmige Spannkolben. Zwei derartige Spannkolben 7 und 8 sind zueinander koaxial angeordnet und können jeweils parallel zur Mittellängsachse MLA des Befülladapters 1 verlagert werden.

Die zueinander gerichteten Mantelflächen vom ersten hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und vom zweiten hohlzylinderförmigen Spannkolben 8 weisen einen Abstand zueinander auf, der mindestens der Wandstärke der Anschlussgeometrie des Befüllports 2 entspricht.

Die Spanneinrichtung umfasst weiterhin mindestens einen O-Ring 9. Dieser O-Ring 9 ist auf der Mantelfläche des Grundkörpers 3 an einem Querschnittsübergang der Mantelfläche angeordnet. Dieser Querschnittsübergang wird beispielsweise durch eine umlaufende Stegkontur gebildet, auf welcher der O-Ring 9 abgestützt ist.

Die Spanneinrichtung umfasst weiterhin Zwischenringe, wobei bei den dargestellten Ausführungsbeispielen zwei derartige Zwischenringe 10 und 11 vorgesehen sind. Bezogen auf die Mittellängsachse MI_A des Befülladapters 1 ist ein Zwischenring 10 oberhalb vom Spannelement 6 angeordnet und ein Zwischenring 11 unterhalb vom Spannelement 6.

Das Spannelement 6 weist eine kreisringförmige Kontur auf, deren geschlossener Umfang durch mindestens zwei Schlitze unterbrochen ist. Durch eine derartige Unterbrechung ist es möglich, dass das Spannelement 6 unterschiedliche Durchmesser einnehmen kann, die für einen Wechsel zwischen einer ungespannten und einer gespannten Position notwendig sind.

Die beiden Zwischenringe 10 und 11 sowie das kreisringförmige Spannelement 6 sind an ihren miteinander in Wirkverbindung stehenden Abschnitten mit zueinander kongruenten Konturen ausgestaltet. Der grundsätzliche Aufbau eines Spannelementes 6 ist aus Fig. 7 ersichtlich. Demzufolge bilden mehrere separate Segmente in ihrer Gesamtheit eine kreisringförmige Kontur aus, so dass ein Spannring 6 gebildet wird. Die konkrete Anzahl der Segmente wird in Abhängigkeit der jeweils konkreten Einbauverhältnisse ausgewählt. Unabhängig von der konkreten Anzahl verbleibt zwischen benachbarten Segmenten jeweils ein kleiner Schlitz, so dass das Spannelement 6 unterschiedliche Durchmesser für einen Wechsel zwischen einer ungespannten und einer gespannten Position einnehmen kann. Das kreisringförmige Spannelement 6 weist - unabhängig davon, ob es als ein einziges Bauteil ausgeführt oder aus mehreren Segmenten zusammengefügt ist - eine äußere Umfangsfläche auf, die ausgehend von einem mittleren und parallel zur Mittellängsachse MLA verlaufenden Abschnit jeweils in einen schräg nach innen verlaufenden Abschnitt übergeht.

Bei der in Fig. 8 und Fig. 9 beispielhaft gezeigten Ausführung weist der Spannring 6 acht einzelne Segmente auf, die immer abwechselnd unterschiedlich ausgeführt sind. Nur jedes zweite Segment weist eine Kontur zur Aufnahme eines ringförmigen Elastomerelementes 15 auf. Die anderen vier Segmente sind größer ausgespart, um genügend freien Bauraum für eine Verformung des ringförmigen Elastomerelementes 15 zu erreichen. Alternativ können anstelle einer durchgehenden Ringstruktur mit Schlitzen auch einzelne Elastomersegmente zu einer Kreisringstruktur zusammengefügt werden. Dies ist jedoch fertigungstechnisch sehr anspruchsvoll.

Die Zwischenringe 10 und 11 weisen an ihrer dem Spannelement 6 zugeordneten Fläche jeweils eine schräge Kontur auf, die kongruent ausgestaltet ist wie die schräg nach innen verlaufenden Abschnitte an der äußeren Umfangsfläche des Spannelementes 6.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Spanneinrichtung umfasst weiterhin einen Federring 12. Dieser Federring 12 ist an der Innenseite vom Spannelement 6 umlaufend angeordnet und drückt das Spannelement 6 bezogen auf die Ausrichtung der Mittellängsachse MLA radial nach außen. Das kreisringförmige Spannelement 6 weist an seiner inneren Umfangsfläche eine umlaufende Kontur zur Abstützung des Federringes 12 auf. Diese umlaufende Kontur ist vorzugsweise als eine Nut oder als ein Steg ausgestaltet.

Nachfolgend wird der Funktionsablauf einer Spanneinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben:

Die Spanneinrichtung befindet sich zunächst in einer entspannten Position gemäß Fig. 1.

Nunmehr werden die hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 über eine Steuerleitung mit Druck beaufschlagt und bewegen sich jeweils in Richtung zum Befüllport 2, in der Zeichnung also von oben nach unten.

Der erste Spannkolben 7 gleitet während dieser Lageänderung entlang der Mittellängsachse MLA in Richtung des Befüllports 2 mit seiner inneren Mantelfläche auf der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers 3 des Befülladapters 1 nach unten. Dabei trifft die schräge Stirnfläche des Spannkolbens 7 auf den O-Ring 9 und beaufschlagt diesen O-Ring 9 zunehmend, so dass sich dessen Querschnittsfläche verändert. Dieser Zustand ist aus Fig. 2 ersichtlich und bewirkt eine wirksame Abdichtung zwischen dem Grundkörper 3 und der Innenfläche des Befüllports 2.

Der zweite Spannkolben 8 trifft während der Lageänderung in Richtung des Befüllports 2 mit seiner rechtwinklig zur Mittellängsachse MLA verlaufenden Stirnfläche auf den oberhalb vom Spannelement 6 angeordneten Zwischenring 10. Dadurch wird dieser Zwischenring 10 ebenfalls nach unten in Richtung des Befüllports 2 verlagert und beaufschlagt über einen Konturabschnitt zunehmend das Spannelement 6. Da unterhalb vom Spannelement 6 der weitere Zwischenring 11 angeordnet ist, kann das Spannelement 6 nicht in diese Richtung ausweichen. Demzufolge wird es über die an den Zwischenringen 10 und 11 sowie am Spannring 6 selbst ausgestalteten schrägen Konturabschnitte radial in Richtung zur Mittellängsachse MLA verschoben und verändert infolge der geschlitzten Ausführung bei einteiliger Ausgestaltung und infolge der kleinen Abstände bei segmentweiser Ausgestaltung seinen Durchmesser. Somit wird das Spannelement 6 aus einer ersten Stellung radial nach innen in eine zweite Stellung gedrückt. Dieser Zustand ist ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich und bewirkt eine wirksame Spannwirkung zwischen dem Befülladapter 1 und der Außenfläche des Befüllports 2. Das Spannelement 6 ist somit für den Befüllvorgang auf den Befüllport 2 des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters gespannt, bewirkt dabei eine Abdichtung und wird während der Befüllung in dieser Spannposition gehalten.

Nach Abschluss der Befüllung, bei welcher der jeweils zu befüllende Betriebsstoff durch die Durchgangsöffnung 4 im Grundkörper 3 des Befülladapters 1 zugeführt worden ist, werden die hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 über die Steuerleitung wieder vom Druck entlastet. Somit bewegen sich die Spannkolben 7 und 8 vom Befüllport 2 weg nach oben, der O-Ring 9 geht in eine kreisförmige Querschnittsfläche zurück, das Spannelement 6 wird vom Federring 12 radial nach außen gedrückt und der obere Zwischenring 10 bewegt sich nach oben. Im gesamten Bewegungsablauf wirkt das Gehäuse 13 funktionell als ein Gegenlager, so dass stets eine wirksame Abstützung der jeweils zu verlagernden Bauteile gewährleistet ist. Abschließend ist wieder eine entspannte Position gemäß Fig. 1 erreicht und der Befülladapter ist für einen neuen Befüllvorgang verfügbar.

Nachfolgend wird der Funktionsablauf einer Spanneinrichtung gemäß Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben:

Das Wirkprinzip ist hierbei ähnlich wie bei der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführung. Durch einen zusätzlichen Zwischenzylinder 14 und ein Elastomerelement 15, das als Alternative zum Federring 12 verwendet wird, ergeben sich allerdings funktionelle Unterschiede:

Die Spanneinrichtung befindet sich zunächst in einer entspannten Position gemäß Fig. 3. Nunmehr werden die hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 über eine Steuerleitung mit Druck beaufschlagt und bewegen sich jeweils in Richtung zum Befüllport 2, in der Zeichnung also von oben nach unten.

Zwischen den zwei hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 ist koaxial zu diesen ein Zwischenzylinder 14 angeordnet. Dieser Zwischenzylinder 14 trennt die hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 und bildet mit seinem unteren Abschnitt eine Auflagefläche für den Befüllport 2 aus.

Der erste Spannkolben 7 gleitet während dieser Lageänderung entlang der Mittellängsachse MLA in Richtung des Befüllports 2 mit seiner inneren Mantelfläche auf der äußeren Mantelfläche des Grundkörpers 3 des Befülladapters 1 nach unten. Dabei trifft die schräge Stirnfläche des Spannkolbens 7 auf den O-Ring 9 und beaufschlagt diesen zunehmend, so dass sich dessen Querschnittsfläche verändert. Dieser Zustand ist aus Fig. 4 ersichtlich und bewirkt eine wirksame Abdichtung zwischen dem Grundkörper 3 und der Innenfläche des Befüllports 2.

Der zweite Spannkolben 8 trifft während der Lageänderung in Richtung des Befüllports 2 mit seiner rechtwinklig zur Mittellängsachse MLA verlaufenden Stirnfläche auf den oberhalb vom Spannelement 6 angeordneten Zwischenring 10. Dadurch wird dieser Zwischenring 10 ebenfalls nach unten in Richtung des Befüllports 2 verlagert und beaufschlagt über einen Konturabschnitt zunehmend das als Spannring ausgestaltete Spannelement 6. Da unterhalb vom Spannring 6 der weitere Zwischenring 11 angeordnet ist, der am Gehäuse 13 abgestützt ist, kann der Spannring 6 nicht in diese Richtung ausweichen. Demzufolge wird er über die an den Zwischenringen 10 und 11 sowie am Spannring 6 selbst ausgestalteten schrägen Konturabschnitte radial in Richtung zur Mittellängsachse MLA verschoben und verändert infolge der geschlitzten Ausführung bei einteiliger Ausgestaltung und infolge der kleinen Abstände bei segmentweiser Ausgestaltung seinen Durchmesser. Somit wird der Spannring 6 aus einer ersten Stellung radial nach innen in eine zweite Stellung gedrückt. Der über eine entsprechende Kontur mit dem Spannring 6 verbundene Elastomerring 15 (siehe Fig. 8) wird infolgedessen ebenfalls verformt. Dieser Zustand ist aus Fig. 4 ersichtlich und bewirkt eine wirksame Spannwirkung zwischen dem Befülladapter 1 und der Außenfläche des Befüllports 2. Der Spannring 6 mit dem Elastomerring 15 ist somit für den Befüllvorgang auf den Befüllport

2 des zu befüllenden Kreislaufs oder Behälters gespannt und wird während der Befüllung in dieser Spannposition gehalten.

Nach Abschluss der Befüllung, bei welcher der jeweils zu befüllende Betriebsstoff durch die Durchgangsöffnung 4 im Grundkörper 3 des Befülladapters 1 zugeführt worden ist, werden die hohlzylinderförmigen Spannkolben 7 und 8 über die Steuerleitung wieder vom Druck entlastet. Somit bewegen sich die Spannkolben 7 und 8 vom Befüllport 2 weg nach oben, der O-Ring 9 geht in eine kreisförmige Querschnittsfläche zurück, das Spannelement 6 wird vom Elastomerelement 15 radial nach außen gedrückt und der obere Zwischenring 10 bewegt sich nach oben. Im gesamten Bewegungsablauf wirkt das Gehäuse 13 funktionell als ein Gegenlager, so dass stets eine wirksame Abstützung der jeweils zu verlagernden Bauteile gewährleistet ist. Der Zwischenzylinder 14 fungiert als Trennung der beiden Kolben, sowie als Auflagefläche am Befüllport 2. Abschließend ist wieder eine entspannte Position gemäß Fig.

3 erreicht und der Befülladapter ist für einen neuen Befüllvorgang verfügbar.

Nachfolgend wird der Funktionsablauf einer Spanneinrichtung gemäß Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben:

Das Wirkprinzip ist hierbei ähnlich wie bei der in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Ausführung mit dem Unterschied, dass die Wirkrichtung des Spannkolbens 8 nun nach oben gerichtet ist. Der Spannkolben 8 wird bei dieser Ausführung mittels Druckluft entlang der Mittellängsachse MLA nach oben gedrückt und nimmt dabei einen Gegenhalter 16 mit, wodurch der Zwischenring 11 nach oben gedrückt wird. Demzufolge wird das als Spannring ausgestaltete Spannelement 6 über die an den Zwischenringen 10 und 11 sowie am Spannring 6 selbst ausgestalteten schrägen Konturabschnitte radial in Richtung zur Mittellängsachse MLA verschoben und verändert infolge der geschlitzten Ausführung bei einteiliger Ausgestaltung und infolge der kleinen Abstände bei segmentweiser Ausgestaltung seinen Durchmesser. Somit wird das Spannelement 6 aus einer ersten Stellung radial nach innen in eine zweite Stellung gedrückt. Der über eine entsprechende Kontur mit dem Spannring verbundene Elastomerring 15 wird infolgedessen ebenfalls verformt. Diese Variante bedingt durch die Verformung des Elastomerringes 15 etwas mehr Verformungsweg.

Bezugszeichenliste

1 Befülladapter Befüllport

3 Grundkörper Durchgangsöffnung

5 Belüftungsleitung Spannelement / Spannring

7 hohlzylinderförmiger Spannkolben / innen

8 hohlzylinderförmiger Spannkolben / außen

9 O-Ring

10 Zwischenring / oben

11 Zwischenring / unten

12 Federring

13 Gehäuse

14 Zwischenzylinder

15 Elastomerelement

16 Gegenhalter

MLA Mittellängsachse