Die Erfindung betrifft eine Schnellwechseleinrichtung für einen Fülladapter zur Befüllung von Fahrzeugen an Montagelinien der Automobilindustrie, an denen Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge mit Betriebsstoffen befüllt werden, die ausgehend von einer Füllanlage über Schlauchpakete mit pneumatischen und hydraulischen Leitungen sowie einen Fülladapter in die entsprechenden Kreisläufe und Behälter eingespeist werden, wobei an der Trennstelle vom Schlauchpaket zur Füllanlage eine separate Anschlussplatte angeordnet ist, an der alle pneumatischen und hydraulischen Leitungen angeschlossen sind, die über Bohrungen und Dichtungen mit der Füllanlage verbunden werden, wobei als funktionelles Gegenstück zur Anschlussplatte an der Füllanlage ein Anschlussblock ausgestaltet ist und wobei die Anschlussplatte und der Anschlussblock ein kongruentes Bohrbild aufweisen, so dass im Montagezustand im Verbindungsbereich von Anschlussplatte und Anschlussblock konturgleiche Strömungspfade ausgebildet sind.

Bei der Fahrzeugfertigung müssen an Montagelinien der Automobilindustrie Kreisläufe, Behälter und ähnliche Baugruppen der Fahrzeuge erstmals mit Betriebsstoffen befüllt werden. Die Betriebsstoffe, beispielsweise Kraftstoff, Bremsflüssigkeit, Kühlflüssigkeit oder Kältemittel, werden in weitgehend automatisierten Prozessen ausgehend von einer Füllanlage über Schlauchpakete mit einer Vielzahl von pneumatischen und hydraulischen Leitungen sowie Fülladapter in die entsprechenden Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist. Die Fülladapter werden manuell durch Werker oder automatisch durch Roboter am Fahrzeug an entsprechende Schnittstellen adaptiert. Das Prinzip solcher Montagelinien ist beispielsweise aus US 2003 016 4200 A1 bekannt.

Da sich die Betriebsstoffe in Abhängigkeit der jeweils konkret zu befüllenden Fahrzeugtypen teilweise unterscheiden, müssen die Fülladapter bei Bedarf ausgetauscht werden. Für den Austausch der Fülladapter wird an der Trennstelle vom Schlauchpaket zur Füllanlage vorzugsweise eine separate Anschlussplatte angeordnet. An dieser Anschlussplatte sind alle pneumatischen und hydraulischen Leitungen angeschlossen, die über Bohrungen und Dichtungen mit der Füllanlage verbunden werden. Als funktionelles Gegenstück zur Anschlussplatte ist an der Füllanlage ein Anschlussblock vorgesehen. Die Anschlussplatte und der Anschlussblock weisen ein kongruentes Bohrbild auf, so dass im montierten Zustand im Verbindungsbereich dieser Baugruppen konturgleiche Strömungspfade ausgebildet werden.

Die Befestigung der Anschlussplatte am Anschlussblock kann in einfacher Weise über eine Schraubverbindung erfolgen. Da ein Wechsel der Fülladapter jedoch oftmals unmittelbar im Fertigungsablauf und somit zwangsläufig unter Zeitdruck notwendig ist, ergibt eine derartige Schraubverbindung wegen der zum Lösen bzw. Verbinden erforderlichen Zeit zwangsläufig Nachteile. Dies hat dazu geführt, dass für die Befestigung der Anschlussplatte am Anschlussblock anstelle von Schraubverbindungen zunehmend Schnellwechseleinrichtungen verwendet werden.

Für die Ausgestaltung derartiger Schnellwechseleinrichtungen sind technische Lösungen geeignet, bei denen eine Baugruppe temporär mit einer anderen Baugruppe verspannt werden muss. Diesbezügliche Spanneinrichtungen sind aus dem Werkzeugbau bekannt und werden beispielsweise in DE 10 2005 043 751 A1 beschrieben. Dieser grundlegende Lösungsansatz wird bisher auch für Schnellwechseleinrichtungen zur Befestigung der Anschlussplatte am Anschlussblock eingesetzt. Die Befestigung der Anschlussplatte am Anschlussblock erfolgt dabei über zwei Spannelemente und zwei Einzugsnippel, die jeweils mit manuell betätigbaren Handhebeln in Wirkverbindung stehen. Durch Schwenkbewegung der Handhebel werden die Einzugsnippel in das Spannelement eingezogen. Dadurch werden die Dichtungen zusammengepresst und die Anschlussplatte wird am Anschlussblock lagefest fixiert.

Derartige Schnellwechseleinrichtungen haben sich grundsätzlich bewährt und gewährleisten eine funktionssichere Verbindung von Anschlussplatte und Anschlussblock. Nachteilig ist allerdings, dass es sich um vollständig manuelle Lösungen handelt. Der Werker muss für den Wechsel eines Fülladapters beide Spannelemente händisch lösen und den Fülladapter abnehmen. Ein automatisches Entspannen des Fülladapters ist somit nicht möglich. Weiterhin ergeben die zwei voneinander unabhängig wirkenden Spannelemente bei nicht synchroner Betätigung der Handhebel häufig ein Verkanten der Anschlussplatte, so dass die Funktionssicherheit der gesamten Befüllung beeinträchtigt werden kann. Außerdem muss der Hersteller einer diesbezüglichen Befüllanlage die Spannelemente bisher als separate und kostenintensive Baugruppen von anderen Herstellern beziehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnellwechseleinrichtung für einen Fülladapter zu schaffen, die eine automatische Verspannung von Anschlussplatte und Anschlussblock ermöglicht und die in eine dieser beiden Baugruppen baulich integriert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der Anschlussblock entlang der Mittellängsachse eine durchgehende Kanalstruktur aufweist, in der eine Zugstange angeordnet ist und indem am Anschlussblock an der zur Anschlussplatte gegenüberliegenden Stirnseite eine Baugruppe mit einem Pneumatikzylinder angeordnet ist, wobei die Zugstange in der Kanalstruktur auf einem Abschnitt ihrer axialen Erstreckung von einem Federpaket umschlossen ist, das an seinen beiden stirnseitigen Endabschnitten mit jeweils einem Befestigungselement an der Zugstange lagefixiert abgestützt ist, wobei der Pneumatikzylinder eine Kolbenfläche aufweist, mit der die obere Stirnseite der Zugstange beaufschlagbar ist, wobei die Zugstange an ihrem dem Pneumatikzylinder gegenüberliegenden Endabschnitt eine Aufnahmegeometrie in Form einer Zylinderschraube aufweist und wobei die Anschlussplatte eine Aufnahmegeometrie in Form eines Langloches derart aufweist, dass die Anschlussplatte an der Zugstange einhängbar ist, indem diese Aufnahmegeometrie bezogen auf die Längsachse der Zugstange von einem Abschnitt mit einem ersten offenen Querschnitt in Form der an der Zugstange als Zylinderschraube ausgebildeten Aufnahmegeometrie in radialer Richtung in einen Abschnitt mit einem zweiten offenen Querschnitt übergeht, der eine schmalere Konturöffnung als der erste offene Querschnitt sowie einen Hinterschnitt aufweist und wobei der innere Bauraum vom Hinterschnitt eine Kontur in Form der an der Zugstange ausgebildeten Zylinderschraube aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren technische Merkmale in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Schnellwechseleinrichtung für einen Fülladapter ist demzufolge ein im Anschlussblock zentral angeordnetes Federpaket, durch dessen Wirkverbindung mit weiteren Bauteilen eine exakte Fixierung der Anschlussplatte bzw. des Schlauchpaketes am Anschlussblock sowie eine funktionssichere Verpressung der Dichtungen erreicht werden.

Dadurch ergeben sich Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. So kann nunmehr der Austausch eines Fülladapters automatisch vorbereitet und ohne separat notwendige Werkzeuge durchgeführt werden. Durch die Federwirkung wird auch im ausgeschalteten Zustand bei einer unterbrochen Strom- und/oder Druckluftversorgung eine Abdichtung zwischen Anschlussblock und Anschlussplatte sichergestellt.

Die erfindungsgemäße Schnellwechseleinrichtung ist sowohl für die erstmalige Ausrüstung einer Befüllanlage beim Hersteller als auch für eine spätere Nachrüstung beim Anwender geeignet. Dabei kann die Schnellwechseleinrichtung für eine Befüllung von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Betriebsstoffen eingesetzt werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau der Schnellwechseleinrichtung in Schnittdarstellung

Fig. 2 das Einführen der Zugstange in die Anschlussplatte in einer ersten Position Fig. 3 das Einführen der Zugstange in die Anschlussplatte in einer zweiten Position

Fig. 4 das Einführen der Zugstange in die Anschlussplatte in einer dritten Position

Die in der Zeichnung dargestellte Schnellwechseleinrichtung ist für einen hier nicht näher dargestellten Fülladapter zur Befüllung von Fahrzeugen an Montagelinien der Automobilindustrie konzipiert, an denen Kreisläufe, Behälter und ähnliche Baugruppen der Fahrzeuge mit jeweils unterschiedlichen Betriebsstoffen befüllt werden. Diese Betriebsstoffe (Kraftstoff, Bremsflüssigkeit, Kühlflüssigkeit, Kältemittel usw.) werden ausgehend von einer Füllanlage über Schlauchpakete mit einer Vielzahl von pneumatischen und hydraulischen Leitungen sowie den Fülladapter in die entsprechenden Kreisläufe und Behälter eingespeist.

An der Trennstelle vom Schlauchpaket zur Füllanlage ist eine separate Anschlussplatte 2 angeordnet, an der alle pneumatischen und hydraulischen Leitungen angeschlossen sind, die über Bohrungen und Dichtungen mit der Füllanlage verbunden werden. Als funktionelles Gegenstück zur Anschlussplatte 2 ist an der Füllanlage ein Anschlussblock 1 ausgestaltet. Die Anschlussplatte 2 und der Anschlussblock 1 weisen ein kongruentes Bohrbild auf, so dass im Montagezustand im Verbindungsbereich von Anschlussplatte 2 und Anschlussblock 1 konturgleiche Strömungspfade ausgebildet sind.

Ein derartiger Aufbau ist grundsätzlich bekannt, so dass auf nähere Erläuterungen verzichtet werden kann. Wesentlich im vorliegenden Sachverhalt ist jedoch die konkrete konstruktive Ausgestaltung.

Gemäß Fig. 1 weist der Anschlussblock 1 entlang der Mittellängsachse eine durchgehende Kanalstruktur 6 auf. Im Innenraum der Kanalstruktur 6 ist eine Zugstange 3 angeordnet. Am Anschlussblock 1 ist an der zur Anschlussplatte 2 gegenüberliegenden Stirnseite eine Baugruppe 5 mit einem Pneumatikzylinder 7 angeordnet. Der Pneumatikzylinder 7 weist eine Kolbenfläche auf, mit der die obere Stirnseite der Zugstange 3 beaufschlagbar ist.

Die Zugstange 3 ist auf einem Abschnitt ihrer axialen Erstreckung von einem Federpaket 4 umschlossen. Das Federpaket 4 ist an seinen beiden stirnseitigen Endabschnitten mit jeweils einem Befestigungselement 8 lagefixiert an der Zugstange 3 abgestützt. Vorzugsweise werden hierfür jeweils eine auf jeder Stirnseite des Federpaketes 4 aufliegende Scheibe oder Buchse und eine auf einem Gewindeabschnitt der Zugstange 3 bewegbare Schraube verwendet. Alternativ ist eine Ausführung mit jeweils einer auf jeder Stirnseite des Federpaketes 4 aufliegenden Scheibe oder Buchse und einen in einer radial verlaufenden Bohrung der Zugstange 3 abstützbaren Splint möglich. Die Befestigungselemente 8 können jedoch auch andersartig ausgeführt werden.

Die Zugstange 3 weist an ihrem dem Pneumatikzylinder 7 gegenüberliegenden Endabschnitt eine Aufnahmegeometrie 11 in Form einer Zylinderschraube auf, die aus Fig. 2 und Fig. 3 in vergrößerter Darstellung ersichtlich ist.

Die Anschlussplatte 2 weist eine Aufnahmegeometrie 9 auf, deren Aufbau primär aus Fig. 2 ersichtlich ist. Diese Aufnahmegeometrie 9 ist so ausgestaltet, dass die Anschlussplatte 2 an der Zugstange 3 einhängbar ist. Hierfür ist die Aufnahmegeometrie 9 in Form eines Langloches ausgestaltet und weist - bezogen auf die Längsachse der Zugstange 3 - einen Abschnitt “A“ mit einem ersten offenen Querschnitt in Form der an der Zugstange 3 ausgebildeten Zylinderschraube 11 auf. Der Abschnitt “A“ geht in radialer Richtung in einen Abschnitt “B“ mit einem zweiten offenen Querschnitt über. Der Abschnitt “B“ weist eine schmalere Konturöffnung auf als der erste offene Querschnitt im Abschnitt “A“. Außerdem weist der Abschnitt “B“ einen Hinterschnitt auf. Der innere Bauraum vom Hinterschnitt weist eine Kontur auf in Form der an der Zugstange 3 ausgebildeten Zylinderschraube 11 .

Durch diese geometrischen Ausgestaltungen der Aufnahmegeometrien 9 und 11 kann die Anschlussplatte 2 an der Zugstange 3 eingehängt werden. Demzufolge kann über die Zugstange 3 eine kraftschlüssige Verbindung von Anschlussplatte 2 und Anschlussblock 1 erreicht werden,

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Anschlussblock 1 und die Anschlussplatte 2 jeweils mindestens einen zueinander kongruenten und miteinander in Wirkverbindung bringbaren stufenförmigen Bauteilabschnitt 10 aufweisen. Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführung können auch zwei solche Bauteilabschnitte 10 vorgesehen werden. Somit wird zusätzlich zur kraftschlüssigen Verbindung über die Zugstange 3 eine formschlüssige Verbindung über die Bauteilabschnitte 10 erreicht, so dass eine exakte Lagefixierung von Anschlussblock 1 und Anschlussplatte 2 gewährleistet ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Schnellwechseleinrichtung hat folgenden Funktionsablauf:

Fig. 2 zeigt die Baugruppen im gelösten Zustand von Anschlussblock 1 mit der als Zylinderschraube ausgestalteten Aufnahmegeometrie 11 und Anschlussplatte 2 mit der als Langloch ausgestalteten Aufnahmegeometrie 9. Um die Anschlussplate 2 mitsamt dem Schlauchpaket am Anschlussblock 1 zu montieren, muss zunächst das Federpaket 4 vorgespannt werden. Dazu drückt der Pneumatikzylinder 7 von oben auf die Zugstange 3 und komprimiert das Federpaket 4. Die im unteren Bereich der Zugstange 3 ausgestaltete Aufnahmegeometrie 11 in Form einer Zylinderschraube wird beim Komprimieren des Federpaketes 4 nach unten bewegt, siehe Fig. 3. Mittels der speziellen Aufnahmegeometrie 9 an der Anschlussplate 2 ist ein Einhängen dieser Anschlussplatte 2 an der Zugstange 3 möglich.

Sobald die Anschlussplatte 2 gemäß Fig. 4 an der Zugstange 3 eingehängt ist, wird der Pneumatikzylinder 7 wieder zurückgefahren und das Federpaket 4 kann sich ein Stück entspannen. Dabei wird die Zugstange 3 nach oben gezogen und nimmt gleichzeitig die Anschlussplatte 2 mit nach oben. Sobald die Anschlussplatte 2 am Anschlussblock 1 anliegt, werden die Dichtungen verpresst. Durch das immer noch vorgespannte Federpaket 4 wird die Anschlussplatte 2 an den Anschlussblock 1 gezogen und damit fixiert.

Diese technische Lösung ermöglicht eine vollautomatische Vorbereitung eines Wechsels eines Fülladapters. Die Anlage bereitet den Adapterwechsel in einem speziellen Schritt vor, indem die Hydraulikleitungen entleert und die Steuerleitungen drucklos geschaltet werden. Die Anschlussplatte 2 mitsamt dem Schlauchpaket wird entriegelt. Nach dem Wechsel ist ein ebenso automatisches Ankoppeln des Fülladapters möglich. Die Anschlussplatte 2 mit dem Schlauchpaket muss vom Werker lediglich abgenommen und wieder eingehängt werden. Da die Fixierung über das Federpaket 4 erfolgt, ist eine Lagefixierung von Anschlussblock 1 und Anschlussplatte 2 auch bei ausgeschalteter, druckloser Anlage sicher gewährleistet.

Bezugszeichenliste Anschlussblock Anschlussplatte Zugstange Federpaket Baugruppe für Pneumatik Kanalstruktur im Anschlussblock Pneumatikzylinder Befestigungselement Aufnahmegeometrie an Anschlussplatte / Langloch 0 stufenförmiger Bauteilabschnitt 1 Aufnahmegeometrie am Anschlussblock / Zylinderschraube

A Abschnitt mit großer Querschnittsöffnung an Aufnahmegeometrie der Anschlussplatte

B Abschnitt mit Hinterschnitt an Aufnahmegeometrie der Anschlussplatte