ПРОБКА ЗАЛИВНОЙ ГОРЛОВИНЫ НАЛИВНОЙ ТРУБЫ ТОПЛИВНОГО БАКА АВТОМОБИЛЯ И ДЕРЖАТЕЛЬ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к транспортным средствам, преимущественно автомобилям, и имеет прямое отношение к пробкам, герметизирующим заливную горловину топливного бака после заправки его топливом.
Известно, что для заправки транспортного средства топливом необходимо откинуть крышку люка заливной горловины топливного бака, вывернуть пробку топливного бака (далее - пробка) и установить в заливную горловину топливозаправочное устройство. После наполнения топливного бака необходимо завернуть пробку в горловину топливного бака и закрыть крышку люка. При этом, на практике имеют место случаи, когда отвернутую пробку топливного бака после его заправки топливом оставляют на крыше кузова, заднем крыле или в салоне, случайно роняют. При этом происходит либо механическое ее повреждение, либо потеря по невнимательности. Для исключения этого нежелательного явления, а также для соблюдения требований по безопасности ЕВРО-3, в современных транспортных средствах предусмотрены различные конструктивные варианты фиксации пробки топливного бака на структуре кузова. Как правило, это осуществляется предусмотренными конструкцией пробки топливного бака различного рода гибкими держателями.
Из патента России №63294 на полезную модель «Крышка пробки заливной горловины топливного бака», опубликованного 27.05.2007, МПК8 B60K 15/05, известна крышка пробки заливной горловины топливного бака автомобиля, содержащая выступающую часть, образующую рукоятку для вращения ребра жесткости на наружной боковой поверхности и буртик, выполненный по контуру нижней части. На верхней поверхности рукоятки для вращения выполнено отверстие. Дополнительно устройство содержит держатель, выполненный в виде поводка и содержащий элемент соединения с крышкой, установленный в отверстии на верхней поверхности рукоятки для вращения, и элемент соединения с кузовом автомобиля.
Держатель поводкового типа имеет фиксированную длину. В рассмотренной конструкции, при закрытии откидной крышки люка горловины топливного бака держатель можно защемить и, таким образом, нарушить его целостность, а поскольку само положение держателя при закрытой откидной крышке ничем не определено, то он может касаться стенок или откидной крышки люка и под воздействием вибраций, возникающих в процессе движения транспортного средства, повредить их защитное покрытие, вследствие прямого воздействия в точках касания.
Аналогичный недостаток присущ и конструкции пробки топливного бака, о которой известно из патента России №2270106 на изобретение «Заправочное устройство топливного бака транспортного средства», опубликованного 20.02.2006, МПК8 B60K 15/03. В этом случае пробка топливного бака снабжена поводком с стреловидным утолщением, который проходит через отверстие противоотливной заслонки, установленной в наливной трубе топливного бака.
Из патента России №2214333 на изобретение «Пробка заливной горловины топливного бака», опубликованного 20.10.2003, МПК8 B60K 15/05 и патента США №4320853, опубликованного 23.03.1982, МПК B60K 15/04, B60K 15/05, B65D 55/16, известны пробки топливного бака, между крышкой и корпусом которых, посредством кольцевых установочных элементов смонтированы держатели из упругого полимерного материала, имеющие фиксированную по длине плоскую конфигурацию. Такие пробки могут быть использованы при строго заданной компоновке люка транспортного средства, в частности, с заданными координатами точки крепления держателя.
Достаточно сложные и габаритные устройства пробок топливного бака и средств их фиксации на кузове известны, в частности, из патента:
США №4705190, опубликованного 10.11.1987, МПК B65D 55/16, где держатель поводкового типа смонтирован в специальной направляющей, расположенной внутри кузова транспортного средства,
а также из заявок на патенты:
США №2008/0000909, опубликована 03.01.2008, МПК B65D 55/16;
WO №2009/025263, опубликована 26.02.2009, МПК B60K 15/05;
WO №2009/031264, опубликована 12.03.2009, МПК B60K 15/05.
Здесь держатели поводкового типа постоянной (фиксированной) длины имеют значительные габариты, а под пробки предусмотрены специальные приспособления для их фиксированной установки в люке заливной горловины. В целом это достаточно сложное и дорогостоящее техническое решение и применение его оправдано на автомобилях высокого класса.
Из патента №109700 на полезную модель «Узел люка заливной горловины топливного бака транспортного средства», опубликованного 27.10.2011, МПК B60K 15/05 известна конструкция пробки топливного бака, которая содержит соосно установленные корпус и крышку, между которыми, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пробки установлен цельноформованный держатель из полимерного материала, включающий кольцевой установочный элемент и прямолинейный ленточный поводок, сопряженный с боковым выступом кольцевого установочного элемента, на концевом участке которого сформирован фланцевый соединитель с сквозным отверстием для монтажа держателя на кузовной структуре транспортного средства. Держатель крепится на донной стенке чашеобразной рамки люка, на которой предусмотрен элемент крепления. Кроме того, в каркасной рамке крышки люка имеется отогнутый под углом к каркасной рамке выступ для удержания в подвешенном состоянии держателя пробки топливного бака при открытом положении крышки люка.
Поскольку в рассмотренной пробке топливного бака держатель имеет фиксированную длину, а на транспортном средстве (автомобиле) имеется заданное положение крепления держателя, использование ее возможно только на конкретном транспортном средстве, с зафиксированной точкой крепления держателя. Для использования такой пробки топливного бака в иных транспортных средствах, где точка крепления держателя имеет отличные координаты, возникает необходимость замены конструкции держателя (иной геометрической формы и размеров).
В качестве аналога рассмотрено устройство пробки топливного бака, на которое получен патент №72962 на промышленный образец, МКПО9 12-16, опубликованный 16.11.2009 г. Известная из этого аналога пробка топливного бака характеризуется (дословная терминология взята из первоисточника):
- составом композиционных элементов: резьбовое основание, корпус, поперечная ручка, кольцо поводка, поводок;
- выполнением корпуса цилиндрической формы;
- расположением поперечной ручки по центральной части верхней поверхности корпуса;
- выполнением корпуса крышки в виде сгруппированных поверхностей: поверхности кольца поводка и дискообразных поверхностей малой высоты различных диаметров;
- наличием на кольце поводка бокового выступа с прямолинейным участком;
- выполнением сопряжения между поверхностью кольца поводка и боковым выступом лекальными кривыми;
- примыканием поводка к боковому выступу кольца поводка по касательной;
- композиционным решением поводка: участок примыкания к кольцу поводка с Г-образным окончанием, хвостовой участок и перемычка с рядом волнообразных изгибов между ними.
Конструкция пробки топливного бака содержит соосно установленные корпус и крышку, между которыми, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пробки установлен цельноформованный держатель из полимерного материала, включающий кольцевой установочный элемент и волнообразный поводок, сопряженный с боковым выступом кольцевого установочного элемента, на концевом участке которого сформирован фланцевый соединитель с сквозным отверстием для монтажа держателя на кузовной структуре транспортного средства.
Достоинством такой пробки топливного бака является то, что волнообразный поводок держателя имеет возможность удлиняться или сжиматься, а это, в свою очередь позволяет закрепить его практически в любом, заданном компоновкой месте панелей люка или его откидной крышки конкретного транспортного средства.
Однако, как показала практика эксплуатации этого аналога, в результате того, что держатель в свободном состоянии находится по прямой (касательной к основному диаметру пробки), то при установке он касается структуры кузова и при наличии вибраций через некоторое время протирает краску до металла. Можно отметить и недостаточную компактность при установке пробки в штатное положение. Но главный недостаток в том, что требуется наличие отдельной точки крепления держателя к кузовной структуре автомобиля.
В качестве прототипа выбрана описанная в патенте RU 119295, МПК B60K 15/05, опубликованном 20.08.2012 г. пробка топливного бака, содержащая соосно установленные корпус и крышку, между которыми, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пробки установлен цельноформованный держатель из полимерного материала, включающий кольцевой установочный элемент и волнообразный поводок, сопряженный с боковым выступом кольцевого установочного элемента, на концевом участке которого сформирован фланцевый соединитель с сквозным отверстием для монтажа держателя на кузовной структуре транспортного средства. Между плоскостью X-X, перпендикулярной плоскости Y-Y проходящей через вертикальную ось O-O кольцевого установочного элемента и вертикальную ось J-J сквозного отверстия фланцевого соединителя и плоскостью Z-Z, проходящей через зону сопряжения бокового выступа с волнообразным поводком и вертикальную ось J-J сквозного отверстия фланцевого соединителя, образован острый угол «α». Габаритная длина волнообразного поводка -L- не превышает величину внешнего диаметра -D- кольцевого установочного элемента.
В прототипе держатель при установке не касается структуры кузова, что исключает нарушение окраски. Но и здесь требуется наличие отдельной точки крепления держателя к кузовной структуре автомобиля, что существенно усложняет конструкцию.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в исключении необходимости вводить в устройство автомобиля отдельную точку крепления держателя пробки топливного бака на кузовной структуре, а также обеспечении оптимальной компактности элементов транспортного средства, размещенных в полости люка заливной горловины топливного бака и упрощение устройства.
Совокупность признаков заявляемой полезной модели пробки топливного бака, находящаяся в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом представлена в независимых пунктах формулы полезной модели. Сущность полезной модели заключается в том, что в известной из прототипа пробке топливного бака, содержащей соосно установленные корпус и крышку, между которыми, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пробки установлен цельноформованный держатель из полимерного материала, включающий кольцевой установочный элемент и поводок, на концевом участке которого сформирован соединитель для монтажа держателя на неподвижной структуре автомобиля, соединитель выполнен в виде кольца, размер внутреннего диаметра которого обеспечивает упругое фиксированное соединение держателя на торцевом участке заливной горловины.
Держатель содержит установочный элемент и соединитель, которые выполнены в виде кольцевых элементов, сопряженных между собой гибким поводком. Поводок расположен вдоль оси, проходящей через центры кольцевых элементов. Поперечное сечение кольцевого установочного элемента и поводка имеет форму круга, а поперечное сечение кольцевого соединителя имеет прямоугольную форму.
При таком конструктивном изменении отпадает необходимость наличия отдельной точки крепления к кузовной структуре автомобиля. Одновременно с этим упрощается конструкция крепления пробки заливной горловины и автомобиля в целом.
Рассмотренные выше конструктивные изменения в заявляемом техническом решении, в сравнении с прототипом полезной модели, достигнуты методом интуитивно-логического анализа проблемы, обозначенной представленным выше уровнем техники и сопоставительной аналитической работы по формированию новых конструктивных признаков с улучшенными конструктивно-технологическими приемами эмпирическим путем, с применением методов компьютерного моделирования, а также в процессе практических исследований опытных образцов устройства и штатных образцов объекта, представленного в прототипе.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий.
Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на котором показана заявляемая полезная модель и ее отдельный составляющий элемент.
На фиг. 1 изображена установленная на заливную горловину заявляемая пробка топливного бака, пунктиром показано ее отвернутое состояние - вид сбоку.
На фиг. 2 показано положение гибкого поводка при вывенченной из заливной горловины пробки.
На фиг. 3 показан показано положение гибкого поводка при ввинченной в заливную горловину пробке.
На фиг. 4 показан держатель.
На фиг. 5 показано поперечное сечение кольцевого установочного элемента и гибкого поводка.
На фиг. 6 показано поперечное сечение кольцевого соединителя.
Пробка заливной горловины 1 наливной трубы 2 топливного бака автомобиля, фиг.1, содержит соосно установленные корпус 3 и крышку 4, между которыми, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пробки установлен цельноформованный держатель 5 из полимерного материала, включающий кольцевой установочный элемент 6 и поводок 7, на концевом участке которого сформирован соединитель 8 для монтажа держателя 5 на неподвижной структуре автомобиля. Соединитель 8 выполнен в виде кольца, размер внутреннего диаметра которого обеспечивает упругое фиксированное соединение держателя 5 на торцевом участке 9 заливной горловины.
Держатель 5 содержит установочный элемент 6 и соединитель 8, которые выполнены в виде кольцевых элементов, сопряженных между собой гибким поводком 7. Поводок 7 расположен вдоль оси X-X, проходящей через центры Ц1 и Ц2 кольцевых элементов соответственно 6 и 8. Поперечное сечение кольцевого установочного элемента 6 и поводка 7 имеет форму круга, а поперечное сечение кольцевого соединителя 8 имеет прямоугольную форму.
Дополнительна на чертежах показано:
10 - фрагмент кузовной структуры (заднее крыло автомобиля),
11 - уплотнение пробки на торце заливной горловины,
12 - уплотнение наливной трубы на кузовной структуре автомобиля.
Процесс заправки транспортного средства топливом осуществляется обычным образом.
Открывается расположенная на правом или левом заднем крыле, в зависимости от конкретного расположения топливного бака, откидная крышка люка заливной горловины, отворачивается (против часовой стрелки) пробка топливного бака. В заливную горловину устанавливается пистолет топливозаправочной колонки, после чего осуществляется подача топлива в топливный бак. Если заправка осуществляется из канистры, в заливную горловину устанавливается воронка. После заправки пробка топливного бака заворачивается по часовой стрелке до щелчка и дальнейшего свободного проворота вокруг своей оси.
В заявляемой полезной модели держатель 5 крепится непосредственно к самой горловине 1 наливной трубы 2. Кольцевой установочный элемент 6, имеющий круглое поперечное сечение, фиг. 5, одевается непосредственно на торец наливной трубы 2 и является достаточно упругим, чтобы после небольшого растягивания сжаться и зафиксироваться на горловине 1 наливной трубы 2 в нужном положении, т.е. когда поводок 7 находится в нижней части наливной трубы 2, как это показано на фиг. 1. Эту операцию выполняет слесарь сборщик при креплении пробки к наливной трубе 2 при сборке на конвейере, и он же задает положение точки M. Кольцевой соединитель 8 имеет прямоугольное сечение, фиг. 6, и размещается в кольцевом зазоре между корпусом 3 и крышкой пробки 4 в процессе сборки и изготовления самой пробки. Кольцевой соединитель 8 размещенное в зазоре пробки и имеет некоторое трение о стенки зазора, что позволяет вращая пробку в процессе запирания - отпирания, одновременно натягивать или ослаблять поводок 7.
При открывании пробки она вывинчивается из заливной горловины 1 наливной трубы 2 и поводок 7 занимает положение как показано на фиг. 2. Кольцевой установочный элемент 6 держателя 5 относительно заливной горловины 1 наливной трубы 2 при сборке держателя 5 к автомобилю ориентирован и зафиксирован так, что точка M крепления поводка 7 к кольцевому установочному элементу 6 находится в нижней зоне заливной горловины 1 наливной трубы 2. Поводок 7 после вывинчивания пробки при ее откидывании распрямляется, и пробка отводится и находится в зоне кузова, не препятствующей процессу заправки топлива. После заправки топлива пробка завинчивается в заливную горловину 1 наливной трубы 2. Учитывая, что кольцевой установочный элемент 6 зафиксирован относительно заливной горловины 1 наливной трубы 2 и точка M не меняет свое положение, а соединитель 8 имеет вязкое трение в своем посадочном кольцевом зазоре, то при вращении происходит натягивание поводка 7 и он в процессе вращения пробки по часовой стрелке обматывается и укладывается в кольцо вокруг заливной горловины 1 наливной трубы 2 в зоне крепления кольцевого установочного элемента 6. На практике длина поводков 7 не превышает 150-160 мм, поэтому достаточно одного оборота пробки, чтобы поводок 7 был уложен по периметру вокруг заливной горловины 1 наливной трубы 2. Продолжая дальнейшее вращения пробки до смятия уплотнения 11, будем наблюдать только некоторое подтягивание поводка 7 без смещения точки M от своего положения, так как кольцевой соединитель 8 будет проскальзывать в своем зазоре относительно вращающейся пробки.
Преимущество данной конструкции в том, что отсутствует потребность в дополнительной точке крепления пробки к автомобилю. Также держатель пробки при ее заворачивай аккуратно наматывается вокруг наливной трубы и не касается стенок ниши, а значит не будет последствий от абразивного износа.
Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний, обозначенного независимым пунктом формулы полезной модели.