ГОРЛОВИНА ТОПЛИВНОГО БАКА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструктивным особенностям устройств заполнения топливных баков автомобильной техники.
Из существующего уровня техники известны устройства заполнения топливных баков, выполненные в виде наливной горловины с резьбой для навинчивания запирающей пробки.
Так, например, из патента РФ №81128 U1, МПК В60К 15/04, опубл. 10.03.2009, известна наливная труба топливного бака с горловиной, представляющей собой отрезок тонкостенной трубы с антикоррозионным покрытием, на одном конце которого сформирован фланец в виде отбортовки и одновитковая резьба для навинчивания пробки топливного бака. При этом в известной горловине концы витка резьбы перекрывают друг друга на величину, которая может достигать пятикратного размера шага этой резьбы, образуя тем самым лабиринт значительной протяженности.
Наличие лабиринта между концами резьбового витка, в особенности при малом шаге резьбы, является предпосылкой для накопления и последующего застывания в данном лабиринте при его антикоррозионной обработке свинцово-оловянного сплава. Указанное может приводить к заклиниванию запирающей бак пробки. При этом для исключения подобного эффекта приходится идти на усложнения технологического процесса, вводя дополнительную операцию механической зачистки межвиткового пространства данного лабиринта.
Кроме того, патент РФ №81128 U1 не накладывает ограничений на основные размеры резьбы под запирающую пробку, такие как ее шаг и диаметр.
В результате угол наклона витка резьбы может быть выполнен соразмерным углу трения между материалом горловины и пластиковой пробки, что противоречит условию самостопорения пробки в горловине после ее закручивания. В этом случае возможно самопроизвольное откручивание пробки в результате вибраций транспортного средства, а для предотвращения этого необходимо введение дополнительных стопорящих пробку элементов.
Также согласно патенту РФ №81128 U1 шаг резьбового витка может быть выполнен излишне малым применительно к диаметру горловины топливного бака, что приведет к проблемам в эксплуатации, выражающимся в заклинивании пробки после ее закручивания, а, следовательно, в чрезмерных прикладываемых к ней нагрузкам. Указанное может привести даже к разрушению конструкции.
Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в упрощении технологии и снижении трудоемкости изготовления наливного оборудования топливного бака, а также в предотвращении заклинивания в нем запирающей пробки, обеспечивающем повышение надежности и долговечности предлагаемого устройства.
Согласно заявленному техническому решению горловина топливного бака, представляющая собой отрезок тонкостенной трубы с антикоррозионным покрытием, на одном конце которого сформирован фланец в виде отбортовки и резьбовой виток для навинчивания пробки топливного бака, представляющий собой спиральное углубление правого направления, которое образовано растяжением стенки отрезка трубы во внутреннем направлении.
При этом резьбовой виток сформирован на горловине таким образом, что имеет менее одного полного оборота, а его длина такова, что между концами резьбового витка на внешней поверхности отрезка трубы образован зазор l, величина которого не превышает шага Ш резьбового витка.
Размер внутреннего диаметра отрезка трубы, из которого выполнена горловина, и величину шага Ш резьбового витка выбирают исходя из соотношения D/Ш/=7…9. Преимущественно внутренний диаметр D горловины выбирают из диапазона 45…55 мм. В этом случае оптимальный шаг Ш резьбового витка преимущественно равен 6,35 мм, а зазор l между концами резьбового витка - 0,2…3,2 мм.
Отрезок трубы, из которого выполнена горловина, имеет одинаковый внутренний диаметр D по всей своей длине. При этом в случае технологической необходимости на конце отрезка трубы, противоположном концу с резьбовым витком и фланцем, может быть сформирована развальцовка путем механической деформации до диаметра большего, чем диаметр D. Горловина своим торцом или развальцовкой может быть установлена и закреплена пайкой или сваркой к наливной трубе топливного бака. Также горловина своим торцом, не имеющим фланца, может быть прикреплена сваркой или пайкой непосредственно к топливному баку.
+1
+1
Резьбовой виток для навинчивания пробки топливного бака может быть сформирован из нескольких, по меньшей мере, из двух отрезков, разделенных углублением на его рабочей поверхности, образованным в результате меньшего растяжения стенки отрезка трубы в сравнении с рабочей поверхностью резьбового витка. При этом общая длина отрезков резьбового витка такова, что он имеет, как указано выше, менее одного полного оборота. В случае подобного выполнения резьбового витка, он формируется преимущественно из трех отрезков, углубления между которыми расположены под углом 120° от начала витка в обе стороны, при этом длина углубления на рабочей поверхности резьбового витка, разделяющего его на отрезки, преимущественно равна 3 мм, а глубина - 1 мм.
Горловина топливного бака может дополнительно комплектоваться установленными в ней диафрагмой, обеспечивающей местное сужение горловины, и поворотной заслонкой, закрывающей отверстие диафрагмы. При этом диафрагму и заслонку выполняют из металла и/или полимерного материала.
Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, на которых изображено:
на фиг.1 - горловина топливного бака, имеющая одинаковый внутренний диаметр D по всей своей длине;
на фиг.2 - горловина топливного бака с внутренним диаметром D и развальцовкой на нижней части деформации до диаметра большего, чем диаметр D;
на фиг.3 - вид сверху на горловину по фиг.1 и фиг.2.
Горловина 1 топливного бака, изготовленная из отрезка трубы, имеет в своей верхней части фланец в виде отбортовки 2. Под фланцем 2, путем растяжения материала трубы выполнен резьбовой виток 3, имеющий преимущественно треугольный профиль с углом 40°. Резьбовой виток 3 предназначен для завинчивания в горловину пробки топливного бака (на фиг. не показана), выполненной преимущественно из полимерного материала, например, из полиэтилена или полипропилена.
Резьбовой виток 3 может быть сформирован на горловине 1 путем накатки.
а
а
+1
+1
Кроме того, с целью упрощения технологии изготовления и времени на операцию, резьбовой виток 3 может быть получен методом штамповки за один удар с использованием отдельных сегментов штампа, преимущественно трех сегментов штампа. В случае изготовления резьбового витка штамповкой он получается выполненным из отдельных отрезков, разделенных углублениями (см. фиг.3) на рабочей поверхности резьбового витка. Длина  углубления на рабочей поверхности резьбового витка, разделяющего его на отрезки, преимущественно равна =3 мм, а глубина b=1 мм. Наличие углублений на рабочей поверхности резьбового витка дополнительно уменьшает площадь его контакта с резьбой пробки, уменьшая трение между ними, а также способствует выведению из зоны контакта резьбового витка и пробки посторонних включений, таких как пыль и частицы износа контактирующих материалов. Тем самым снижается вероятность заклинивания пробки топливного бака после ее завинчивания в горловине.
При этом как цельно накатанный резьбовой виток, так и состоящий из отдельных отрезков, сформирован на горловине таким образом, что имеет менее одного полного оборота, т.е. между его концами на внешней поверхности горловины образован зазор l. Величина данного зазора l не превышает шага Ш резьбового витка. Наличие и величина этого зазора l предотвращает накопление и последующее затвердевание между концами резьбового витка, в процессе изготовления горловины, антикоррозионного покрытия, преимущественно свинцово-оловянного сплава. В результате исключается необходимость в операции механической зачистки рабочей поверхности резьбового витка от излишков антикоррозионного покрытия, наличие которого может привести к заклиниванию в горловине пробки топливного бака.
Размер внутреннего диаметра отрезка трубы, из которого выполнена горловина, и величину шага Ш резьбового витка выбирают исходя из соотношения D/Ш=7…9. Данный диапазон был подобран эмпирическим путем и обусловлен с одной стороны условием предотвращения самоотворачивания и выпадения пробки в результате вибраций транспортного средства, а с другой стороны - условием предотвращения заклинивания пробки в горловине.
При установленном соотношении D/Ш=7…9 угол подъема резьбового витка получается ниже угла трения между находящимися в винтовом контакте материалом горловины и пробки, что обеспечивает эффект самостопорения последней и предотвращает ее самопроизвольное откручивание. При этом угол подъема резьбового витка при установленном соотношении D/Ш=7…9 недостаточно мал, чтобы привести к заклиниванию в резьбовой паре горловина - пробка.
Преимущественно внутренний диаметр D горловины выбирают из диапазона 45…55 мм, ориентируясь на стандартные размеры заправочных пистолетов, применяемых на автозаправочных станциях. В этом случае оптимальный шаг Ш резьбового витка преимущественно равен 6,35 мм, а зазор l между концами резьбового витка - 0,2…3,2 мм.
Горловина 1 может иметь как одинаковый внутренний диаметр D по всей своей длине, так и иметь на нижнем конце, противоположном концу с фланцем, развальцовку 4 до диаметра большего, чем диаметр D. В первом случае упрощается технология изготовления самой горловины, а горловина посредством сварки или пайки может быть прикреплена к торцу наливной трубу топливного бака или непосредственно к самому топливному баку. Более того, горловина может быть выполнена цельноформованной с наливной трубой топливного бака. В случае выполнения в нижней части горловины 1 развальцовки 4 упрощается технология ее закрепления на наливной трубе топливного бака, за счет упрощения центровки данных изделий. Тем самым снижается трудоемкость изготовления наливного оборудования топливного бака.
Дополнительно горловина 1 топливного бака может комплектоваться установленными в ней диафрагмой 5, обеспечивающей местное сужение горловины 1, и поворотной заслонкой 6, закрывающей отверстие диафрагмы 5. Диафрагма 5 предназначена для предотвращения установки в процессе эксплуатации в горловине 1 заправочного пистолета большего диаметра, например, для дизельного топлива. Кроме того, диафрагма 5 совместно с заслонкой 6 предотвращают выплеск топлива из бака.