КОНСТРУКТИВНЫЙ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ С БАКОМ
STRUCTURAL UNIT FOR CONNECTION TO THE TANK

Предложенное на рассмотрение изобретение относится к конструктивному узлу соединения с баком, который установлен, к примеру, на баке автомобиля, чтобы иметь возможность направлять изъятое из бака топливо к работающему на бензине обогревателю транспортного средства.
Из документа DE 10 2016 010 034 В3 известен конструктивный узел соединения с баком, у которого на соединительной трубе установлен зажимной элемент с наружной резьбой. Окружающий зажимной элемент с наружной резьбой, выполненный по типу втулки разжимной/уплотнительный элемент изготовлен из эластичного материала и опирается посредством первой концевой зоны в направлении продольной оси соединительной трубы на зажимной элемент с наружной резьбой. Находящийся в резьбовом зацеплении с зажимным элементом с наружной резьбой зажимной элемент с внутренней резьбой через компрессионную шайбу передаёт нагрузку на другой аксиальный конец разжимного/уплотнительного элемента. За счёт поворота зажимного элемента с внутренней резьбой относительно зажимного элемента с наружной резьбой разжимной/уплотнительный элемент аксиально сжимается и при этом радиально разжимается.
Для установки данного конструктивного узла соединения с баком на стенке бака соединительная труба с установленным на ней зажимным элементом с наружной резьбой и окружающим зажимной элемент с наружной резьбой разжимным/уплотнительным элементом проводится через отверстие в стенке бака до тех пор, пока образованная на втором аксиальном конце разжимного/уплотнительного элемента, выступающая радиально вовне, фланцевая зона не окажется в контакте со стенкой бака. В результате этого зажимной элемент с внутренней резьбой поворачивается, так что разжимной / уплотнительный элемент аксиально сжимается и при этом радиально растягивается или радиально разжимается. Благодаря этому, разжимной/уплотнительный элемент обхватывает стенку бака в окружающей отверстие бака зоне стенки на обеих аксиальных сторонах и удерживает, таким образом, конструктивный узел соединения с баком на стенке бака.
Задача предложенного на рассмотрение изобретения состоит в том, чтобы предусмотреть конструктивный узел соединения с баком, в частности, для работающего на бензине обогревателя транспортного средства, у которого может быть обеспечено надёжное, герметичное в отношении выхода топлива, закрепление на стенке бака.
В соответствии с изобретением данная задача решается посредством конструктивного узла соединения с баком, в частности, для работающего на бензине обогревателя транспортного средства, содержащего проведённую через отверстие в стенке бака, проходящую в направлении продольной оси трубы, соединительную трубу и крепёжный блок на соединительной трубе для установки на стенке бака в зоне отверстия в баке, причём крепёжный блок содержит:
- установленный на соединительной трубе первый зажимной элемент,
- второй зажимной элемент, причём второй зажимной элемент находится в зацеплении или выполнен с возможностью введения в зацепление с первым зажимным элементом таким образом, что поворот второго зажимного элемента относительно первого зажимного элемента вокруг продольной оси трубы вызывает перемещение второго зажимного элемента относительно первого зажимного элемента в направлении продольной оси трубы,
- установленный на соединительной трубе с аксиальным зазором относительно первого зажимного элемента, по меньшей мере, в направлении от первого зажимного элемента, разжимной элемент для опоры на первую сторону стенки бака,
- расположенный с возможностью аксиального перемещения между первым зажимным элементом и разжимным элементом, выполненный с возможностью опоры или опирающийся относительно первого зажимного элемента аксиально в направлении от разжимного элемента посредством второго зажимного элемента, элемент контропоры с первой уплотнительной зоной для создания плотного затвора относительно поверхности наружной периферии соединительной трубы и второй уплотнительной зоной для создания плотного затвора относительно обращённой от первой стороны второй стороны стенки бака.
Так как конструкция в соответствии с изобретением предотвращает деформацию или разжим реализующего как эффект герметизации относительно стенки бака, так и закрепление на стенке бака, выполненного с возможностью упругой деформации, конструктивного элемента, то, с одной стороны, обеспечивается стабильная фиксация конструктивного узла соединения с баком относительно стенки бака в течение длительного периода эксплуатации, а, с другой стороны, за счёт разделения функции закрепления, с одной стороны, и функции герметизации, с другой стороны, за счёт того, что разжимной элемент сам не задействован в функции герметизации, может быть обеспечен также надёжный герметичный затвор в зоне отверстия в баке. Использование такого конструктивного узла соединения с баком делает возможным при дополнительном монтаже работающего на бензине обогревателя в транспортное средство, которое сначала не имеет никакого конструктивного приспособления для подачи топлива в обогреватель транспортного средства из предусмотренного в транспортном средстве бака, простым способом реализовать это посредством того, что в предусмотренном в транспортном средстве баке формируется отверстие и в зоне этого отверстия затем на баке устанавливается обеспечивающий надёжный и герметичный затвор, осуществлённый в соответствии с изобретением конструктивный узел соединения с баком.
При конструктивно легко реализуемом варианте осуществления разжимной элемент может содержать окружающую соединительную трубу, кольцеобразную крепёжную зону и большое количество расположенных относительно друг друга с зазором по периферии и проходящих от крепёжной зоны к первому зажимному элементу, радиально упругих разжимных плеч, причём на каждом разжимном плече предусмотрена выступающая радиально вовне зона зазубрины.
Чтобы, с одной стороны, посредством разжимного элемента обеспечивать возможность стабильной опоры относительно стенки бака, а, с другой стороны, проведения через отверстие в баке, предлагается, чтобы каждая зона зазубрины содержала ориентированную от крепёжной зоны опорную сторону зазубрины для опоры на первой стороне стенки бака в окружающей отверстие в баке зоне стенки и/или, чтобы каждая зона зазубрины содержала обращённую к крепёжной зоне входную фаску.
Чтобы иметь возможность простым способом обеспечивать для разжимного элемента необходимый для формирования взаимодействия со стенкой бака эффект разжима, элемент контропоры может содержать имеющий форму кольцевой шайбы корпус элемента контропоры, причём на обращённой к разжимному элементу первой аксиальной стороне корпуса элемента контропоры предусмотрен выступающий в направлении разжимного элемента, сужающийся от корпуса элемента контропоры к разжимному элементу, разжимной выступ.
Для предотвращения чрезмерного разжима разжимного элемента на каждом разжимном плече предусмотрен проходящий в направлении от крепёжной зоны над зоной зазубрины ограничивающий разжим участок.
При этом для равномерного в направлении периферии разжимного эффекта может быть предусмотрено, что разжимной выступ кольцеобразно окружает соединительную трубу и/или, что разжимной выступ осуществлён, в основном, с коническим сужением в направлении разжимного элемента.
Чтобы иметь возможность простым способом реализовать введение конструктивного узла соединения с баком в отверстие в баке, элемент контропоры может быть выполнен с возможностью опоры в положении подготовки к монтажу относительно первого зажимного элемента таким образом, что разжимной выступ аксиально, в основном, не перекрывает разжимной элемент, и/или не разжимает разжимной элемент радиально вовне, и/или допускает деформацию разжимного элемента радиально вовнутрь.
Для формирования первой уплотнительной зоны на корпусе элемента контропоры на приёмном отверстии для соединительной трубы может быть предусмотрено открытое радиально вовнутрь, кольцеобразно окружающее продольную ось трубы и принимающее первый кольцеобразный уплотнительный элемент, первое приёмное углубление для уплотнительного элемента.
Для формирования второй уплотнительной зоны на первой аксиальной стороне корпуса элемента контропоры может быть предусмотрено открытое к первой аксиальной стороне, кольцеобразно окружающее продольную ось трубы и принимающее второй кольцеобразный уплотнительный элемент, второе приёмное углубление для уплотнительного элемента. Первый уплотнительный элемент у установленного на стенке бака конструктивного узла соединения с баком может быть зажат в первом приёмном углублении для уплотнительного элемента таким образом, что он опирается на корпус элемента контопоры и на вторую сторону стенки бака, и зажат между ними и, что, с другой стороны, для достижения определённого позиционирования конструктивного узла соединения с баком относительно стенки бака корпус элемента контропоры своей первой аксиальной стороной прилегает ко второй стороне стенки бака. Зависящее от упругости второго уплотнительного элемента позиционирование конструктивного узла соединения с баком относительно бака за счёт этого предотвращается.
Чтобы в плане герметичности относительно соединительной трубы также отделить друг от друга формирование герметичного затвора, с одной стороны, и определённое позиционирование конструктивного узла соединения с баком относительно бака, с другой стороны, предлагается, чтобы первое приёмное углубление для уплотнительного элемента на обращённой от первой аксиальной стороны второй аксиальной стороне корпуса элемента контропоры было аксиально открыто и, чтобы аксиально между элементом контропоры и первым зажимным элементом был расположен перекрывающий вторую аксиальную сторону корпуса элемента контропоры, по меньшей мере, в зоне первого приёмного углубления для уплотнительного элемента, компрессионный элемент.
При стабильно и экономично реализуемой, а также устойчивой, в частности, и против химического воздействия топлива конструкции предлагается, чтобы разжимным элементом была листовая формованная деталь.
Для стабильного взаимодействия между обоими зажимными элементами предлагается, чтобы первым зажимным элементом был зажимной элемент с наружной резьбой и, чтобы вторым зажимным элементом был зажимной элемент с находящейся в резьбовом захвате с наружной резьбой внутренней резьбой.
Изобретение относится далее к системе бака, в частности, для снабжения бензинового обогревателя транспортного средства горючим материалом, содержащей бак со стенкой бака и образованным в стенке бака отверстием, а также установленный на стенке бака в зоне отверстия в баке, осуществлённый в соответствии с изобретением конструктивный узел соединения с баком.
Предложенное на рассмотрение изобретение детально описывается далее со ссылкой на приложенные чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 вид сбоку конструктивного узла соединения с баком,
фиг.2 конструктивный узел соединения с баком с фиг.1, в детальном изображении,
фиг.3 в перспективном изображении разжимной элемент конструктивного узла соединения с баком с фиг.1,
фиг.4 разжимной элемент с фиг.3, на виде сбоку,
фиг.5 проведённый через отверстие в стенке баке конструктивный узел соединения с баком с фиг.1,
фиг.6 в увеличенном масштабе деталь VI c фиг.5,
фиг.7 соответствующее фиг.6 изображение, при котором конструктивный узел соединения с баком установлен на стенке бака.
На фиг.1-4 представлены осуществлённый в соответствии с изобретением конструктивный узел 10 соединения с баком и, соответственно, его компоненты. Конструктивный узел 10 соединения с баком содержит соединительную трубу 12 с расположенным в направлении продольной оси L трубы, вводимым в бак через отверстие в баке, участком 14 трубы и с, к примеру, изогнутым относительно участка 14 трубы и образованным снаружи бака для подсоединения к топливному трубопроводу участком 16 трубы. Соединительная труба 12 осуществлена в предпочтительном варианте в виде металлической трубы.
Конструктивный узел 10 соединения с баком содержит далее имеющий форму втулки, первый зажимной элемент 18, который перемещён по участку 14 соединительной трубы 12 и установлен в предусмотренном для этого положении, к примеру, посредством сварки. Первый зажимной элемент 18 осуществлён в виде зажимного элемента с наружной резьбой и имеет на своей внешней периферии наружную резьбу 20. Осуществлённый в виде самостопорящейся гайки второй зажимной элемент 22 имеет на своей внутренней поверхности периферии внутреннюю резьбу 24, при помощи которой он может быть введён в зацепление с наружной резьбой 20 первого зажимного элемента 18, так что поворот осуществлённого в виде зажимного элемента с внутренней резьбой второго зажимного элемента 22 вокруг продольной оси L трубы приводит к перемещению второго зажимного элемента 22 относительно первого зажимного элемента 18 в направлении продольной оси L трубы.
Конструктивный узел 10 соединения с баком содержит далее осуществлённый в предпочтительном варианте в виде листовой формованной детали разжимной элемент 26. Представленный на фиг.3 и 4 более детально разжимной элемент 26 сформирован посредством вырезания, или вырубки, или гибки листовой заготовки и имеет кольцеобразную или частично осуществлённую по типу втулки крепёжную зону 28, посредством которой его можно позиционировать, окружая участок 14 соединительной трубы 12 и устанавливать на ней, к примеру, посредством сварки. В альтернативном варианте на участке 14 трубы могла бы быть предусмотрена зона выступа по типу буртика, на которую разжимной элемент 26 своей крепёжной зоной 28 мог бы опираться в направлении от первого зажимного элемента 18.
Разжимной элемент 26 имеет несколько отходящих от крепёжной зоны 28 и изогнутых в направлении продольной оси L трубы разжимных плеч 30. В представленном примере в целом четыре разжимных плеча 30 осуществлены, в основном, идентично друг другу и предусмотрены с угловым зазором 90° относительно друг друга, так что, соответственно, два из разжимных плеч 30 диаметрально противолежат друг другу относительно продольной оси L трубы.
На каждом разжимном плече 30 осуществлена зона 32 зазубрины. Каждая зона 32 зазубрины имеет два расположенных радиально вовне на разжимных плечах 30 элемента 34 зазубрины. Каждый из элементов 34 зазубрины имеет на своей обращённой от крепёжной зоны 28 аксиальной стороне расположенную почти ортогонально относительно продольной оси L трубы кромку 36 зазубрины. Обе кромки 36 зазубрины каждого разжимного плеча 30 образуют совместно опорную сторону 38 соответствующей зоны 32 зазубрины, посредством которой, как описано далее, соответствующее разжимное плечо 30 может опираться на стенку бака. Будучи обращённым к крепёжной зоне 28, каждый участок 34 каждой зоны 32 зазубрины имеет входную фаску 40.
Конструктивный узел 10 соединения с баком содержит далее аксиально между первым зажимным элементом 18 и разжимным элементом 26 элемент 42 контропоры. Элемент 42 контропоры имеет корпус 44 элемента контропоры в виде кольцевой шайбы. На обращённой к разжимному элементу 26 первой аксиальной стороне 46 корпуса 44 элемента контропоры предусмотрен в предпочтительном варианте, в основном, конически сужающийся в направлении от корпуса 44 элемента контропоры и к разжимному элементу 26 разжимной выступ 48. На центральном отверстии 50 элемента 42 контропоры предусмотрено видимое на фиг.6, открытое радиально вовнутрь, приёмное углубление 52 для уплотнительного элемента. Оно аксиально открыто также к обращённой от первой аксиальной стороны 46 второй аксиальной стороне 54 корпуса 44 элемента контропоры. В кольцеобразно окружающем продольную ось L трубы первом приёмном углублении 52 для уплотнительного элемента помещается осуществлённый, к примеру, в виде О-образного кольца, первый уплотнительный элемент 56. Он может быть, к примеру, в основном, рассчитан таким образом, что за счёт прессовой посадки удерживается между корпусом 44 элемента контропоры и соединительной трубой 12, и в нормальном состоянии выступает за пределы второй аксиальной стороны 54 корпуса 44 элемента контропоры. Элемент 42 контропоры образует совместно с первым уплотнительным элементом 56, в основном, первую уплотнительную зону 57.
Аксиально между элементом 42 контропоры и первым зажимным элементом 18 расположен осуществлённый в виде кольцевой шайбы компрессионный элемент 58. Он перекрывает корпус 44 элемента контропоры в предпочтительном варианте полностью. При аксиальном нагружении элемента 42 контропоры со стороны второго зажимного элемента 22 через компрессионный элемент 58 первый уплотнительный элемент 56 аксиально сжимается, так что он с усилением радиально прилегает к внешней поверхности периферии участка 14 соединительной трубы 12 и к внутренней поверхности периферии первого приёмного углубления для уплотнительного элемента и, таким образом, обеспечивает плотный затвор между элементом 42 контропоры и соединительной трубой 12. В этом состоянии компрессионный элемент 58 прилегает ко второй аксиальной стороне 54 элемента 42 контропоры.
На первой аксиальной стороне 46 элемента 42 контропоры предусмотрено открытое к этой первой аксиальной стороне 46 и кольцеобразно окружающее отверстие 50 и, соответственно, также продольную ось L трубы, второе приёмное углубление 60 для уплотнительного элемента. Во второе приёмное углубление 60 для уплотнительного элемента осуществлённый, к примеру, в виде О-образного кольца второй уплотнительный элемент 62 помещён таким образом, что он, в основном, аксиально вступает за пределы первой аксиальной стороны 46 корпуса 44 элемента контропоры. В уже описанном ранее компрессионном состоянии, в котором компрессионный элемент 58 сжимает первый уплотнительный элемент 56 и при этом прилегает ко второй аксиальной стороне корпуса 44 элемента контропоры, компрессионный элемент 58 прижимает корпус 44 элемента контропоры к поясняемой далее стенке бака, вследствие чего второй уплотнительный элемент 62 сжимается, и первая аксиальная сторона 46 элемента 42 контропоры прилегает к стенке бака. Элемент 42 контропоры образует со вторым уплотнительным элементом 62, в основном, вторую уплотнительную систему 63.
Первый зажимной элемент 18, второй зажимной элемент 22, разжимной элемент 26, элемент 42 контропоры с обоими уплотнительными элементам 56, 62 и компрессионный элемент 58 образуют обозначенный в целом ссылочной позицией 64 крепёжный блок конструктивного узла 10 соединения с баком, посредством которого конструктивный узел 10 соединения с баком или соединительная труба 12 устанавливаются на видимой на фиг.5-7 стенке 66 обозначенного в целом ссылочной позицией 68 бака.
В стенке 66 бака образовано отверстие 70, которое может быть, к примеру, дополнительно сформировано в уже установленном на транспортном средстве баке. Габариты отверстия 70 в баке рассчитаны таким образом, что разжимной выступ 48 элемента 42 контропоры может быть с зацеплением позиционирован в него. Далее габариты отверстия 70 в баке рассчитаны таким образом, что в описываемом далее в связи с фиг.7 состоянии, в котором конструктивный узел 10 соединения с баком установлен на баке 68, разжатые посредством разжимного выступа 48 разжимные плечи 26 своими элементами 34 зазубрин перекрывают окружающую отверстие 70 в баке зону стенки 66 бака на обращённой к внутренней части бака первой стороне 72 стенки 66 бака.
Перед введением конструктивного узла 10 соединения с баком в отверстие 70 в баке второй зажимной элемент 22 удаляется, к примеру, от первого зажимного элемента 18 или переводится в показанное на фиг.5 положение, в котором не происходит никакого опорного взаимодействия между вторым зажимным элементом 22 и компрессионным элементом 58. Посредством компрессионного элемента 58 элемент 42 контропоры может, таким образом, в положении подготовки к монтажу аксиально опираться на первый зажимной элемент 18. В этом положении подготовки к монтажу элемент 42 контропоры таким образом позиционирован относительно разжимного элемента 26, что разжимной выступ 48 аксиально, в основном, не перекрывает разжимное плечо 30 и они находятся в нормальном состоянии, в котором они могут, в основном, радиально упруго сжиматься, когда конструктивный узел 10 соединения с баком с участком 14 соединительной трубы 12 и с установленным на нём разжимным элементом 26 проводится через отверстие 70 в баке. Вследствие наличия входных фасок 40, в ходе этого движения разжимные плечи 30 перемещаются радиально вовнутрь, в основном, до полного позиционирования разжимного элемента 26 на первой стороне 72 стенки 66 бака. Когда это состояние достигнуто разжимные плечи 30 снова разжимаются радиально вовне, так что в достигаемом снова нормальном состоянии, к примеру, предусмотренные на элементах 34 зазубрин кромки 46 зазубрин зацепляют стенку 66 бака на её первой стороне 72.
Далее второй зажимной элемент 22 навинчивается на первый зажимной элемент 18 и, благодаря этому, перемещается в направлении разжимного элемента 26. В ходе этого перемещения, как представлено на фиг.6, элемент 42 контропоры и, соответственно, предусмотренный на нём второй уплотнительный элемент 62 прилегают к ориентированной вовне второй стороне 74 стенки 66 бака, так что элемент 42 контропоры может осуществить свою функцию контопоры.
При продолжающемся далее винтовом движении второго зажимного элемента 22, с опорой элемента 42 контропоры через второй уплотнительный элемент 62 на стенку 66 бака, соединительная труба 12 посредством своего участка 14 перемещается в направлении из бака наружу, то есть на фиг.6 вверх. Разжимной элемент 26 приближается при этом своими разжимными плечами 30 к разжимному выступу 48 на элементе 42 контропоры, пока не произойдёт контакта между разжимными плечами 30 и разжимным выступом 48. При дальнейшем продолжающемся винтовом движении разжимные плечи 30 перемещаются вдоль разжимного выступа 48 в направлении первого зажимного элемента 18 и при этом разжимаются радиально вовне. Уже ранее перекрывшие стенку 66 бака на первой стороне 72 элементы 34 зазубрин, вследствие этого, перемещаются ещё дальше радиально вовне, так что достигается усиленное перекрытие на первой стороне 72.
Для предотвращения чрезмерного разжимания или соскальзывания разжимных плеч 30 они имеют, соответственно, выступающий аксиально в направлении первого зажимного элемента за пределы зон 32 зазубрин, ограничивающий разжим участок 76, который может прилегать к поверхности внутренней периферии отверстия 70 в баке и, таким образом, определяет максимальную степень разжима разжимного плеча 30. При уже опирающихся на первую сторону 72 стенки 66 бака элементах 34 зазубрин дальнейшее винтовое движение второго зажимного элемента 22 приводит тогда к уже описанному ранее сжатию обоих уплотнительных элементов 56, 62 до тех пор, пока компрессионный элемент 58 не будет прилегать ко второй аксиальной стороне 54 элемента 42 контропоры, а элемент 42 контропоры своей первой аксиальной стороной 46 не будет прилегать ко второй стороне 74 стенки 66 бака.
В этом состоянии конструктивный узел 10 соединения с баком оказывается устойчивым и заданным образом установлен на стенке 66 бака, причём положение конструктивного узла 10 соединения с баком определяется не сжатием упругого конструктивного элемента, а опирающимися определённым образом друг на друга, стационарными конструктивными элементами. Поэтому, даже по истечении срока эксплуатационной службы возникающие в упругом материале усталостные явления не могут приводить к изменению положения конструктивного узла 10 соединения с баком. Также отсутствует возникающий вследствие упругости уплотнительного элемента зазор при движении между конструктивным узлом 10 соединения с баком и стенкой 66 бака.
Из соображений стабильности и устойчивости к коррозии в предпочтительном варианте все компоненты конструктивного узла 10 соединения с баком, за исключением обоих уплотнительных элементов 56, 52, осуществлены в виде металлических деталей. Разжимной элемент 26 может быть простым, экономичным и, тем не менее, стабильным образом осуществлён в виде литой формованной детали, а элемент 42 контропоры и компрессионный элемент 58 осуществлены в предпочтительном варианте в виде конструктивных элементов из специальной стали также, как и первый зажимной элемент 18 и второй зажимной элемент 22.
Первый зажимной элемент 18 может быть осуществлён, как представлено, в виде отдельного конструктивного элемента и, к примеру, посредством сплошного соединения установлен на соединительной трубе 12. В альтернативном варианте первый зажимной элемент 18 может быть установлен на соединительной трубе 12 также посредством того, что осуществлён монолитно с ней, то есть как единое целое, и изготовлен, к примеру, посредством деформации и/или обработки соединительной трубы со снятием стружки.