| 【発明の名称】 |
真空絶縁された導管端部を結合する継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】クラウス トカ
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| 【要約】 |
【課題】継手ボックスと継手プラグとを介して、真空絶縁された導管端部を結合する継手であって、極低温媒体を案内するために設けられ、それぞれ外側の導管端部に導管端部を閉鎖する手段を有している形式のものを改良して、弁状の前記手段が規定されて遠隔制御されて開放又は閉鎖でき、操作及び操作ミスでの安全性が公知の継手に比較して改善されるようにすること。
【解決手段】継手プラグ（１０）が前記手段の１つと結合された制御ユニット（４３）を有し、該制御ユニット（４３）が制御圧で負荷されて前記手段の少なくとも１つを開放すること。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 極低温媒体を案内するために設けられた継手ボックスと継手プラグとを介して、真空絶縁された導管端部を結合する継手であって、それぞれ外側の導管端部に導管端部を閉鎖する手段を有している形式のものにおいて、継手プラグ（１０）が前記手段の一方（２９）と結合された制御ユニット（４３）を有し、該制御ユニット（４３）が制御圧で負荷されて少なくとも前記一方の手段（２９）を開放することを特徴とする、真空絶縁された導管端部を結合する継手。
【請求項２】 制御ユニット（４３）が前記手段（２９）の制御部材（３６）と結合されており、制御部材（３６）が継手ボックス（１１）と継手プラグとの分離面（２７）を越えて移動し、継手プラグ（１０）と継手ボックス（１１）との導管端部（１２，１３）を開放する請求項１記載の継手。
【請求項３】 制御ユニット（４３）がベロー（４４）、有利には金属ベロー又はピストンシリンダユニットとして構成され、制御導管（４６）と接続された内室（４５）を有している、請求項１又は２記載の継手。
【請求項４】 制御ユニット（４３）が導管端部内に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の継手。
【請求項５】 制御部材（３６）が制御ユニットと結合された制御棒を有し、該制御部材（３６）がシール（３８）を保持し、該シール（３８）がばね部材（４１）の力又はベロー（４４）のばね特性で、導管端部（１２）に設けられたシール面（４２）に接触している、請求項１から４までのいずれか１項記載の継手。
【請求項６】 前記シール（３８）がばね力で導管端部の外側からシール面（４２）に向かって引っ張られている、請求項５記載の継手。
【請求項７】 制御棒が継手ボックスに向いた側にセンタリング部材（３５）を有している、請求項５又は６記載の継手。
【請求項８】 導管端部が極低温媒体の供給及び／又は排出のために２本の導管（５０，５１）と接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の継手。
【請求項９】 導管端部（１２）が継手ボックスに向けられた端面に少なくとも１つのリング状の継手面（２５，２６）を有し、該継手面の上に少なくとも１つのシール（２３，２４）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の継手。
【請求項１０】 継手ボックス（１１）が導管端部（１３）内に配置された閉鎖体（３０）を有し、該閉鎖体（３０）がシール（３１）を保持し、該シール（３１）がばね部材（３２）の力で導管端部に設けられたシール面（３３）に接触している、請求項１から９までのいずれか１項記載の継手。
【請求項１１】 前記シール（３１）がばね力でシール面（３３）に押し付けられている、請求項１０記載の継手。
【請求項１２】 前記閉鎖体（３０）が端面にセンタリング部材を受容する構造を有している、請求項１０又は１１記載の継手。
【請求項１３】 両方の導管端部の前記手段（２８，２９）が継手ボックスと継手プラグとの分離面（２７）に直接的に隣接して配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の継手。
【請求項１４】 前記手段（２８，２９）のシール（３１，３８）と周囲媒体及び極低温媒体に対してシールするためのシール（２３，２４）が分離面（２７）にすぐ隣接して配置されかつ解離可能である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の継手。
【請求項１５】 継手プラグと継手ボックスとの結合が錠止部材（１４）を介して行なわれ、該錠止部材（１４）が継手プラグに支えられ、継手ボックスを継手面（２５，２６）に向かって引っ張るようになっており、継手面の間でシール（２３，２４）が緊密に接触している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の継手。
【請求項１６】 錠止部材（１４）が緊急錠止解除装置を介し継手プラグと継手ボックスとの錠止が直接、有利には閉鎖過程の直後に解離可能である、請求項１５記載の継手。
【請求項１７】 継手プラグがタンク個所抽出柱の部分としてかつ継手ボックスが自動車のタンク閉鎖部として構成されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の継手。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は極低温媒体を案内するために設けられた継手ボックスと継手プラグとを介して、真空絶縁された導管端部を結合する継手であって、それぞれ外側の導管端部に導管端部を閉鎖する手段を有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】極低温媒体のためには結合機構及び導管端部開閉手段に関し、２つのグループに分けることができる継手がすでに公知である。
【０００３】ＤＥ１９５１６０２９Ｃ１号、ＤＥ４０４１３３７Ａ１号及びＤＥ４３３９６７６Ａ１号明細書によれば、極低温媒体のための継手であって、継手プラグと継手ボックスとを有しているものが公知である。継手プラグは継手ボックスに差込まれ、、真空絶縁された外側の継手ケーシングがオーバラップし、継手ケーシングの外に配置された結合部材が継手ボックスに設けられた対応部材に係合させられる。結合は継手プラグを継手ボックスと螺合させることで成される。その際に継手プラグが継手ボックス内に移動させられる過程の間に、継手はまず周辺媒体に対してシールされ、次いで導管端部を閉鎖する手段が開かれる。弁状の手段は、継手がこのように構成されている場合には、分離面から遠く離れて継手ボックス内で継手平面に配置されている。
【０００４】分離面においては継手プラグと継手ボックスとの外側の端面とが直接的に向き合っている。
【０００５】継手平面においては導管端部を閉鎖する手段が直接的に向き合っている。この手段は開放するか又は閉鎖することができ、前記手段が開放された場合に極低温媒体は継手プラグの導管端部から継手ボックスの導管端部に向かって流れることができる。
【０００６】さらにＤＥ４１０４７１１Ａ１号及びＵＳ４３３５７４７Ａ１号明細書によれば、周辺媒体に対するシールが前記手段の開／閉から離れて、分離面にすぐ隣接して球コックを介して行なうことが公知である。継手プラグと継手ボックスとの結合は分離面における機械的な部材を介して行なわれる。この継手は同様に分離面から遠く離れて継手ボックス内に配置された弁状の手段を有しており、該手段の開放は分離面を越えてかつ開放された球コックを通って継手平面まで機械式に移動可能な継手プラグの導管端部を介して行なわれる。継手プラグの導管端部はこのためには、フレキシブルに波形ホースとして構成されている。
【０００７】前記公知の継手の形状接続によるねじ結合は弁状の前記手段を開放するためには使用できる解決を成さない。なぜならばＤＥ４０４１３３７Ａ１号において提案されているキャップナットの自動的な回転に際しての費用がきわめて大きくかつ専門家でない人によってはもはや取り扱うことのできない構造を、継手の大きさと重量とに関してもたらすからである。これに対し、ＤＥ４１０４７１１Ａ１号で提案されている解決策、つまり、ねじピンの回転を介して導管端部を、該導管端部が弁状の前記手段を開くまで移動させることは、前記手段と、継手プラグと継手ボックスとの間のシールを保証する構成とに、複雑すぎる構造をもたらす。しかしながらＤＥ１９５１６０２９Ｃ１号に開示された継手プラグと継手ボックスとを互いに差嵌めかつ結合することを、レバー偏心体又は別の媒体で作動されたシリンダを用いて行なう示唆は、先の公知技術で示された方法、つまり継手ケーシングを相対運動を介して互いに結合することを越えるものであるに過ぎない。この場合には、弁状の前記手段は分離面から遠く離れて継手ボックス内に配置されている。差込み／押込み結合は、継手ボックスがタンク充填装置（タンク閉鎖部）として自動車にかつ継手プラグがガソリンスタンドの給油柱に配置されていると安全技術的に不満である。何故ならば差込み結合は結合した状態で走行した場合に、継手プラグが継手ボックスから分離平面にて解かれかつ継手プラグが継手ボックスに対し継手平面に配置されていても、重い損傷をガソリンスタンド及び／又は自動車にもたらす。さらに自動車の極低温燃料タンクを充填する場合に継手の操作が専門家以外の人によって行なわれるので、操作員が深冷の極低温燃料と接触しないように、継手を簡単にかつ安全に構成することが必要になる。
【０００８】したがって極低温媒体のための継手であって、公知技術の欠点を回避できるものが望まれいている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は極低温媒体のための継手であって、弁状の手段が規定されて遠隔制御されて開放又は閉鎖可能でありかつ操作する場合及びミス操作の場合の安全性を公知の継手に対して改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、冒頭に述べた形式の継手において請求項１の特徴によって解決された。
【００１１】本発明の有利な別の構成は従属請求項に記載されている。
【００１２】本発明の継手を遠隔制御して操作することによって極低温媒体の流路は差込み／押込み運動とは無関係に直接的に解放される。この場合、継手プラグと継手ボックスとの間の解離可能でかつ緊急時に錠止解除可能な結合は別のステップであらかじめ行なわれる。これにより継手の操作者が極低温媒体と接触することが阻止される。何故ならば操作者は継手プラグと継手ボックスとを結合させるだけでよく、前記手段の開放は継手から離れて操作部材を介して行なわれるからである。この場合、前記手段の開放は自動的に所定の時間に亘って、例えば硬貨又はチップ投入又はキャッシュカードの走査により行なうこともできる。
【００１３】制御費用は、両方の導管端部を閉鎖する手段が、同じ方向の開放方向を有し、制御圧、有利には制御ガスで負荷された制御ユニットが制御部材を分離面を越えて移動させ、その際に両方の弁状の前記手段を開放するようにすると低減させることができる。この場合には継手プラグに設けられた制御部材は制御棒として構成され、該制御棒はシールを保持し、該シールがベローのばね部材の力で、導管端部に構成されたシール面に向かって引き付けられているのに対し、継手ボックスの閉鎖体により保持されたシールはばね部材又はベローの力で、導管端部に設けられたシール面に押し付けられている。制御ユニットが外へ移動することに基づき制御棒が継手ボックスに対し軸方向に移動すると、制御棒のシールはシール面から離れる。同時に制御棒は閉鎖体をばね部材又はベローのばね特性に抗して坐部から離すので、閉鎖体により保持されたシールは同様にシール面から離されかつ極低温媒体が継手プラグから継手ボックスへ流れることができる。
【００１４】特に簡単に構成された制御ユニットはベロー、有利には金属ベローを有し、該ベローの内室が制御導管と接続されている。該制御導管は他端で圧力ガス室に接続されている。制御導管内には遠隔制御可能な弁が配置されている。該弁は制御信号を介して開かれるか又は同時にベローを放圧することで閉じられる。もちろん制御ユニットはピストンシリンダユニットとして構成されていることもできる。
【００１５】制御ユニットが導管端部内に配置されていると継手の寸法を減少させかつ機械的な構造を著しく簡易化することができる。何故ならば導通部と接続部とが省略されかつ前記手段が直接的に制御ユニットと接続できるからである。
【００１６】制御棒と閉鎖体とのほぼ直線的な移動は、制御棒の端面に設けられたセンタリング部材によって達成される。このセンタリング部材は該センタリング部材を形状接続的に受容する継手ボックスにおける閉鎖体の対応部材に係合する。形状接続的な結合を介しては、案内された継手ボックスにおける閉鎖体にセンタリングされた制御棒の軸方向の案内が保証される。
【００１７】前記手段が閉じられている場合の低温移動は２本の導管により可能である。該導管は導管端部と結合されている。この場合、直径の小さい方の導管は充填導管として役立ち、この充填導管を通って深冷の媒体が導管端部に流入し、導管端部を予備冷却する。直径の大きい方の導管を介して、気化した媒体が流出する。継手の稼働中には極低温媒体は、できるだけ大きな質量流、ひいてはわずかな圧力損失で充填時間の短縮を実現できるために、両方の導管を通って流れる。
【００１８】継手プラグと継手ボックスの導管端部の結合は分離面に対してすぐ隣接して行なわれる。何故ならば両方の導管端部を閉鎖するためのすべての手段は分離面にすぐ隣接して設けられ、したがって分離面と継手面はほぼ共通の平面に位置しているからである。継手の取扱いはこれにより容易化される。何故ならば高級鋼から製作された継手ケーシングの差込み／押込み過程は省略されるからである。安全性はミスが発生した場合に形状接続による結合が継手プラグを継手ボックス内に保持しないので高められる。さらにすべてのシールは分離面にすぐ隣接して解離可能に配置され、ひいては接近可能である。欠陥のあるシールの交換は同様に簡単な形式で行なわれる。
【００１９】分離面における継手プラグと継手ボックスのシールは、有利には２つの継手面を介して行なわれる。これらの継手面にはそれぞれ１つのシールが配置されている。外側のシールは継手ケーシングを周辺媒体の侵入に対してシールしかつ氷結を阻止するのに対し、内側のシールは前記手段を極低温媒体の流出に対してシールする。結合された状態で、シールされたリング室を形成するシールによって暖かい周辺媒体と深冷の極低温媒体との結合が阻止される。
【００２０】継手プラグは継手ボックスに錠止部材を介して結合されている。この錠止部材は継手プラグに支えられ（固定支承部）かつ継手ボックスをシールを有する継手面に向かって引っ張る。このためには継手ボックスは外周にフランジを有し、該フランジが錠止部材のハーフシェル状の部材により背後から掴まれかつロッドを介して継手プラグ側に引っ張られる。この場合、シールは緊密に継手プラグと継手ボックスとの継手面に接する。さらに、導管端部内に前記手段が開放した場合に形成される流動圧は圧力に比例した押圧力を継手プラグ側のシールに生ぜしめる。有利には錠止部材は、錠止部材が緊急錠止解除装置を介して即座に、有利には内側の閉鎖過程のあとで解離可能で、継手プラグと継手ボックスとがすぐ自由に運動可能になっている。緊急錠止解除装置の１つの変化実施例は、継手に作用する適当な引っ張り力が越えられると、錠止部材の反転レバーを開きかつハーフシェル状の部材を有するロッドを解放する裂断紐として構成することができる。もちろん、専門家が設けることのできる多数の別の機械式、空気力式、液圧式、電気式又は磁力式の変化実施例が緊急錠止解除装置には存在するので、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２１】有利には継手プラグはガソリンスタンドの給油柱の１部でありかつ継手ボックス又は自動車のタンク閉鎖部に設けられている。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１に縦断面で示された継手は継手プラグ１０と継手ボックス１１を２本の導管端部１２，１３（図３のａ）を接続するために有している。継手プラグ１０を継手ボックス１１と結合することは錠止部材によって行なわれる。このためには継手プラグ１０の真空絶縁された継手ケーシング１６の上には、軸２１を中心として回転可能に支承されかつロッド１７において回転軸２１を中心として旋回可能に支承された反転レバー１５が設けられている。ロッド１７にはハーフシェル状の部材１８が固定されている。この部材１８は継手ボックス１１の真空絶縁された継手ケーシング２２のフランジ１９を掴み、軸２１を中心として反転レバー１５が旋回させられると前記フランジ１９を継手プラグのフランジ２０に向かって引っ張る。前記部材１８の運動を介して継手ボックス１１の真空ケーシング２２を、継手プラグ１０の、シール２３，２４を備えた継手面２５，２６に対して引っ張る、必要がある、機械的な力が作用させられる。
【００２３】各継手ケーシング１６，２２は継手プラグ１０と継手ボックス１１の全長に亘って延びる絶縁する真空室を形成する。該真空室は導管端部１２，１３において深冷の媒体が流過する場合に気化を阻止する。導管端部１２，１３は継手プラグ１０と継手ボックス１１との分離面２７まで達している。各導管端部１２，１３には導管端部１２，１３を開閉する、互いに向き合った手段２８，２９（図３のｃ）が分離面２７にすぐ隣合って配置されている。継手ボックス１１の手段２８は導管端部１３を閉じる閉鎖体３０を有している。該閉鎖体３０はＰＴＦＥから成るシール３１を保持している。閉鎖体３０はばね３２と媒体の力で負荷されてシール面３３に接触する（図３のｂ）。該シール面は拡大された導管端部１３内に配置されかつ導管端部１３の、角度を成して先細になった壁の形で構成されている。シール面３３に対して閉鎖体３０はシール３１でばね３２により押し付けられている。閉鎖体３０は切欠き３４を有し、該切欠き３４は継手プラグ１０のセンタリング部材への対抗部材として構成されかつ継手プラグ１０の前記センタリング部材３５を形状接続で受容する。
【００２４】導管端部１２を開閉するための継手プラグ１０の手段２９は分離面２７にすぐ隣接して配置されておりかつ継手側に向いて開いた切欠き３７を有している。該切欠き３７はＰＴＦＥから成るシール３８を保持している。前記シール３８はセンタリング部材３５のフランジ３９により上方から覆われている。センタリング部材３５はねじ４０を介して、導管端部１２の自由側から、制御棒３６と解離可能に結合されている。制御棒３６はシール３８でばね４１を介してシール面４２に向かって引っ張られている。シール面４２は拡大された導管端部１２に設けられている。制御棒３６はベロー４４として構成された制御ユニット４３と結合されている。この制御ユニット４３は内室４５を有し、該内室４５は制御導管４６を介して、図示されていない圧力室と結合されている。内室の制御流体は図示されていない制御手段を介して制御導管４６を経て内室４５に供給される。
【００２５】制御棒３６の行程を制限する部材４７、例えばねじは、制御棒３６の内室４５に向いた側にねじ込まれておりかつ制御棒３６の行程は、前記部材４７のための貫通孔が該部材４７のヘッド４９よりも小さい、内室に結合された接触面４８で制限されている。ねじ込み長さを介して制御棒の走行行程は制限される。これは制御棒が連結されていない状態で走出させられた場合にベロー４４が損傷することを阻止する。
【００２６】継手プラグの拡大された導管端部１２は２本の導管５０，５１を介して、極低温媒体を有する図示されていないタンクと結合されている。
【００２７】図３の（ａ）、（ｂ）が示すように、両方の継手ケーシング１６，２２は分離面２７において端面で互いに当接させられている。端面に設けられたセンタリングリング５２，５３は位置調整に役立つ。反転レバー１５と増力機構とを押し下げることによって継手プラグ１０と継手ボックス１１とが互いに引き寄せられかつ固定される。つまり外側のシール２４と２３は変形する。いまや外部に対してシールされたこの位置では極低温媒体の流れは可能ではなく、さらに継手プラグ１０と継手ボックス１１との間で結合面の形状接続によって縮小されたデット容積も無圧になる。制御圧を接続することでベロー４４の内室４５は圧力で負荷される。ベローはシール３８を保持する制御棒を、継手ボックスの端面に対して垂直に分離面２７から走出させる。この場合、継手ボックスの手段２８は継手プラグの手段２９と一緒に開放位置へもたらされる。両方の導管端部１２，１３はいまや互いに接続されかつ極低温媒体は流れることができる。媒体流の終了後、内室４５は制御導管４６を介して放圧される。ばね４１は制御棒３６をベロー４４と一緒に、シール３８がシール面３３に緊密に接触するまで移動させる。この過程は両方の導管端部１２，１３の圧力によって援助される。何故ならば有効なベロー及びシール面が付加的な閉鎖力を生起するからである。
【００２８】いまや継手は反転レバーの作動により分離可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００４０３８３
【氏名又は名称】メツサー グリースハイム ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＳＳＥＲ ＧＲＩＥＳＨＥＩＭ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２８日（１９９８．１２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６１８１５
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１７５（Ｐ２０００−１９３１７５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７４４０８ |
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