SE503221C2 - Anordning för dockning vid automatisk tankning av fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 503 221 2 vilken arbetar vid mikrovågsfrekvens, och en passiv transpon- der placerad på fordonet i en relativt tankningsröret förut- bestämd position.

I det svenska patentet nr 9202549-3 beskrives också en anord- ning för automatisk tankning, där en adapter som skall an- bringas på ett fordons tankningsrör finns beskriven. Denna adapter har ett konformat parti som är avsett att samverka med det nämnda första röret men också med det nämnda andra rörets fria ände när det andra röret förs ned genom adaptern till tankningsröret.

Eftersom i stort sett alla fordons tankningsrörs mynning bildar en vinkel mot vertikalplanet fordras det med kända robothuvuden att det konformade partiet lutar mindre mot vertikalplanet och helst ligger i vertikalplanet eftersom robotens första och andra rör förflyttas horisontellt i riktning mot fordonet vid dockning mellan roboten och fordo- net.

Föreliggande uppfinning löser problemet med att olika fordons tankrörs mynnings plan bildar olika vinkel mot vertikalplanet genom ett särskilt robothuvud och en särskild adapter.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en anordning för dockning vid automatisk tankning av fordon, främst bilar, där en robot förefinns innefattande ett robothuvud, vilket är rörligt relativt roboten för att medelst ett positionerings- system kunna positioneras till en förutbestämd position rela- tivt fordonets tankrör, där robothuvudet i dess fria främre ände har ett parti utformat som en stympad kon, vilket parti är avsett att under nämnda positionering dockas med ett motsvarande koniskt parti hos en adapter anordnad att fästas vid tankrörets övre mynning och där robothuvudet innefattar ett rör, vars fria främre ände efter dockningen är anordnat att utskjutas genom robothuvudet till ett läge nere i tank- röret, varefter bränsle påfylles genom röret och utmärkes av, 10 15 20 25 30 35 503 221 3 att robothuvudet innefattar en i väsentligen axiell led bakre del och en främre del, där den bakre delen är infäst i robo- ten och där den främre delen är uppburen av den bakre delen medelst en fjäder, som medger att den främre delen från ett viloläge kan förskjutas ett stycke mot den bakre delen och vinklas relativt den bakre delen av, att den främre delen har en axiellt framåt utskjutande fläns, som sträcker sig utefter en nedre del av den främre delens periferi, av att flänsen har en form sådan att den passar mot adapterns mantelyta vid en nedre del av adapterns periferi av, att adapterns kon- formade parti ligger i vertikalplanet eller bildar en vinkel mot vertikalplanet sådan att partiet är snett uppåtriktat i på tankröret monterat skick och av, att vid en dockning mellan den främre delen och adaptern roboten är anordnad att positionera den främre delen så att flänsen kommer till anliggning mot nämnda nedre del av adapterns mantelyta samt av, att roboten därefter är anordnad att föra den bakre delen i riktning mot adaptern, varigenom den främre delen mot nämnda fjäders kraft vinklas till en vinkel där adapterns och den främre delens koniska ytor kommer till anliggning mot varandra.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel av uppfin- ningen, där - figur 1 visar en sidovy av den främre delen av robothuvudet - figur 2 visar en sidosnittvy av den främre delen av robot- huvudet - figur 3 visar ett axiellt tvärsnitt genom en adapter enligt uppfinningen - figur 4 visar adaptern sedd från vänster i figur 3 - figur 5 visar adaptern enligt figur 3 sedd från sidan - figur 6 visar robothuvudets främre del sedd ovanifrån i ett första vridningsläge - figur 7 visar det i figur 6 visade underifrån, d.v.s. ro- bothuvudets främre del rakt framifrån i ett första vridnings- läge 10 15 20 25 30 35 503 221 4 - figur 8 visar adaptern sedd ovanifrån - figur 9 visar robothuvudets främre del sedd ovanifrån i ett andra vridningsläge och där det dockat med adaptern - figur 10 visar robothuvudets främre del rakt framifrån i ett andra vridningsläge - figur 11a - 11f visar en dockningssekvens - figur 12a - 12c visar en.dockningssekvens - figur 13 visar det i figur 12a visade i ett snitt - figur 14 visar det i figur 12c visade i ett snitt.

I figur 1 och 2 visas en sidovy av den främre delen av ett robothuvud 1 i ett läge före dockning med en adapter 2 fästad vid ett fordons tankrör 42, se figur 3 - 5. Robothuvudet tillhör en icke visad lämplig känd robot. Robothuvudet 1 är rörligt relativt roboten för att kunna positioneras till en förutbestämd position relativt fordonets tankrör 2, eller närmare bestämt relativt adaptern 3.

Positioneringen sker medelst ett elektroniskt positionerings- system innefattande en första del förefintlig vid robothuvu- det och en andra del placerad på ett förutbestämt ställe på fordonet. Företrädesvis är positioneringssystemet av det inledningsvis nämnda slaget, där den andra delen är en passiv transponder som är monterad på fordonet i närheten av, eller _på, fordonets tankningslucka. Emellertid är det elektroniska positioneringssystemet inte av betydelse för föreliggande uppfinning.

Robothuvudet innefattar en tankningspistol, vilken i sin tur innefattar ett yttre rör 4 i form av en bälg och ett inuti detta och ut ur detta förskjutbart inre rör 5. Det inre röret visas med streckade linjer i figur 2. Det yttre röret 4 har i dess fria främre ände ett parti 6 utformat som en stympad kon, vilket parti är avsett att under nämnda positionerning dockas med ett motsvarande koniskt parti 7, i form av en stympad kon, tillhörigt nämnda adapter 3 som är fästad vid tankrörets övre mynning. Det inre rörets 5 fria främre ände 8 10 15 20 25 30 35 503 221 5 efter dockningen är anordnat att utskjutas till ett läge nere i tankröret, varefter bränsle påfylles genom det inre röret.

Företrädesvis är adaptern försedd med ett lock 11 som är ledat kring en axel 12. Locket är i figur 3 i sitt öppna läge. När det inre röret 5 skjuts ut ur det yttre röret 4 och ned i tankröret 2, trycks locket mot en fjäderkraft nedåt i tankröret 2.

Enligt uppfinningen innefattar robothuvudet en i väsentligen axiell led bakre del 13 och en främre del 14, där den bakre delen är infäst i roboten och där den främre delen 14 är upp- buren av den bakre delen 13 medelst en fjäder 15 som medger att den främre delen 14 från ett viloläge kan förskjutas ett stycke i riktning mot den bakre delen 13 och vinklas relativt den bakre delen 13. I figur 1 visas med streckade linjer 14' ett sådant vinklat läge hos den främre delen 14.

Enligt ett föredraget utförande är fjädern 15 en spiralfjäder av stål. Det är dock tänkbart att istället använda en eller flera bladfjädrar eller andra fjädrar som ger samma funktion.

Den främre delen 14 har ett centralt genomgående hål för det inre röret 5, genom vilket det inre röret utskjuter vid tankning. Lämpligen har även den bakre delen ett motsvarande genomgående hål.

Den främre delen 14 har en axiellt framåt utskjutande fläns 16, som icke är visad i figur 1 och 2, som sträcker sig utefter en nedre del 17 av den främre delens 14 periferi 18, se figur 9 och 10. Flänsen 16 har en form sådan att den passar mot adapterns 3 mantelyta 19 vid den nedre delen 20 av adapterns periferi 21, se figur 3 - 5.

Adapterns 3 konformade parti 7 ligger i vertikalplanet eller bildar en vinkel mot vertikalplanet sådan att partiet är snett uppåtriktat i på tankröret monterat skick, såsom il- 10 15 20 25 30 35 503 221 6 lustreras i figur 11, där vertikalplanet anges med ett streck 220 Vid en dockning mellan den främre delen 14 och adaptern 3 är roboten anordnad att positionera den främre delen 14 så att flänsen 16 kommer till anliggning mot nämnda nedre del 20 av adapterns mantelyta 21. Detta läge illustreras i figur lla och llb. I figur llb har den främre delen kommit till an- liggning mot adaptern så att flänsens 16 underkant kommit till anliggning mot adapterns mantelyta 21. Detta sker genom att robothuvudet 1 under styrning medelst det nämnda positio- neringssystemet rör sig mot adaptern och i slutet av rörelsen rör sig väsentligen horisontellt i riktning mot och fram till adaptern 3.

Roboten är därefter anordnad att föra den bakre delen 13 i riktning mot adaptern 3, varigenom den främre delen 14 mot nämnda fjäders 15 kraft vinklas till en vinkel där adapterns och den främre delens koniska ytor kommer till anliggning mot varandra. I figur 11f illustreras en sådan fullbordad dock- ning. I figurerna 11a till llf illustreras i steg en dock- ningsoperation; Det framgår att den främre delen 14 genom att flänsen anligger mot adapterns underkant successivt vinklas eller vrids in över adaptern till det slutliga docknings- läget.

Enligt en föredragen utföringsform är den nämnda främre delen 14 i sitt viloläge något uppåtriktad, företrädesvis så att dess logitudinella axel i viloläge bildar en vinkel av 5 till 15 grader mot horisontalplanet. Detta läge visas i figur 11a, men inte i figur 1. Horisontalplanet indikeras med linjen 23.

Detta utförande medger en något bättre funktion vid det inledande skedet av dockningen, speciellt då adapterns kon- formade parti ligger nära eller i vertikalplanet såsom illu- streras i figur 5.

Enligt ett föredraget utförande av sistnämnda särdrag finns 10 15 20 25 30 35 503 221 7 en wire 24 eller motsvarande löpande mellan den bakre delen 13 och den främre delens 14 övre parti 25, se figur 2. Wiren 24 har en sådan längd att under inverkan av fjäderkraften den främre delen 14 blir något uppåtriktad.

Blecket 26 har ingen funktion att uppbära den främre delen 14, utan tillhör en säkerhetsanordning.

Den hittills beskrivna anordningen medför således att adap- terns konformade parti kan bilda en i stort sett godtycklig vinkel mot vertikalplanet. Försök har visat att adapterns konformade parti kan bilda en vinkel från 0 grader, se figur 5 upp till en vinkel av omkring 75 grader mot vertikalplanet utan att dockningsoperationen misslyckas.

Föreliggande uppfinning löser således det inledningsvis nämnda problemet, vilket i sin tur innebär att i stort sett alla bilar kan förses med en och samma adapter trots att fordonens tankrörs lutning mot horisontalplanet varierar kraftigt från fordon till fordon. Även om anordningen klarar det ovannämnda stora vinkelområdet är det inte föredraget att använda en och samma adapter till bilar vars tankrörs vinkel varierar kraftigt bilarna emellan.

I figur lla - llf visas en adapter som är helt rak, d.v.s. där dess övre öppning ligger i ett plan parallellt med dess nedre öppning. Denna adapter är avsedd för ett vinkelområde där tankrörets axel bildar en vinkel mot horisontalplanet inom ett intervall mellan 0 grader och ungefär 45 grader. När tankröret bildar en större vinkel mot horisontalplanet såsom är fallet enligt figur 12a - 12c, används lämpligen en adap- ter 39 som är så utförd att dess nedre öppnings 40 plan bildar en vinkel med dess övre öppnings 41 plan, se figur 13, i syfte att minska den övre öppningens plans vinkel mot vertikalplanet. En dylik adapter 39 kan användas i ett vinke- lområde där tankrörets axel bildar en vinkel mot horisontal- planet inom ett intervall mellan omkring 30 grader och unge- 10 15 20 25 30 35 503 221 fär 75 grader.

Emellertid positioneras inte den främre delen 14 i rota- tionsled medelst det hittills beskrivna utförandet. Det finns nämligen i vissa fall ett behov av att positionera den främre delen i ett exakt läge relativt adaptern, där också den främre delen har rätt vridningsläge kring sin longitudinella axel relativt adaptern. Detta behov finns då det förekommer sensorer 27, 28, se figur 7, vid adapterns konformade parti och motsvarande delar av sensorerna på den främre delen.

Dessa sensorer, som exempelvis kan vara av induktivt slag, kan innehålla information om vilken typ av bränsle som skall påfyllas, vilket den överför till sensordelen i den främre delen 14. Sensorerna bekräftar också en korrekt dockning.

Enligt en föredragen utföringsform har därför nämnda fläns 16 ett i sina båda ändar avfasat parti 29, 30 utgörande styr- ytor, se figur 6, 7 och llb. Dessa styrytor är anordnade att samverka med på adaptern 3 utskjutande styrpinnar eller styr- lister 31, 32, se figur 4, llb och lle. Styrlisterna är så placerade att när dockning skett löper styrlisterna 31, 32 vinkelrätt mot flänsen 16 och befinner sig vid övergången 33 mellan de avfasade partierna och den främre delens framåt vettande yta eller något vid sidan om nämnda övergång, se figur 7 och 11f.

Om den främre delen är vriden i förhållande till adaptern, såsom illustreras i figur 7, medan figur 10 visar rätt vrid- ningsläge, kommer en av styrytorna 29, 30 att komma i kontakt med en av styrlisterna 31, 32 såsom illustreras i figur lld.

När den främre delen 14 pressas fram mot adaptern kommer härvid den främre delen att vrida sig som en följd av att styrytan på dess ena sida kommer att glida i förhållande till en styrlist 32. Detta illustreras vid en jämförelse mellan figur lld och lle. 10 15 20 25 30 35 5(Å)3 221 9 I figur 11 f visas att det skett en ytterligare vridning sedan styrlisten 32 kom att anligga mot övergången 33. Denna ytterligare vridning har inte skett under inverkan av styr- ytorna och styrlisterna.

Den ytterligare vridningen från det att styrlisten 32 anlåg mot övergången 33 till det i figur llf visade läget utförs enligt ett föredraget utförande av den främre delen 14 och adaptern 3 som beskrives nedan.

Enligt detta utförande förefinns i adapterns 3 konformade partis 7 yta en väsentligen v-formad fördjupning 34, se figur 3, 4 och 8. Denna fördjupning är anordnad att samverka med ett framåt från den främre delen 14 utskjutande organ 35, se figur 6, 7, 9 och 10. Detta organ är lämpligen en stålpinne.

Organet 35 är så placerat att vid fullbordad dockning, se figur 9, organets spets befinner sig i den v-formade för- djupningens spetsformade botten 36.

När således först en viss invridning skett medelst nämnda styrytor och styrlister kommer organets 35 spets i kontakt med fördjupningen 34, varvid organets spets träffar fördjup- ningens väggar, exempelvis vid en punkt 37 i figur 6, 7, och glider mot fördjupningens väggar under det att den främre delen 14 vrids till dess organets 35 spets når fördjupningens botten, såsom illustreras i figur 9.

I sistnämnda läge har en exakt invridning av den främre delen skett så att den har rätt vridningsläge i förhållande till adaptern.

Givetvis kan man använda endast styrytor och styrlister och således inte organet 35 och fördjupningen 34, eller alterna- tivt endast organet 35 och fördjupningen 34, beroende på hur noggrann invridning som erfordras respektive hur noggrant vridningsläge den främre delen 14 har vid dockningens in- ledningsfas. 10 15 503 221 10 Beroende på behov kan nämnda fläns sträcka sig utmed en kortare eller längre del av den främre delens periferis längd. Enligt en föredragen utföringsform sträcker sig nämnda fläns 16 utmed den främre delens periferi som en cirkelbåge med en cirkelbågsvinkel som ligger i ett intervall mellan 45 och 270 grader längs periferin.

Ovan har utföringsexempel angivits. Givetvis kan den främre delens 14 liksom adapterns detaljutformning varieras utan att dessa delars avsedda funktioner frångås. Exempelvis kan flänsen modifieras så att den inte är obruten utan att den ersätts av ett antal bredvid varandra utskjutande flänsav- snitt med mellanrum mellan närliggande flänsavsnitt.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 503 221 ll Patentkrav

1. Anordning för dockning vid automatisk tankning av fordon, främst bilar, där en robot förefinns innefattande ett robot- huvud vilket är rörligt relativt roboten för att medelst ett positioneringssystem kunna positioneras till en förutbestämd position relativt fordonets tankrör, där robothuvudet (1) i dess fria främre ände har ett parti (6) utformat som en stympad kon, vilket parti är avsett att under nämnda posi- tionering dockas med ett motsvarande koniskt parti (7) hos en adapter (3) anordnad att fästas vid tankrörets (2) övre myn- ning och där robothuvudet innefattar ett rör (5), vars fria främre ände efter dockningen är anordnat att utskjutas genom robothuvudet (1) till ett läge nere i tankröret, varefter bränsle påfylles genom röret (5), k ä n n e t e c k n a d a v, att robothuvudet innefattar en i väsentligen axiell led bakre del (13) och en främre del (14), där den bakre delen (13) är infäst i roboten och där den främre delen (14) är uppburen av den bakre delen (13) medelst en fjäder (15), som medger att den främre delen (14) från ett viloläge kan för- skjutas ett stycke mot den bakre delen (13) och vinklas relativt den bakre delen av, att den främre delen (14) har en axiellt framåt utskjutande fläns (16), som sträcker sig utef- ter en nedre del (17) av den främre delens periferi (18) av, att flänsen (16) har en form sådan att den passar mot adap- terns (3;39) mantelyta (19) vid en nedre del (20) av adap- terns periferi (21) av, att adapterns konformade parti (7) ligger i vertikalplanet eller bildar en vinkel mot vertikal- planet sådan att partiet (7) är snett uppåtriktat i på tank- röret (42) monterat skick och av, att vid en dockning mellan den främre delen (14) och adaptern (3;39) roboten är anordnad att positionera den främre delen (14) så att flänsen (16) kommer till anliggning mot nämnda nedre del (20) av adapterns mantelyta (19) samt av att roboten därefter är anordnad att föra den bakre delen (13) i riktning mot adaptern (3;39), varigenom den främre delen (14) mot nämnda fjäders kraft vinklas till en vinkel där adapterns och den främre delens 10 15 20 25 30 35 503 221 12 koniska ytor (6;7) kommer till anliggning mot varandra.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda fjäder (15) är en spiralfjäder.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att den nämnda främre delen (14) i viloläge är något uppåtriktad, företrädesvis så att dess logitudinella axel i viloläge bildar en vinkel av 5 till 15 grader mot horisontal- planet.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att en wire (24) eller motsvarande finns löpande mellan den bakre delen (13) och den främre delens (14) övre parti (25), vilken wire har en sådan längd att under inverkan av fjäder- kraften den främre delen (14) i viloläge är något uppåtrik- tad.

5. Anordning enligt krav 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k- n a d a v, att nämnda fläns (16) har ett i sina båda ändar avfasat parti (29,30) utgörande styrytor anordnade att sam- verka med på adaptern (3;39) utskjutande styrpinnar eller styrlister (31,32) så placerade att när dockning skett styr- listerna löper vinkelrätt mot flänsen (16) och befinner sig vid övergången (33) mellan de avfasade partierna (29,30) och den främre delens (14) framåt vettande yta eller något vid sidan om nämnda övergång.

6. Anordning enligt krav 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k- n a d a v, att i adapterns (3) konformade partis (7) yta förefinns en väsentligen v-formad fördjupning (34) anordnad att samverka med ett framåt från den främre delen (14) ut- skjutande organ (35), vilket organ är så placerat att vid dockning organets (35) spets befinner längst ned den v-forma- de fördjupningen (34).

7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - 503 221 13 t e c k n a d a v, att nämnda fläns (16) sträcker sig utmed den främre delens periferi som en cirkelbåge med en cirkel- bågsvinkel som ligger i ett intervall mellan 45 och 270 grader längs periferin.