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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks, bei der die Einführkraft der Kraftstoffdüse genutzt wird, um einen Verschluss zu öffnen und das Befüllen des Kraftstofftanks zu gestatten.
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2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
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Eine bekannte Technologie dieser Art, die in der Druckschrift
WO 2005/077 698 A1 offenbart ist, sieht folgendes vor: einen Verschluss, der in der diametralen Richtung des Kraftstoffkanals bewegbar ist, einen Betätigungsring, der daran angepasst ist, dass er durch die Kraftstoffdüse gedrückt wird; und einen Verbindungsmechanismus für einen Arretiervorgang mit dem Betätigungsring zum Öffnen des Verschlusses. Gemäß dieser Gestaltung wird der Betätigungsring radial erweitert, indem der Betätigungsring mit dem Endstück der Kraftstoffdüse gedrückt wird, und die durch dieses radiale Erweitern erzeugte Verschiebung wird durch den Verbindungsmechanismus verstärkt, wodurch eine Öffnungsbewegung des Verschlusses erzeugt wird und das Einführen der Kraftstoffdüse ermöglicht wird.
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Jedoch überschreitet bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten System der Betrag der Verschiebung, die durch die radiale Erweiterung des Betätigungsrings erzeugt wird, nicht einige wenige Millimeter, und zum Öffnen des Verschlusses unter Verwendung dieses Betrages an Verschiebung ist ein hoher Verstärkungsfaktor an dem Teil des Verbindungsmechanismus erforderlich. Ein sich daraus ergebendes Problem war, dass die Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlusses aufgrund einer Reibungskraft beeinträchtigt werden konnte, die sogar bei einem geringfügigen Einfrieren des Verbindungsmechanismus und/oder Verschlusses auftrat. Ein zusätzliches Problem war, dass bei einer bevorzugten Gestaltung, bei der der gedrückte Teil des Betätigungsrings in zuverlässiger Weise durch die Kraftstoffdüse gedrückt werden kann und bei der die Einführkraft der Kraftstoffdüse genutzt werden kann, um das Öffnen des Verschlusses zu betätigen, der gedrückte Teil des Betätigungsrings sich in einem Einführkanal befindet, der lediglich geringfügig größer als der Umfang der Kraftstoffdüse ist, und der Einführkanal eine Länge derart hat, dass der gedrückte Teil eine erhebliche Entfernung entlang diesem gedrückt werden kann; wobei jedoch ein langer schmaler Einführkanal einer derartigen Gestaltung zu einer beeinträchtigten Leichtigkeit der Betätigung während des Kraftstoffdüseneinführens führt.
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Die
DE 10 2007 000 455 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. In dieser Vorrichtung ist ein Öffnungs-Schließteil in einem Sperrmechanismus integriert. Wenn eine Kraftstoffdüse den Sperrmechanismus drückt, wird eine Arretierung von Sperrteilen aufgehoben.
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In
DE 10 2007 000 183 A1 ist eine Kraftsstofftankbetankungsvorrichtung offenbart. Diese Kraftsstofftankbetankungsvorrichtung ist mit einem Tanköffnungsbildungselement, das einen über eine Einbringöffnung am Kraftstofftank angeschlossenen Kraftstoffpfad hat, und mit einem Schliessmechanismus ausgestattet, der durch einen Zapfhahn öffnet und schliesst.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks zu schaffen, die daran angepasst ist, in effizienter Weise die Einführkraft der Kraftstoffdüse zu nutzen, um den Verschluss in einer problemlosen Weise weit zu öffnen, und außerdem eine kompakte Größe und eine verbesserte Leichtigkeit bei den Tankvorgängen zu erwirken.
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Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Wenn bei der Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks gemäß der vorliegenden Erfindung die Kraftstoffdüse in den Einführkanal des Tankstutzendefinierelementes eingeführt wird, wird das Endstück der Kraftstoffdüse gegen das Drückelement des Drückmechanismus drücken. Die Verschiebungskraft des gedrückten Abschnittes wird als mechanische Energie in dem Verbindungsmechanismus gespeichert. Dann wird, wenn die Kraftstoffdüse das Einführdruckelement des Düsenerfassungsmechanismus erreicht und damit beginnt, gegen das Einführdruckelement zu drücken, der Arretierteil den Verschluss von der Schließposition zu der nicht arretierten Position schalten. Die mechanische Energie, die in dem Verbindungsmechanismus gespeichert worden ist, wird dadurch das Öffnen des Verschlusses bewirken. Der Verschluss gibt die Einführöffnung frei, um das Betanken durch diese hindurch aus der Kraftstoffdüse zu ermöglichen.
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Der Verbindungsmechanismus ist daran angepasst, dass er in der Form von mechanischer Energie die Verschiebungskraft des Drückelementes des Drückmechanismus ansammelt (speichert), wenn dieses durch das Endstück der Kraftstoffdüse gedrückt wird; und wenn das Endstück der Kraftstoffdüse gegen das Einführdruckelement des Düsenerfassungsmechanismus gedrückt hat, dann diese gespeicherte mechanische Energie zum Betätigen des Öffnens des Verschlusses zu nutzen. Demgemäß ist der Drückmechanismus nicht auf den Ort des Düsenerfassungsmechanismus beschränkt und kann sich bei einem beträchtlichen Abstand zu der Einführseite hin bis jenseits des Düsenerfassungsmechanismus so befinden, dass eine große Menge an mechanischer Energie, die unter Ausnutzung der erheblichen Verschiebung des Drückelementes gespeichert worden ist, zum Öffnen des Verschlusses zur Verfügung steht. Somit kann die Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlusses noch zuverlässiger stattfinden selbst wenn eine erhöhte Reibungskraft aufgrund eines Einfrierens des Verschlusses oder dergleichen auftritt.
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Der Drückmechanismus und der Düsenerfassungsmechanismus sind als separate Mechanismen ausgebildet, die voneinander innerhalb des Einführkanals beabstandet angeordnet sind; wobei genauer gesagt der Drückmechanismus sich an dem mit einer weiten Mündung versehenen Zugangseinlass des Einführkanals an seinem Einführöffnungsende befindet, während der Düsenerfassungsmechanismus sich nahe zu dem Verschluss befindet. Folglich kann die Kraftstoffdüse in einen Einführkanal eingeführt werden, der diese Art an großem Zugangseinlass hat, was somit eine verbesserte Leichtigkeit von Betankvorgängen mit sich bringt.
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Des Weiteren wird selbst dann, wenn das Drückelement des Drückmechanismus gegen die Kraftstoffdüse gedrückt wird, der Verschluss sich nicht öffnen, bis das Einführdruckelement des Düsenerfassungsmechanismus durch die Kraftstoffdüse gedrückt wird, und daher wird selbst dann, wenn Kraftstoff in unbeabsichtigter Weise aus der Kraftstoffdüse abgegeben wird, der Kraftstoff blockiert und nicht zu dem Kraftstofftank geliefert.
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Der Verschlussmechanismus ist so gestaltet, dass, wenn das Drückelement des Drückmechanismus einmal gegen die Kraftstoffdüse gedrückt hat, der Verschluss sich öffnet, wenn das Einführdruckelement des Düsenerfassungsmechanismus gedrückt wird, wodurch eine einfache Gestaltung geschaffen wird, die keinen Antriebsmechanismus wie beispielsweise Schalter oder Motoren erforderlich macht, um die Öffnungs- oder Schließbewegung zu verwirklichen.
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In einer anderen Gestaltung gemäß Anspruch 4 ist der Betätigungselementkörper am Verschluss gleitfähig eingebaut. Durch diese Gestaltung kann der Verbindungsmechanismus durch eine einfache Gestaltung verwirklicht werden. Hierbei kann das elastische Element eine Schraubenfeder sein, oder eine Feder kann angewendet werden, die aus Harz (Kunststoff) hergestellt ist.
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In einer wiederum anderen Gestaltung gemäß Anspruch 6 weist der Düsenerfassungsmechanismus ein Düsenerfassungselement auf, das an dem Stutzendefinierelement gestützt ist und ein U-förmiges Profil hat, das sich oberhalb des Verbindungselementes befindet; wobei sich das Einführdruckelement (die Einführdruckelemente) in dem Innenumfangsteil des Düsenerfassungselementes befindet (befinden); und die Arretierabschnitte sind an dem Ende des Düsenerfassungselementes angeordnet. Das elastische Element kann durch eine aus Harz (Kunststoff) ausgebildete Feder aufgebaut sein, die mit dem Düsenerfassungselement einstückig ausgebildet ist.
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Eine wiederum andere Gestaltung gemäß Anspruch 7 weist ein Einfüllstückeinlassdefinierelement, das einen Einfüllstückeinlass hat, der sich gegenüberstehend zu der Einführöffnung befindet; und ein Klappenventilmechanismus auf, der sich an der Kraftstofftankseite des Verschlusses befindet und daran angepasst ist, dass er gegen die Kraftstoffdüse gedrückt wird und einen Zugang zu der Einführöffnung öffnet. Bei dieser Gestaltung wird, wenn eine Kraftstoffdüse einer nicht korrekten Art in unbeabsichtigter Weise in den Einführkanal eingeführt wird, diese durch den Verschlussmechanismus blockiert, und es wird verhindert, dass sie in einen direkten Kontakt mit dem Klappenventilmechanismus gelangt, womit eine Beschädigung des Klappenventilmechanismus vermieden wird und auch der Bedarf an einem Klappenventilmechanismus per se, der im Hinblick auf die Möglichkeit eines derartigen Ereignisses stärker gestaltet werden muss, beseitigt wird.
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Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht des hinteren Abschnittes eines Kraftfahrzeuges, das mit einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wobei die Kraftstoffabdeckung offen dargestellt ist.
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2 zeigt eine Draufsicht auf den Stutzen der Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie 3-3 von 2.
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4 zeigt eine Schnittansicht des Verschlussmechanismus von 3.
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5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Verschlussmechanismus.
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Die 6A und 6B zeigen einen Düsenerfassungsmechanismus.
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7 zeigt den Betrieb der Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Kraftstofftanks.
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8 zeigt den Betrieb im Anschluss an 7.
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9 zeigt den Betrieb im Anschluss an 8.
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10 zeigt den Betrieb des Verschlussmechanismus.
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11 zeigt den Betrieb im Anschluss an 10.
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12 zeigt den Betrieb im Anschluss an 11.
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13 zeigt den Betrieb im Anschluss an 12.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(1) Gesamtgestaltung des Kraftstofftankschließsystems.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht des hinteren Abschnittes eines Kraftfahrzeuges, das mit einem Dieselverbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wobei die Kraftstoffabdeckung in offenem Zustand dargestellt ist. Eine wieder verschließbare Kraftstoffabdeckung FL, die einen Zugang zum Befüllen mit Kraftstoff (Leichtdieselöl) vorsieht, ist an dem hinteren Abschnitt des Kraftfahrzeuges gestützt. Die wieder verschließbare Kraftstoffabdeckung FL weist einen Abdeckkörper FLa auf, der mit den Konturen der Außenverkleidung des Fahrzeugkörpers konform ist und an der Außenverkleidung des Fahrzeugkörpers über ein Scharnier FLb gestützt ist. Der Raum, auf den bei offener Kraftstoffabdeckung FL zugegriffen werden kann, bildet eine Betankkammer FR, und eine Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks, die auf einer Basisverkleidung BP gestützt ist, befindet sich im Inneren dieser Betankkammer FR. Die Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks ist ein Mechanismus, der daran angepasst ist, dass er eine Lieferung von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank ermöglicht, ohne dass er eine Kraftstoffabdeckung (Tankdeckel) verwenden muss, und er hat eine derartige Gestaltung, dass, wenn die Kraftstoffabdeckung FL einmal geöffnet worden ist, durch einen Öffnungszugang zu dem Kraftstoffkanal unter Verwendung einer von außen aufgebrachten Kraft, die von der Kraftstoffdüse aufgebracht wird, Kraftstoff zu dem Kraftstofftank geliefert werden kann. Die spezifische Gestaltung dieser Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks ist nachstehend beschrieben.
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(2) Gestaltung und Betätigung der Teile
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2 zeigt eine Draufsicht auf den Stutzen der Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks; und 3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie 3-3 von 2. In 3 weist die Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks ein Tankstutzendefinierelement 11, das einen Kraftstoffkanal 11P hat, der mit einem (nicht dargestellten) Kraftstofftank verbunden ist; einen Verschlussmechanismus 20, der daran angepasst ist, dass er einen Zugang zu dem Kraftstoffkanal 11P öffnet oder schließt; und einen Klappenventilmechanismus 70 auf.
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(2)-1 Tankstutzendefinierelement 11
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Das Tankstutzendefinierelement 11 ist ein Rohr, das den Kraftstoffkanal 11P definiert und ein Verbindungsrohr 12, das eine Verbindung zu dem Kraftstofftank herstellt, ein Stutzendefinierelement 16, das an dem oberen Teil des Verbindungsrohrs 12 gesichert ist, und ein Einfülleinlassdefinierelement 18 aufweist, das an dem oberen Teil des Verbindungsrohrs 12 montiert ist.
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Das Verbindungsrohr 12 weist einen Abschnitt 12a mit sich verringerndem Durchmesser, der einen zu der Kraftstofftankseite hin zunehmend kleiner werdenden Durchmesser aufweist, und einen Geradrohrabschnitt 12b auf, der mit dem Abschnitt 12a mit sich verringerndem Durchmesser verbunden ist, wobei diese Abschnitte einstückig ausgebildet sind. Das Stutzendefinierelement 16 ist an der Oberseite des Verbindungsrohrs 12 eingebaut und weist eine Seitenwand 16a mit einer runden Röhrenform und eine obere Seite 16b auf, die mit der Seitenwand 16a einstückig ausgebildet ist. Der Abschnitt unterhalb der Seitenwand 16a definiert einen unteren runden Röhrenabschnitt 16f, der sich von einem Abschnitt 16e mit erweitertem Durchmesser erstreckt, der einen etwas erweiterten Durchmesser hat. Ein Zugangseinlass 16c ist in dem mittleren Abschnitt der oberen Fläche (obere Seite) 16b ausgebildet.
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Das Einfülleinlassdefinierelement 18 ist ein Element, das daran angepasst ist, die Oberseite des Verbindungsrohrs 12 zu sichern und ein Teil des Klappenventilmechanismus 70 zu stützen; wobei es einen kreisartigen Plattenabschnitt 18b, der einen Einfülleinlass 18a hat, der einen Teil eines Kraftstoffkanals 11P definiert; und einen dazu passenden Abschnitt 18c mit runden röhrenartigen Konturen aufweist, der von dem Außenumfang des kreisartigen Plattenabschnittes 18b vorragt und daran angepasst ist, dass er mit dem Verbindungsrohr 12 zusammenpasst.
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(2)-2 Verschlussmechanismus 20
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4 zeigt eine Schnittansicht des Verschlussmechanismus 20 aus 3. Der Verschlussmechanismus 20 ist ein Mechanismus, der so gestaltet ist, dass er eine Öffnungsbewegung erzeugt, wenn gegen ihn das Endstück einer Kraftstoffdüse FZ gedrückt wird, und hat als seine Hauptbestandteile ein Stützelement 19, einen Drückmechanismus 30, einen Verbindungsmechanismus 40, einen Verschluss 50 und einen Düsenerfassungsmechanismus 60.
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5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Verschlussmechanismus 20. Das Stützelement 19, das an dem Einfülleinlassdefinierelement 18 (siehe 3) eingebaut ist, weist eine Stützbasisplatte 19a in einer kreisartigen Scheibenform; eine Einführöffnung 19b, die so ausgebildet ist, dass sie durch die Stützbasisplatte 19a tritt; und bogenförmige Führungsabschnitte 19c, 19c in vorgeschriebener Breite auf, die an dem Außenumfang der Stützbasisplatte 19a ausgebildet sind. Die Einführöffnung 19b ist eine Öffnung mit im Wesentlichen dem gleichen Innendurchmesser wie der Einfülleinlass 18a (siehe 3) und soll für ein Einführen der Kraftstoffdüse passend sein.
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Der Drückmechanismus 30, ein Mechanismus, der so gestaltet ist, dass er den Verschluss 50 durch die Wirkung des Verbindungsmechanismus 40 im Ansprechen auf eine Kraft öffnet, die sich dann ergibt, wenn die Kraftstoffdüse FZ eingeführt worden ist, weist ein Drückelement 31 auf. Das Drückelement 31, das einen Drückelementkörper 32 mit einer Plattenform und einem Drehstützteil 33 hat, der an dem Ende des Drückelementkörpers 32 einstückig ausgebildet ist, ist in dem Stutzendefinierelement 16 durch einen Wellenkörper 35 axial gestützt (siehe 3). Der Drückelementkörper 32 hat an seiner oberen Fläche eine gekrümmte Fläche 32a, die gekrümmt ist, um einen problemlosen Kontakt mit der Kraftstoffdüse FZ vorzusehen. Auf dem Wellenkörper 35 ist eine Schraubenfeder (Drehfeder) 36 eingebaut, die den Drückelementkörper 32 in der Schließrichtung drängt. Aufgrund der Gestaltung des Drückmechanismus 30 wird sich, wenn der Drückelementkörper 32 durch die Kraftstoffdüse FZ gedrückt wird, der Drückelementkörper 32 um den Wellenkörper 35 entgegengesetzt zu der Federkraft der Feder 36 drehen.
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Der Verbindungsmechanismus 40, der ein Mechanismus ist, der so funktioniert, dass er die Verschiebungskraft des Drückelementes 30 als mechanische Energie ansammelt (speichert) und den Verschluss 50 mittels dieser gespeicherten mechanischen Energie öffnet, weist ein Verbindungselement 41; ein Gelenkelement 45 in einer Stabform zum mechanischen Kuppeln des Verbindungselementes 41 mit dem Drückmechanismus 30; und Federn 48 (Speicherelemente) zum Ansammeln (Speichern) von mechanischer Energie auf. Das Verbindungselement 41 weist einen Betätigungselementkörper 42 in der Form einer flachen Platte auf.
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Ein Krümmungsabschnitt 42a ist an dem vorderen Rand des Betätigungselementkörpers 42 ausgebildet. Erstreckungsabschnitte 43 sind an jeder Seite des Betätigungselementkörpers 42 ausgebildet. An jedem Erstreckungsabschnitt 43 sind ein Federstützrand 43a, der daran angepasst ist, dass er ein Ende der Feder 48 stützt, und ein Drückrand 43b ausgebildet, der daran angepasst ist, den Verschluss 50 zu drücken. Ein Gelenkstützabschnitt 44 ragt nach oben von dem oberen Ende des Betätigungselementkörpers 42 vor. Das Gelenkelement 45 weist einen Gelenkkörper 45a, der ein stabförmiges Element ist, auf, wobei sein oberer Rand drehbar über einen Stift 46 mit einem Gelenkstützabschnitt 34 gekuppelt ist, der von dem Boden des Drückelementkörpers 32 vorragt, während sein unterer Rand über einen Stift 47 mit dem Gelenkstützabschnitt 44 drehbar gekuppelt ist.
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Der Verschluss 50, der ein Mechanismus ist, der daran angepasst ist, dass er über das Stützelement 19 in einem Arretiervorgang mit dem Drückmechanismus 30 und dem Verbindungsmechanismus 40 gleitet, um einen Zugang zu der Einführöffnung 19b zu öffnen oder zu schließen, weist einen Verschlusskörper 51 in der Form einer im Wesentlichen rechtwinkligen Platte auf. Führungsrippen 52 zum Führen von beiden Seitenrändern des Verbindungselementes 41 sind an beiden Seiten des Verschlusskörpers 51 ausgebildet. Erstreckungsabschnitte 53, 53 sind außerdem an beiden Seiten des Verschlusskörpers 51 bei einem gewissen Abstand von den Führungsrippen 52, 52 ausgebildet. An jedem Erstreckungsabschnitt 53 sind ein Federstützabschnitt 53a, der daran angepasst ist, ein Ende der Feder 48 zu stützen, und eine Federunterbringungsvertiefung 53b ausgebildet. Die Federn 48 wirken als ein Speicherelement zum Speichern (Ansammeln) von Verschiebungskraft des Verbindungselementes 41 in der Form von mechanischer Energie vor dem Verschieben des Verschlusses 50. An dem Rand des Erstreckungsabschnittes 53 sind ein Drückrand 55, der daran angepasst ist, dass er durch den Drückrand 43b des Verbindungsmechanismus 40 gedrückt wird, und ein Arretierabschnitt 56 ausgebildet, der daran angepasst ist, dass er durch einen Abschnitt des Düsenerfassungsmechanismus 60 gedrückt wird, was nachstehend erläutert ist. Die Feder 36, die vorgesehen ist, um eine Federkraft dem Drückelement 31 mitzuteilen, bringt eine Drehkraft auf, die so wirkt, dass sie das Drückelement 31 zu ihrer Anfangsposition zurückkehren lässt, wenn das Drückelement 31 einmal eine Verschiebung zu der Öffnungsrichtung hin erfahren hat; wobei sie auch als ein Speicherelement zum Speichern von mechanischer Energie fungiert, die den Verschluss 50 zu der Schließrichtung hin verschiebt.
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Der Düsenerfassungsmechanismus 60 ist ein Mechanismus, der so gestaltet ist, dass durch das Endstück der Kraftstoffdüse FZ mit einem vorgeschriebenen Außendurchmesser gegen ihn gedrückt wird, wodurch der Verbindungsmechanismus 40 aus der arretierten Position freigegeben wird; und er weist ein Düsenerfassungselement 62 auf, das in einem Zusammenpassabschnitt 16d des Stutzendefinierelementes 16 eingebaut ist und das außerdem an dem Verbindungselement 41 gestützt ist. Das Düsenerfassungselement 62 weist Einführdruckelemente 63, 63, die so angeordnet sind, dass sie dem Einführkanal 20P an seinen beiden Seiten gegenüber stehen; einen Verbindungsarm 64, der die Einführdruckelemente 63, 63 verbindet; und Arretierabschnitte 66, 66, die von dem Boden an den Enden des Verbindungsarms 64 vorragen, auf, wobei diese Bauteile einstückig ausgebildet sind. Der Verbindungsarm 64 ist so gestützt, dass er über der oberen Fläche des Verbindungselementes 41 liegt. Jedes Einführdruckelement 63 hat einen Drückkörper 63a und eine geneigte (schräg angeordnete) Drückfläche 63b, die zu dem Einführkanal 20P hingeneigt ist und von dem Drückkörper 63a nach unten geneigt ist. Die geneigte Drückfläche 63b ist derart angeordnet, dass, wenn der Außendurchmesser des Endstücks der Kraftstoffdüse FZ gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Durchmesser ist, das Endstück der Kraftstoffdüse FZ gegen die Fläche drückt. 6 zeigt eine Darstellung des Düsenerfassungsmechanismus 60. Genauer gesagt ist mit D0 der Innendurchmesser des Einführkanals 20P gezeigt, der durch die gegenüberstehenden Innenrändern der Einführdruckelemente 63 definiert ist, ist mit Da der Außendurchmesser des Endstücks einer Dieselkraftstoffdüse FZ(a) gezeigt und ist mit Db der Außendurchmesser des Endstücks einer Benzinkraftstoffdüse FZ(b) gezeigt, wobei die Abmessungen derart eingerichtet sind, dass Db < D0 < Da gilt. Beispielsweise kann der Außendurchmesser Db auf 20 mm festgelegt sein, der Innendurchmesser D0 auf 22 mm festgelegt sein und der Außendurchmesser Da auf 25 mm festgelegt sein. Der Verbindungsarm 64 ist mit einer halbkreisartigen Ringform ausgebildet und wirkt als eine Feder mittels eines Verbindens der Einführdruckelemente 63, 63. Wie dies in 5 und 6 dargestellt ist, weisen die Arretierabschnitte 66, die durch Zonen definiert sind, die mit den Arretierabschnitten 56 an den Rändern des Verschlusses 50 in Eingriff und von diesen außer Eingriff gelangen, jeweils einen Arretierabschnittkörper 66a und eine Arretierklaue 66b auf, die zu dem entsprechenden Arretierabschnitt 56 von dem Außenumfangsteil des Arretierabschnittkörpers 66a vorragt. Das Düsenerfassungselement 62 ist über den Verbindungsarm 64 um den Zusammenpassabschnitt 16d des Stutzendefinierelementes 16 drehbar gestützt; und seine Drehung ist an dem Zusammenpassabschnitt 16d ausgemittelt, wobei die Arretierabschnitte 66 zwischen der arretierten Position und der nicht arretierten Position im Hinblick auf die Arretierabschnitte 56 geschaltet werden. Mittels dieser Gestaltung des Düsenerfassungsmechanismus 60 wird dieser, wenn die Kraftstoffdüse FZ(a) in den Einführkanal 20P eingeführt wird, wie dies in 6(B) gezeigt ist, gegen die geneigten Drückflächen 63b der Einführdruckelemente 63 drücken, wodurch bewirkt wird, dass die Arretierabschnitte 66 von den Arretierabschnitten 56 des Verschlusses 50 außer Eingriff gelangen, so dass eine Öffnungsbewegung des Verschlusses 50 möglich ist. Es besteht ein bestimmtes Maß an Spielraum in einem Maßbereich in Hinblick auf den Innendurchmesser D0 des Einführkanals 20P unter der Bedingung, dass selbst dann, wenn dieser Durchmesser geringer als der Außendurchmesser Db der Benzinkraftstoffdüse FZ(b) ist, der Durchmesser derart ist, dass, wenn der Außendurchmesser des Endstücks der Kraftstoffdüse FZ(b) gegen die geneigten Drückflächen 63b drücken sollte, die Arretierabschnitte 66 nicht von den Arretierabschnitten 56 des Verschlusses 50 außer Eingriff gelangen, und ein Betanken nicht möglich ist.
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(2)-3 Klappenventilmechanismus 70
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Der Klappenventilmechanismus 70 in 3 weist ein Öffnungs-Schließelement 71, eine Feder 72 und eine (nicht gezeigte) Dichtung auf. Das Öffnungs-Schließelement 71 ist ein Element, das durch den Zusammenpassabschnitt 18c des Einfülleinlassdefinierelementes 18 axial gestützt ist und bewirkt ein Öffnen oder Schließen eines Zugangs zu dem Einfülleinlass 18a. Die Feder ist eine Spannfeder mit einer Schraubenform, wobei ein Ende von ihr durch das Einfülleinlassdefinierelement 18 gestützt ist und das andere Ende von ihr an dem Öffnungs-Schließelement 71 gestützt ist, und sie bewirkt, dass das Öffnungs-Schließelement 71 zu der Schließrichtung hin gedrängt wird. Die Dichtung ist aus einem Gummimaterial hergestellt und ist im Inneren des Öffnungs-Schließelementes 71 positioniert, um ein abgedichtetes Verschließen zwischen dem Öffnungs-Schließelement 71 und dem Rand der Öffnung des Einfülleinlasses 18a vorzusehen. Außerdem ist in dem Öffnungs-Schließelement 71 des Klappenventilmechanismus 70 ein (nicht dargestelltes) Druckregulierventil untergebracht, das daran angepasst ist, den Druck des Kraftstofftanks zu regulieren.
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(3) Öffnungs- und Schließbewegung des Kraftstofftankverschlusssystems
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(3)-1 Öffnungsbewegung
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Wie dies in 1 gezeigt ist, wird die Kraftstoffabdeckung FL geöffnet, um die Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks freizulegen, die im Inneren der Betankkammer FR angeordnet ist. Wie dies in 7 dargestellt ist, wird die Kraftstoffdüse FZ dann durch den Zugangseinlass 16c des Stutzendefinierelementes 16 eingeführt, und wenn das Endstück der Kraftstoffdüse FZ gegen das Drückelement 31 des Drückmechanismus 30 drückt, dreht sich das Drückelement 31 um den Drehstützteil 33, wie dies in 8 gezeigt ist. Die Federkraft, die sich zu diesem Zeitpunkt ergibt, wird durch die Verdrehung der Feder 36 gespeichert. Wenn sich das Drückelement 31 dreht, dreht sich das Gelenkelement 45, das durch den Gelenkstützabschnitt 34 axial gestützt ist, und das Verbindungselement 41 des Verbindungsmechanismus 40 erfährt eine Verschiebung in der horizontalen Richtung. Durch die Streckung der Federn 48 des Verbindungsmechanismus 40 (siehe 5), die durch die Verschiebung des Verbindungselementes 41 erzeugt worden ist, wird die Verschiebungskraft des Verbindungselementes 41 als mechanische Energie gespeichert. Wenn die Kraftstoffdüse FZ dann die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 erreicht und gegen die Einführdruckelemente 63 drückt, werden die Arretierabschnitte (siehe 6) in die nicht arretierte Position aus der Schließposition des Verschlusses 50 geschaltet. Folglich findet eine Öffnungsbewegung des Verschlusses, wie dies in 9 gezeigt ist, unter Verwendung der mechanischen Energie statt, die durch die Federn 48 (Speicherelemente) gespeichert worden ist. Der Verschluss 50 öffnet einen Zugang zu der Einführöffnung 19b, so dass ein Betanken aus der Kraftstoffdüse ausgeführt werden kann.
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Derartige Öffnungs- und Schließbewegungen des Verschlussmechanismus 20 sind unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben. Die 10 bis 13 zeigen Darstellungen des Verschlussmechanismus 20 unter Betrachtung von oben. Wenn gemäß 10 die Kraftstoffdüse FZ in den Einführkanal 20P des Tankstutzendefinierelementes 11 eingeführt wird und das Endstück der Kraftstoffdüse FZ damit beginnt, gegen das Drückelement 31 des Drückmechanismus 30 zu drücken (siehe 7), erfährt das Verbindungselement 41 des Verbindungsmechanismus 40 eine Verschiebung in der horizontalen Richtung durch die Wirkung des Gelenkelementes 45, wie dies in 11 gezeigt ist. Diese Verschiebung des Verbindungselementes 41 in der horizontalen Richtung bewirkt eine Streckung der Federn 48, und die sich ergebende Kraft wird als mechanische Energie gespeichert. Dann wird, wie dies in 12 gezeigt ist, die Kraftstoffdüse FZ die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 erreichen und sie drückt gegen die geneigten Drückflächen 63b der Einführdruckelemente 63. Wenn die geneigten Drückflächen 63b die Kraft, die von der Kraftstoffdüse FZ in der diametralen Richtung gerichtet ist, empfangen, wird der Verbindungsarm 64 gebogen, um so eine Federkraft zu speichern, während das Düsenerfassungselement 62 eine nach außen gerichtete Erweiterung ausgemittelt an dem Mittelteil des Verbindungsarms 64 erfährt. Wenn das Düsenerfassungselement 62 eine nach außen gerichtete Erweiterung erfährt, gelangen die Arretierabschnitte 66 von den Arretierabschnitten 56 des Verschlusses außer Eingriff und schalten in die nicht arretierte Position. Die mechanische Energie, die durch die Federn 48 gespeichert worden ist, wird dadurch freigegeben; genauer gesagt werden die Federn 48 den Verschluss 50 so ziehen, dass er öffnet, wie dies in 13 gezeigt ist. Der Verschluss 50 eröffnet einen Zugang zu der Einführöffnung 19b, so dass ein Betanken aus der Kraftstoffdüse ausgeführt werden kann.
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Wenn die Kraftstoffdüse FZ weiter hineingedrückt wird, wird das Öffnungs-Schließelement 71 des Klappenventilmechanismus 70, das in 3 gezeigt ist, entgegengesetzt zu der Drängkraft der Feder 72 gedrückt, woraufhin das Öffnungs-Schließelement 71 sich um die Stützwelle dreht, wobei der Zugang zu dem Einfülleinlass 18a eröffnet wird. Wenn die Kraftstoffdüse dann in den Einfülleinlass 18a eingeführt wird, wird der Kraftstoff zu dem Kraftstoffkanal 11P geliefert. In dieser Weise wird, wenn die Kraftstoffdüse FZ einmal gegen das Drückelement 31 des Verschlussmechanismus 20 drückt, dann weiter gegen die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 drückt und dann gegen das Öffnungs-Schließelement 71 des Klappenventilmechanismus 70 drückt, das Öffnungs-Schließelement 71 einen Zugang zu dem Einfülleinlass 18a eröffnen, um das Betanken zu ermöglichen.
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(3)-2 Schließbewegung
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Wenn das Betanken vollendet ist und die Kraftstoffdüse FZ aus dem Einfülleinlass 18a zurückversetzt wird, wird das Öffnungs-Schließelement 71 des Klappenventilmechanismus 70 den Zugang zu dem Einfülleinlass 18a durch die Wiederherstellkraft der Feder 72 verschließen, und wenn die Kraftstoffdüse FZ weiter zurückversetzt wird, kehrt das System aus dem in 9 gezeigten Zustand über den in 8 gezeigten Zustand zu dem in 7 gezeigten Zustand zurück; genauer gesagt wird das Drückelement 31 sich um das Drehstützteil 33 im Ansprechen auf die Federkraft der Feder 36 drehen, wodurch bewirkt wird, dass das Verbindungselement 41 eine Verschiebung zu der Schließrichtung hin durch die Wirkung des Gelenkelementes 45 erfährt. Zu diesem Zeitpunkt drücken die Drückränder 43b des Verbindungselementes 41, das in 5 gezeigt ist, gegen die Drückränder 55 des Verschlusses 50, wobei die Federn 48 in dem zusammengezogenen Zustand gehalten werden und eine Verschiebung des Verschlusses 50 zu der Schließrichtung hin unisono mit dem Verbindungselement 41 so mit sich gebracht wird, dass die Einführöffnung 19b verschlossen wird. Wenn die Arretierabschnitte 56 dann die Arretierabschnitte 66 erreichen, kontrahiert der Durchmesser des Düsenerfassungselementes 62 aufgrund seiner elastischen Kraft, und die Arretierabschnitte 56 gelangen mit den Arretierabschnitten 66 in Eingriff. Der Verschlussmechanismus 20 kehrt zu seinem Ausgangszustand zurück, und die Kraftstoffabdeckung (1) schließt.
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(4) Wirkeffekte des Kraftstofftankverschlusssystems
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Die Vorrichtung 10 zum Öffnen und Schließen des Kraftstofftanks gemäß dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkeffekte mit sich.
- (4)-1 Der Verbindungsmechanismus 40 speichert in der Form von mechanischer Energie die Verschiebungskraft, die dann erzeugt wird, wenn das Drückelement 31 des Drückmechanismus 30 durch das Endstück der Kraftstoffdüse FZ gedrückt wird; und wenn das Endstück der Kraftstoffdüse FZ gegen die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 drückt, wobei diese gespeicherte mechanische Energie für die Öffnungsbewegung des Verschlusses 50 genutzt wird. Durch diese Gestaltung ist der Drückmechanismus 30 nicht auf den Ort des Düsenerfassungsmechanismus 60 beschränkt und kann in erheblicher Entfernung zu der Einführseite bis über den Düsenerfassungsmechanismus 60 hinaus so angeordnet sein, dass eine große Menge an mechanischer Energie, die unter Verwendung des erheblichen Verschiebens des Drückelementes 31 gespeichert wird, für das Öffnen des Verschlusses 50 zu Verfügung steht. Somit können die Öffnungs-Schließbewegungen noch zuverlässiger stattfinden sogar wenn eine erhöhte Reibungskraft aufgrund eines Einfrierens des Verschlusses 50 oder dergleichen auftritt.
- (4)-2 Der Drückmechanismus 30 und der Düsenerfassungsmechanismus 60 sind als separate Mechanismen aufgebaut, die voneinander innerhalb des Einführkanals 20P beabstandet angeordnet sind; genauer gesagt befindet sich der Drückmechanismus 30 an dem mit einer weiten Mündung versehenen Zugangseinlass 16c des Einführkanals 20P an seinem Einführöffnungsende, während der Düsenerfassungsmechanismus 60 sich nahe zu dem Verschluss 50 befindet. Folglich kann die Kraftstoffdüse FZ in den Einführkanal 20P, der diese Art an großem Zugangseinlass 16c hat, eingeführt werden, womit eine verbesserte Leichtigkeit im Hinblick auf die Betankvorgänge mit sich gebracht wird.
- (4)-3 Selbst wenn gegen das Drückelement 31 des Drückmechanismus 30 durch die Kraftstoffdüse FZ gedrückt wird, öffnet sich der Verschluss 50 nicht, bis die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 durch die Kraftstoffdüse FZ gedrückt worden sind, und somit wird selbst dann, wenn Kraftstoff in unbeabsichtigter Weise aus der Kraftstoffdüse FZ abgegeben worden sein sollte, der Kraftstoff blockiert und nicht zu dem Kraftstofftank befördert.
- (4)-4 Wenn die Kraftstoffdüse FZ zum Zwecke des Betankens eingeführt wird, öffnet sich der Verschluss 50 des Verschlussmechanismus 20, und das Öffnungs-Schließelement 71 des Klappenventilmechanismus 70 eröffnet einen Zugang zu dem Einfülleinlass 18a; somit wird im Gegensatz zu einer Kraftstoffabdeckung (Tankdeckel) die durch Abschrauben entfernt wird, die Unbequemlichkeit, dass ein Ort gefunden werden muss, wo die abgelöste Kraftstoffabdeckung (Tankdeckel) während des Betankens angeordnet oder aufbewahrt wird, vermieden, womit eine bessere Betätigungsleichtigkeit mit sich gebracht wird.
- (4)-5 Wie dies in 6 gezeigt ist, ist der Düsenerfassungsmechanismus 60 mit den Einführdruckelementen 63 versehen, die so angeordnet sind, dass gegen sie durch die Kraftstoffdüse FZ gedrückt werden, wenn ihre Außendurchmesser gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Durchmesser ist; womit in dem Fall der Dieselkraftstoffdüse FZ(a) der Verschluss 50 den Zugang zu der Einführöffnung 19b eröffnet, wohingegen in dem Fall der Benzinkraftstoffdüse FZ(b) der Verschluss 50 nicht den Zugriff zu der Einführöffnung 19b eröffnet. Folglich ist es nicht möglich, die falsche Kraftstoffart hineinzupumpen, wenn die Art an Kraftstoff sich in Zusammenhang mit dem Außendurchmesser der Kraftstoffdüse FZ unterscheidet, da der Verschluss 50 sich nicht öffnet, wenn die falsche Kraftstoffdüse FZ eingeführt wird.
- (4)-6 Da der Verschluss 50 vor dem Klappenventilmechanismus 70 angeordnet ist, ist die Wasserdichtheitsfunktionalität so ausreichend, dass sie sogar einem unter hohem Druck stattfindenden Waschen des Fahrzeugs widersteht.
- (4)-7 Da der Düsenerfassungsmechanismus 60 separat von dem Drückmechanismus 30 aufgebaut ist, kann das System an Kraftstoffdüsen FZ mit verschiedenen Außendurchmessern angepasst werden, indem einfach die Bauteile ausgetauscht werden.
- (4)-8 Da der Verschlussmechanismus 20 so gestaltet ist, dass der Verschluss 50 sich öffnet, wenn die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungsmechanismus 60 durch die Kraftstoffdüse FZ gedrückt werden, nachdem das Drückelement 31 des Drückmechanismus 30 gedrückt worden ist, ist kein Antriebsmechanismus wie beispielsweise ein Schalter oder ein Motor für die Öffnungs- oder Schließbewegung erforderlich, womit eine einfache Gestaltung mit sich gebracht wird.
- (4)-9 Selbst wenn eine Benzinkraftstoffdüse FZ(b) in unbeabsichtigter Weise in den Einführkanal 20P eingeführt wird, wird diese durch den Verschlussmechanismus 20 blockiert und wird nicht in einen direkten Kontakt mit dem Klappenventilmechanismus 70 gelangen, womit eine Beschädigung bei dem Klappenventilmechanismus 70 beseitigt wird und auch der Bedarf dahingehend, dass der Klappenventilmechanismus 70 als solcher stärker im Hinblick auf die Möglichkeit eines derartigen Ereignisses gestaltet werden muss, beseitigt wird.
- (4)-10 Wie dies in 5 dargestellt ist, sind die Arretierabschnitte 66 des Düsenerfassungselementes 62 mit einer Arretierklaue 66b versehen, die von dem Außenumfangsteil des Arretierabschnittkörpers 66a nach außen vorragen, wodurch während des Übergangs des Düsenerfassungselementes 62 aus dem geschlossenen Zustand zu der Öffnungsbewegung (Übergang von 11 zu 12) die Arretierabschnitte 66 in Anlage an den Arretierabschnitten 56 sind, was den Gleitwiderstand gegenüber den Arretierabschnitten 56 erhöht und die nach außen gerichtete Erweiterung des Düsenerfassungselementes 62 begrenzt, womit ein geeigneter Erfassungsvorgang durch die Einführdruckelemente 63 des Düsenerfassungselementes 62 sicher gestellt wird. Da außerdem der Arretierabschnittkörper 66a eine runde röhrenartige Fläche hat, zeigen während des Verschließens des Verschlusses die Arretierabschnitte 66 einen geringfügigen Reibungswiderstand gegenüber den Seitenflächen des Verschlusses 50, so dass die Rückkehrbewegung des Verschlusses in problemloser Weise stattfindet (siehe 13).
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(5) Weitere Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann so vereinfacht werden, dass sie in der Praxis anhand verschiedener Modi umgesetzt wird, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl das hierbei beschriebene Ausführungsbeispiel die Anwendung einer Feder als das Speicherelement des Verbindungsmechanismus 40 lehrt, soll diese keine spezielle Beschränkung darstellen, und Luftzylinder oder dergleichen können stattdessen angewendet werden.
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Die vorstehend dargelegte Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient dem Zwecke der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung, wodurch Fachleute in die Lage versetzt werden, die Erfindung im Hinblick auf verschiedene Ausführungsbeispiele zu verstehen, und verschiedene Ausführungsbeispiele sind für jeweilige spezielle Anwendungen geeignet. Die vorstehend dargelegte detaillierte Beschreibung soll nicht als Einschränkung der Erfindung auf die spezifischen offenbarten Ausführungsbeispiele verstanden werden. Abwandlungen und Äquivalente sind für Fachleute offensichtlich und sind durch den Umfang der beigefügten Ansprüche umfasst.
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Die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Kraftstofftanks weist den Verschlussmechanismus 20 auf, der im Inneren des Tankstutzendefinierelementes 11 angeordnet ist und daran angepasst ist, den Verschlusskörper 51 im Ansprechen auf das Einführen einer Kraftstoffdüse (FZ) zu öffnen. Der Verschlussmechanismus 20 weist einen Drückmechanismus 30 mit einem Drückelement 31, das in einem Einführkanal 20P angeordnet ist; einen Verbindungsmechanismus 40 mit Federn 48, die daran angepasst sind, eine Verschiebungskraft des Drückelementes 31 als mechanische Energie zu speichern; und einen Düsenerfassungsmechanismus 60 auf. Der Düsenerfassungsmechanismus 60 hat Einführdruckelemente 63, die daran angepasst sind, die Verschiebungskraft der Kraftstoffdüse (FZ) in der Einführrichtung aufzunehmen, und Arretierabschnitte 66, die ermöglichen, dass der Verschluss 50 sich zu der Öffnungsposition bewegt.
