AT406850B

AT406850B - Antriebsvorrichtung für eine verschlusseinrichtung eines fahrzeugtank-einfüllstutzens

Info

Publication number: AT406850B
Application number: AT0170398A
Authority: AT
Original assignee: Tesma Motoren Getriebetechnik
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-09-25
Also published as: DE19946484B4; DE19946484A1; ATA170398A; US6301985B1

Description


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   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvornchtung für eine Verschlusseinrichtung eines Fahrzeugtank-Einfullstutzens, mit einem Gehäuse, einer Eingangswelle, die für den Anschluss eines Antriebsmotors bestimmt ist, einer Ausgangswelle, die für den Antrieb der Verschlusseinrichtung bestimmt ist, und einem im Gehäuse angeordneten Getriebe, das zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle wirkt und ein in Richtung von der Ausgangswelle zur Eingangswelle selbsthemmender Schneckenrad/Schnecke-Trieb ist. 



   Verschlusseinrichtungs-Antriebsvorrichtungen mit Schneckenrad/Schnecke-Trieben sind z.B. aus der FR 2 582 340 A1, EP 0 582 025 A1 oder US 5 544 780 A bekannt Solche Verschlussein- richtungen verwenden entweder die sogenannte "Bleifreiklappe" oder gesondere Absperrventile im Inneren des Einfüllstutzens als Alternative zu den allgemein bekannten Tankdeckeln, um ein Verschliessen des Stutzens nach dem Tanken zu ermöglichen Die Stutzenmündung mit der Verschlusseinrichtung liegt in einem zurückgesetzten Bereich der Fahrzeugkarosserie, der im Fahrbetrieb durch eine mit der Karosserie bundig abschliessende Karosserieklappe abgedeckt wird. 



   Diese Verschlusssysteme sind besonders für den Einsatz in Robotertankanlagen geeignet, bei welchen der Fahrer, ohne den Fahrersitz verlassen zu müssen, die Verschlusseinrichtung fern- entriegelt, unter Umständen unter gleichzeitigem Öffnen der Karosserieklappe, so dass die Roboterzapfpistole den Tankvorgang direkt beginnen kann. 



   Die Antriebsvorrichtung für die Verschlusseinrichtung muss unterschiedlichen Anforderungen genügen. Einerseits muss aus Gründen der Sicherheit gewahrleistet sein, dass die Verschluss- einrichtung bei Erschütterungen oder im Falle eines Crashs nicht unbeabsichtigt öffnet, oder dass sie unbefugten Eindringversuchen nicht ausreichend Widerstand bietet, anderseits soll aus Grunden der Betriebszuverlässigkeit und Wartung auch bei einem gänzlichen Ausfall des Antriebsmotors, d h der Elektrik, Pneumatik, Hydraulik od dgl , eine Notbetätigung per Hand ein- fach und schnell möglich sein.

   Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel diese unterschiedlichen Anforderungen zu vereinen 
Dieses Ziel wird bei einer Antriebsvorrichtung der einleitend genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine Kupplung zwischen Getriebe und Ausgangswelle geschaltet ist, und dass eine Handbetätigungseinrichtung mit einem vorgegebenen Betätigungsweg vorgesehen ist, welche über einen ersten Abschnitt des Betätigungsweges die Kupplung in die ausgekuppelte Stellung versetzt und über einen zweiten Abschnitt des Betätigungsweges die Ausgangswelle antreibt. 



   Durch die Verwendung eines selbsthemmenden Schneckengetriebes wird auf besonders einfache und störungsunanfällige Weise eine wirksame Verriegelung der Verschlusseinrichtung im antriebslosen Zustand erreicht, die Verriegelung kann jedoch jederzeit mit Hilfe der Kupplung und der Handbetätigungseinrichtung ausser Kraft gesetzt werden, um eine Notbetätigung bei einem Ausfall des Antriebsmotors zu ermöglichen. 



   Ein besonders kompakter Aufbau des Getriebes und der Kupplung lasst sich mit der bevorzugten Massnahme erreichen, dass die Schnecke des Getriebes mit der Eingangswelle dreh- fest verbunden und das Schneckenrad des Getriebes auf der Ausgangswelle drehbar gelagert ist, und dass die Kupplung einen auf der Ausgangswelle drehfest und axialbeweglich gelagerten Eingriffsteil aufweist, der durch eine Feder in einen Eingriff in das Schneckenrad vorgespannt und durch einen als Steuerung der Kupplung dienenden Abtaster ausser Eingriff setzbar ist. 



   Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, dass die Handbetätigungseinrichtung eine auf der Ausgangswelle drehbar gelagerte Steuerscheibe mit einer Führungsrampe umfasst, und dass die Kupplung durch einen bzw den Abtaster gesteuert ist, der über den genannten ersten Betätigungswegabschnitt auf der Führungsrampe hochgleitet und dabei die Kupplung öffnet. 



   Bevorzugt ist dabei die Ausgangswelle mit einem Mitnehmerstift und die Steuerscheibe mit einem damit zusammenwirkenden Anschlag versehen, welcher über den genannten zweiten Betätigungswegabschnitt den Mitnehmerstift mitnimmt. 



   Durch die Verwendung einer drehbaren Steuerscheibe mit einem ersten und einem zweiten Steuerabschnitt, welche dem ersten und dem zweiten Betätigungsabschnitt entsprechen, kann die Nothandbetätigungsfunktion auf besonders einfache und kompakte Weise erreicht werden. 



   Eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, welche ferner auch zum Antrieb einer den Einfüllstutzen abdeckenden Fahrzeug-Karosserieklappe dient, weist ein Gestänge auf, dessen 

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 eines Ende zum Anschluss an die Karosserieklappe bestimmt ist und dessen anderes Ende von der Ausgangswelle über einen Nocken betätigt ist Mit Hilfe dieses Gestänges kann der Montageort der Vorrichtung bezuglich der Fahrzeug-Karosserieklappe variiert und justiert werden 
Mit einer derartigen Gestänge/Nocken-Anordnung kann überdies ein Drehmomentsensor aufgebaut werden, indem der Nocken auf der Ausgangswelle drehfedernd gelagert wird, wobei ein Sensorschalter vorgesehen ist,

   welcher auf eine Relativdrehung zwischen Nocken und Ausgangswelle anspricht und zur Steuerung des Antriebsmotors geeignet ist Dadurch kann eine Selbst- und/oder Notabschaltfunktion für den Klappenantrieb geschaffen werden- Ein übermässiges Drehmoment tritt beispielsweise auf, wenn die Endstellung der Klappenschwenkbewegung erreicht ist, in welchem Fall der Motor selbsttätig abschaltet, oder wenn ein Hindernis in den Klappenschwenkweg ragt, so dass die Gefahr eines Einklemmens der Finger des Benutzers bei einem Schliessvorgang der Klappe beseitigt ist. 



   Besonders günstig ist es, wenn der Sensorschalter durch zwei Drucktaster gebildet ist, die auf dem Nocken einander zugewandt montiert sind und zwischen die ein von der Ausgangswelle mitgeführter Finger eingreift Anstelle dieser konstruktiv besonders einfachen Lösung kann selbstverständlich auch jede andere Form von bekanntem Sensorschalter verwendet werden. 



   Dabei kann die Drehfederung des Nockens gegenüber der Ausgangswelle bevorzugt durch zwei Druckfedern gebildet werden, die auf dem Nocken einander zugewandt montiert sind und zwi- schen die der genannte Finger eingreift, so dass ein und derselbe Finger sowohl für die Drehfederung als auch für den Drehmomentsensor ausgenützt wird. 



   In jeder der genannten Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung ferner eine Rückstellfeder umfassen, die auf die Ausgangswelle wirkt. Dadurch kann die Handbetätigungs- einrichtung nur in einer Richtung wirkend ausgeführt werden, d. h in Richtung vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt des Betätigungsweges wirkend, weil die Rückstellfeder nach dem Los- lassen der Betatigungseinrichtung die Karosserieklappe schliesst. Eine solche nur in einer Richtung kraftschlüssige Handbetätigungsvorrichtung hat den Vorteil, dass bei einem Motorbetrieb die Karosserieklappe bewegungslos bleibt 
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Ausgangswelle das Gehäuse durchsetzt und die Rückstellfeder ein vorspannbarer Spiralfederspeicher ist, welcher an das Gehäuse in Eingriff mit einem Ende der Ausgangswelle anflanschbar ist, was die Montage wesentlich erleichtert. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 die Vorrichtung der Erfindung in der Seitenansicht, Fig. 2 in einer Stirnansicht und die Fig. 3 bis 5 Schnittansichten der Vorrichtung in drei verschiedenen Betriebsstellungen, u. zw. in der eingekuppelten Stellung für den Motorantrieb (Fig. 3), nach einem Bewegen der Handbetätigungseinrichtung über einen ersten Abschnitt des Betätigungsweges in den ausgekuppelten Zustand (Fig. 4), sowie am Ende des zweiten Abschnittes des Betätigungsweges der Handbetätigungseinrichtung (Fig. 5), wobei die Fig. a, b und c jeweils einen Schnitt entlang der Linie A-A, entlang der Linie B-B bzw. entlang der Linie C-C von Fig. 1 darstellen. 



   Gemäss den Fig. 1 und 2 umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse 1, in das auf einer Seite eine Eingangswelle 2 für den Anschluss eines Antriebsmotors 3 mit Untersetzungsgetriebe 4 eintritt. 



   Das Gehäuse 1 wird ferner von einer Ausgangswelle 5 durchsetzt, die für den Antrieb einer (nicht dargestellten) Verschlusseinrichtung eines Fahrzeugtank-Einfüllstutzens bestimmt ist. Eine derartige Verschlusseinrichtung kann beispielsweise wie in der AT 403 141 beschrieben ausgeführt sein und einen Anpressfinger umfassen, der in der Schliessstellung gegen die Unterseite der Bleifreiklappe des Einfüllstutzenendes drückt und diese dadurch blockiert. In diesem Fall treibt das Ende der Ausgangswelle 5 direkt die Schwenkachse des Anpressfingers an. Andere Arten von Verschlusseinrichtungen sind beispielsweise ein Absperrkugelventil im Einfüllstutzen, wobei das Ende der Ausgangswelle 5 die Achse der Sperrkugel antreibt. 



   Darüber hinaus treibt die Ausgangswelle 5 auch eine (ebenfalls nicht dargestellte) Karosserieklappe an, wie sie üblicherweise einen abgesetzten Bereich einer Fahrzeugkarosserie abdeckt, in dem das Ende des Fahrzeugtank-Einfüllstutzens zugänglich ist. Die Ausgangswelle 5 kann direkt die Schwenkachse der Karosserieklappe antreiben, oder, wie im gezeigten Fall, über einen allgemein mit 6 bezeichneten Kurbeltrieb und ein abschnittsweise dargestelltes Gestänge 7 die Karosserieklappe an einem von deren Schwenkachse entfernten Punkt antreiben. 

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   Der Kurbeltrieb 6 ist im gezeigten Fall in einem eigenen Gehäuse angeordnet, das von der Ausgangswelle 5 durchsetzt und an das Gehäuse 1 angeflanscht ist Das aus dem Gehäuse austretende Ende der Ausgangswelle 5 kann dann für den Antrieb der Einfüllstutzen- Verschlusseinrichtung verwendet werden. 



   Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehauses 1 ist ein Spiralfederspeicher 8 angeflanscht, welcher in das dort austretende Ende der Ausgangswelle 5 eingreift, z.B. uber eine Imbusverbindung Der Spiralfederspeicher 8 dient zur Vorspannung der Ausgangswelle 5 in Schliessrichtung der Verschlusseinrichtung und der Karosserieklappe und wird vor der Montage vorgespannt Zu diesem Zweck ist die nach aussen vortretende Nabe 9 des Federspeichers 8 mit einer Aussenzahnung versehen, in welche eine Sperrklinke 10 während des Vorspannvorganges eingreift, die nach der Montage der Vorrichtung weggebrochen wird 
Gemäss Fig 3a ist die Eingangswelle 2 mit einer Schnecke 11 versehen, welche ein Schneckenrad 12 antreibt, das drehbar auf der Ausgangswelle 5 gelagert ist In das Schneckenrad 12 greift ein auf der Ausgangswelle 5 drehfest gelagerter Eingriffsteil 13 ein, u.

   zw mit Hilfe einer Innenverzahnung 14 und einer korrespondierenden Aussenverzahnung auf einem Nabenfortsatz 15 des Schneckenrades 12. 



   Der Eingriffsteil 13 ist auf der Ausgangswelle 5 in Axialrichtung beweglich gelagert und wird mit Hilfe einer Druckfeder 16, die sich über eine Führungsscheibe 17 an der Innenseite des Gehäuses 2 abstützt, in Richtung auf einen Eingriff mit dem Schneckenrad 13 hin beaufschlagt 
In der in den Fig 3a bis 3c gezeigten Motorbetriebsstellung wird das Drehmoment vom Motor 3 über die Schnecke 11, das Schneckenrad 12 und die Schnecke 13 auf die Ausgangswelle 5 übertragen 
Für eine Handbetätigung, beispielsweise bei Ausfall des Motors 3, dient die folgende Anordnung Schneckenrad 12 und Eingriffsteil 13 bilden eine Kupplung.

   Zur Steuerung der Kupp- lung ist der Eingriffsteil 13 mit einem axialparallelen Abtaster 18 versehen, der auf einer Führungsrampe 19 abgleitet, die in Axialrichtung von einer Steuerscheibe 20 dargeboten wird, welche drehbar auf der Ausgangswelle 5 gelagert ist Bei Verdrehung der Steuerscheibe 20 über einen ersten Abschnitt ihres Betätigungsweges, u zw von der in Fig. 3b gezeigten Stellung in die in Fig 4b gezeigte Stellung, wird der Eingriffsteil 13 durch den Abtaster 18 von der in Fig 3a gezeigten Stellung in die in Fig 4a gezeigte Stellung bewegt, in welcher er vom Schneckenrad 12 abgehoben ist, d h. die Kupplung gelöst ist.

   Bei einer weiteren Verdrehung der Steuerscheibe 20 über einen anschliessenden zweiten Abschnitt ihres Betätigungsweges, u.zw. von der in Fig 4b gezeigten Stellung in die in Fig 5b gezeigte Stellung, verändert sich die Lage der Kupplung nicht mehr, da in diesem Abschnitt die Höhe der Fuhrungsrampe 19 konstant bleibt (siehe Fig 4a, 5a) Allerdings nimmt nun ein auf der Steuerscheibe 20 ausgebildeter Anschlag 21 einen mit der Aus- gangswelle 5 verbundenen Mitnehmerstift 22 mit (siehe Fig 4b, 5b), so dass die Ausgangswelle 5 verdreht wird. 



   Der Anschlag 21 ist im Inneren einer Freistellung 23 der Nabe der Steuerscheibe 20 ausgebildet. Diese Freistellung 23 ist auf der dem Anschlag 21 in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite des Mitnehmerstiftes 22 verlängert, damit im Motorbetrieb (Fig. 3) die Steuerscheibe 20 die Bewegung der Ausgangswelle 5 nicht mitmacht. 



   Die Steuerscheibe 20 kann aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sein, oder mit Hilfe eines (nur schematisch dargestellten) Bowdenzuges 24' betätigt werden, der an einer Umfangslasche 24 der Steuerscheibe 20 angreift. 



   Bei Entlasten der Handbetätigungseinrichtung wirkt die Kraft des Spiralfederspeichers 8 auf die Ausgangswelle 5 und bewirkt ein Zurückschwenken der Ausgangswelle 5 in die Ruhelage Fig. 3. 



  Die Steuerscheibe 20 wird beispielsweise über eine Feder des Bowdenzuges 24' in die Ausgangsposition zurückgedreht. Dadurch gleitet der Abtaster 18 die Führungsrampe 19 hinab, und der Formschluss zwischen Eingriffsteil 13 und Schneckenrad 12 ist wieder hergestellt. Das System ist für einen erneuten Motorantrieb oder eine erneute Handbetätigung bereit. 



   In den Fig. 3c und 5c ist der Kurbeltrieb 6 im Detail gezeigt Der Kurbeltrieb umfasst einen plattenformigen Nocken 25, der auf der Ausgangswelle 5 drehfedernd gelagert ist. Die dreh- federnde Lagerung wird mit Hilfe von zwei auf dem Nocken 25 einander zugewandt montierten Druckfedem 26 erreicht, zwischen die ein Finger 27 eingreift, welcher von der Ausgangswelle 5 drehfest mitgeführt wird (Fig 5a) An einem Ende des Nockens 25 ist bei 28 das Gestänge 7 

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 angelenkt 
Durch die drehfedernde Lagerung des Nockens 25 auf der Ausgangswelle 5 ergibt sich eine federkraftabhängige Relativbewegung zwischen Nocken 25 und Welle 5, welche zur Messung des Drehmomentes bzw.

   der auf das Gestänge 7 aufgebrachten Kraft ausgenützt wird Zu diesem Zweck ist der Nocken 25 mit einem Sensorschalter in Form zweier einander zugewandter Drucktaster 29 versehen, zwischen die der Finger 27 eingreift. Wenn das Drehmoment bzw die auf das Gestänge 7 aufgebrachte Kraft eine vorgegebene Federkraft überwindet, wird der entsprechende Drucktaster 29 betätigt. Dies kann zur Endabschaltung des Motors 3 ausgenützt werden, wenn die (nicht dargestellte) Karosserieklappe ihre Endstellung erreicht hat, oder als "Einklemmschutz" für die Finger des Benützers beim motorbetriebenen Schliessen der Klappe, oder auch als Auslöser fur das motorgetriebene Schliessen der Klappe durch einfaches Antippen der geöffneten Klappe in Schliessrichtung.

   Je nachdem werden der eine und/oder der andere Drucktaster 26 als Ein- und/oder Ausschalter verwendet 
Der Schneckenrad/Schnecke-Trieb 11,12 ist in Richtung von der Ausgangswelle 5 zur Eingangswelle 2 selbsthemmend ausgeführt und dient als Verriegelung des Systems sowohl im offenen als auch im geschlossenen Zustand der Verschlusseinrichtung bzw. der Karosseneklappe Weiters dient dies als Dampfung gegenüber dem Federspeicher bzw während des Schliess Vorganges.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antriebsvorrichtung fur eine Verschlusseinrichtung eines Fahrzeugtank-Einfüllstutzens, mit einem Gehause (1) einer Eingangswelle (2), die für den Anschluss eines Antriebsmotors (3) bestimmt ist, einer Ausgangswelle (5), die für den Antrieb der Verschlusseinrichtung bestimmt ist, und einem im Gehäuse (1) angeordneten Getriebe (11,12), das zwischen Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (5) wirkt und ein in Richtung von der Ausgangswelle zur Eingangswelle selbsthemmender Schneckenrad/Schnecke-Trieb ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (13-17) zwischen Getriebe (11,12) und Ausgangswelle (5) geschaltet ist, und dass eine Handbetätigungseinrichtung (18-24) mit einem vorgegebenen Betätigungsweg vorgesehen ist, welche über einen ersten Abschnitt des Betätigungsweges die Kupplung (13-17)

in die ausgekuppelte Stellung versetzt und über einen zweiten Abschnitt des Betätigungsweges die Ausgangswelle (5) antreibt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (11) des Getriebes mit der Eingangswelle (2) drehfest verbunden und das Schneckenrad (12) des Getriebes auf der Ausgangswelle (5) drehbar gelagert ist, und dass die Kupplung (13-17) einen auf der Ausgangswelle (5) drehfest und axialbeweglich gelagerten Eingriffsteil (13) aufweist, der durch eine Feder (16) in einen Eingriff in das Schneckenrad (12) vorgespannt und durch einen als Steuerung der Kupplung dienenden Abtaster (18) ausser Eingriff setzbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Handbetätigungseinrichtung (18-24) eine auf der Ausgangswelle (5) drehbar gelagerte Steuerscheibe (20) mit einer Führungsrampe (19) umfasst, und dass die Kupplung (13-17) durch einen bzw. den Abtaster (18) gesteuert ist, der über den genannten ersten Betätigungswegabschnitt auf der Führungsrampe (19) hochgleitet und dabei die Kupplung (13-17) öffnet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (5) mit einem Mitnehmerstift (22) und die Steuerscheibe (20) mit einem damit zusammenwirkenden Anschlag (21) versehen ist, welcher über den genannten zweiten Betätigungswegabschnitt den Mitnehmerstift (22) mitnimmt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner zum Antrieb einer den Einfüllstutzen abdeckenden Fahrzeug-Karosserieklappe, gekennzeichnet durch ein Gestänge (7), dessen eines Ende zum Anschluss an die Karosserieklappe bestimmt ist und dessen anderes Ende von der Ausgangswelle (5) über einen Nocken (25) betätigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (25) auf der <Desc/Clms Page number 5> Ausgangswelle (5) drehfedernd gelagert ist, wobei ein Sensorschalter (29) vorgesehen ist, welcher auf eine Relativdrehung zwischen Nocken (25) und Ausgangswelle (5) anspricht und zur Steuerung des Antriebsmotors (3) geeignet ist
7 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorschalter (29) durch zwei Drucktaster gebildet ist, die auf dem Nocken (25) einander zugewandt montiert sind und zwischen die ein von der Ausgangswelle (5) mitgeführter Finger (27) eingreift.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfederung des Nockens (25) gegenüber der Ausgangswelle (5) durch zwei Druckfedern (26) gebildet ist, die auf dem Nocken (25) einander zugewandt montiert sind und zwischen die der Finger (27) eingreift.
9 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (8), die auf die Ausgangswelle (5) wirkt
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (5) das Gehäuse (2) durchsetzt und die Rückstellfeder (8) ein vorspannbarer Spiralfederspeicher ist, welcher an das Gehäuse (2) in Eingriff mit einem Ende der Ausgangswelle (5) anflanschbar ist.

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