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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstofftankluke für Kraftfahrzeuge,
das heißt
eine Vorrichtung, die zu dem Kraftstofftank für dessen Füllen mit Kraftstoff mit Hilfe
einer üblichen
Tankstellenpistole Zugang gibt. Insbesondere betrifft diese Erfindung
eine automatisierte Kraftstofftankluke.
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Auf
den meisten derzeitigen Kraftfahrzeugen erfolgt der Zugang zum Kraftstofftank über einen Schraubstopfen,
eventuell mit einem Schloss, der in einem Fach der Karosserie untergebracht
ist, das normalerweise von einer Lukenklappe geschlossen wird, die
sich durch Schwenken zur Außenseite
des Fahrzeugs öffnet.
Die ganze Vorrichtung, das heißt der
Stopfen und die Lukenklappe, bleibt ganz manuell.
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Dieser
gewohnte Kraftstofftanklukentyp weist eine bestimmte Anzahl von
Nachteilen auf. Allein die Gegenwart eines Schraubstopfens macht aus
dem Füllen
mit Kraftstoff bereits eine lange und verschmutzende Handhabung
für den
Benutzer, und das manuelle Öffnen
der Lukenklappe stellt eine zusätzliche
durchzuführende
Operation dar. Ferner bewirkt das Öffnen der Lukenklappe nach
außen
eine Überbemaßung der
mechanischen Verbindungsorgane, die hier strengen Normen und Forderungen entsprechen
müssen.
Schließlich
schaden die derzeitigen Lukenklappen der äußeren Ästhetik des betreffenden Kraftfahrzeugs,
denn in den meisten Fällen
können
diese Klappen, die große
Abmessungen haben, insbesondere zwischen 115 und 220 mm, aufgrund
solcher Maße
in ihrer geschlossenen Position nicht perfekt bündig mit der Karosserie liegen.
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Insbesondere
wurden für
Klassekraftfahrzeuge bereits perfektioniertere Kraftstofftankluken vorgeschlagen,
die zu einer bestimmten Automatisierung ihrer Funktionen tendieren.
Die Dokumente
EP 1 293
374 A und
DE
4 436 601 A geben Lukenklappen mit motorisierter Öffnungs-/Schließbewegung an.
Weitere Vorschläge
betreffen die mehr oder minder mechanisierte Öffnung des Stopfens selbst,
koordiniert mit dem Öffnen
der Lukenklappe, wie es zum Beispiel die Dokumente
US 2 151 249 A und
DE 1 991 9251 A zeigen.
Schließlich
wurden auch Vorrichtungen vorgeschlagen, die zum Erleichtern des
Füllens
eine Teleskopmuffe nach außen
auffalten, in die die Tankstellenpistole eingeführt wird – siehe die Dokumente
US 2 598 670 A und
JP 07-329585 A.
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Diese
verschiedenen Vorschläge
lösen das gestellte
Problem jedoch nur teilweise, entweder weil sie nicht alle üblichen
manuellen Handhabungen weglassen oder weil sie das Öffnen der
Lukenklappe nicht mit dem des Stopfens oder mit dem Vorfahren der
Teleskopmuffe koordinieren und dadurch den ganzen Prozess automatisch
machen.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen,
indem sie eine wirklich automatische Kraftstofftankluke vorschlägt, die sowohl
das manuelle Öffnen
einer Lukenklappe als auch das Handhaben eines Stopfens weglässt und gleichzeitig
den Platzbedarf und insbesondere die Abmessungen der Lukenklappe
verringert, so dass auch eine Lösung
geliefert wird, die die Ästhetik
verbessert, indem auch der wünschenswerte
Einbruchschutz geboten wird.
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Dazu
hat die Erfindung eine automatisierte Kraftstofftankluke für Kraftfahrzeug
zur Aufgabe, die im Wesentlichen kombiniert Folgendes umfasst:
- – eine
zwischen einer Verschlussstellung für den Zugang von außen und
einer in das Innere des Gehäuses
der Kraftstofftankluke versenkten Stellung, die diese Öffnung freigibt,
bewegliche Lukenklappe,
- – einen
röhrenförmigen Körper mit
innerem Ventil, verlängert
durch eine Muffe, die in Verschiebung zwischen einer Position, die
im Vergleich zu der oben genannten Öffnung nach hinten versetzt
ist, und einer vorgeschobenen Stellung, in diese Öffnung eingeführt, beweglich
ist, und
- – Antriebsmittel
und Mittel zum Übertragen
der Bewegung für
die koordinierten Bewegungen der Lukenklappe und der Muffe sowohl
beim Öffnen als
auch beim Schließen,
so dass die Muffe von der Öffnung
nach hinten versetzt gehalten wird, wenn die Lukenklappe die Öffnung verschließt, und
zu dieser Öffnung
vorgeschoben wird, wenn die Lukenklappe zurückgezogen wird, um die Öffnung freizugeben.
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Die
grundlegende Idee der Erfindung besteht daher darin, eine automatisierte
Kraftstofftankluke herzustellen, die eine Kraftstofftanklukenklappe
umfasst, eine Vorrichtung zum Auffalten einer Muffe, die für die Tankstellenpumpe
als Führung
dient, und mechanische und elektrische Organe, die für das automatische
Schließen
und Öffnen
der Lukenklappe sowie zum Auffalten und zur Rückkehr nach hinten der Muffe
erforderlich sind, wobei diese Rückkehr
nach hinten nach dem Gebrauch der Luke erforderlich ist, damit die
Lukenklappe wieder in der Zugangsöffnung Platz nehmen kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
automatischen Kraftstofftankluke, die Gegenstand der Erfindung ist,
ist die Lukenklappe auf einem schwenkend um eine Querachse montierten
Träger befestigt,
auf einem Schlitten, der in Verschiebung durch Antriebsmittel und
Mittel zum Übertragen
der Bewegung beweglich ist, so dass das Einziehen der Lukenklappe
durch eine kombinierte Verschiebungs- und Schwenkbewegung erfolgt,
die die Lukenklappe in eine im Wesentlichen zu der Achse des röhrenförmigen Körpers parallele
Stellung bringen kann.
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Für die koordinierte
Steuerung der Bewegungen der Lukenklappe und der beweglichen Muffe umfassen
die Antriebsmittel und Mittel zum Übertragen von Bewegung gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
einen Elektromotor, der einerseits mit einer ersten Drehantriebsschraube
gekoppelt ist, um welche eine erste Mutter montiert ist, die mit
dem Lukenklappenträger
verbunden ist, und der andererseits mit einer zweiten Antriebsschraube
gekoppelt ist, um welche eine zweite Mutter montiert ist, die fest mit
der beweglichen Muffe, die den röhrenförmigen Körper verlängert, verbunden
ist. Insbesondere können
die zwei Antriebsschrauben ihre jeweiligen Achsen parallel zueinander
und zu der Achse des röhrenförmigen Körpers haben,
wobei der Elektromotor direkt an eine der Antriebsschrauben gekoppelt
ist, und wobei die zwei Antriebsschrauben untereinander über Ritzel
gekoppelt sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Anordnung ist vorgesehen, dass die bewegliche
Muffe in vorgeschobener Stellung leicht nach außen oder durch die durch das
Versenken der Lukenklappe freigegebene Öffnung übersteht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Anordnung ist auf der Ebene des Ventils des
röhrenförmigen Körpers ein
Detektor vorgesehen, um ein Signal zu senden, das einen verzögerten Befehl
zum Wiederschließen
der Kraftstofftankluke gibt.
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Insgesamt
wird daher eine Kraftstofftankluke erzielt, die die folgenden Vorteile
aufweist:
Die Kraftstofftankluke besitzt ein vollautomatisches Funktionieren
sowohl hinsichtlich des Öffnens
als auch des Schließens,
woraus sich eine große
Einfachheit der Handhabung für
den Benutzer ergibt, und das Erzielen einer großen Gebrauchssauberkeit. Insbesondere
erlaubt es das einfache Betätigen
eines Knopfes, der in der Fahrgastzelle des betreffenden Fahrzeugs
vorgesehen ist, die Öffnungssequenz der
Luke zu steuern; am Ende des Füllens
des Kraftstofftanks erfasst der Fühler das Herausziehen der Pistole
und sendet den Wiederschließbefehl
der Luke, der automatisch nach einer bestimmten Verzögerung ausgeführt wird.
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Der
Aufbau der Kraftstofftankluke lässt
den Schraubstopfen weg und gewährleistet
gleichzeitig perfekt die Abdichtung gegenüber dem Äußeren in geschlossener Position
sowohl durch ein dichtes Anlegen der Kraftstoffklappe gegen den
Rand der Zugangsöffnung
als auch durch die Wirkung des inneren Ventils, das die Aufgabe
des üblichen
Stopfens spielt. Ferner gewährleistet
die Lukenklappe in geschlossener Stellung eine Diebstahlschutzverriegelungsfunktion,
insbesondere durch die Tatsache, dass die Übertragung von Bewegung mit
Schraube und Mutter einen „nicht
umkehrbaren„ Mechanismus bildet.
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In
der offenen Stellung der Kraftstofftankluke erlaubt es das Vorschieben
der beweglichen Muffe durch die Zugangsöffnung bis nach außen, die
Tankstellenpistole entsprechend zu führen und die Karosserie des
Fahrzeugs vor Stößen beim
Annähern
der Pistole zu schützen,
wobei die Pistole gleichzeitig in dem röhrenförmigen Körper mit Hilfe eines Anschlags,
der als Auflagefläche
für die
Pistole dient, in Auflage gehalten wird.
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Die
Kraftstofftankluke weist im Vergleich zu einer herkömmlichen
Luke aufgrund der kompakten Struktur ihres Mechanismus und der besonderen
Bewegung des Zurückklappens
der Lukenklappe einen um 35 % verringerten Platzbedarf auf.
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Insbesondere
kann die Lukenklappe einen in der Größenordnung von 50 mm verringerten
Durchmesser besitzen, was zur Ästhetik
beiträgt.
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Die
vorgeschlagene Lösung
bleibt relativ einfach und wirtschaftlich und integriert gleichzeitig
zahlreiche Funktionen, wobei ergänzende
Funktionen, wie zum Beispiel eine Beleuchtung, noch in Betracht gezogen
werden können.
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Schließlich ist
diese Lösung
leicht an alle Karosserien und an alle existierenden Kraftstoffeinfüllstutzen
anpassbar, wobei sich das Anpassen an jedes Fahrzeug auf die Lukenklappe
(Ästhetik)
und auf den Ansatz des Stutzens zum Anschließen mit dem Kraftstofftank
beschränkt.
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Die
Erfindung wird bei der folgenden Beschreibung leichter verständlich,
die sich auf die anliegende schematische Zeichnung bezieht, die
beispielhaft eine Ausführungsform
dieser automatisierten Kraftstofftankluke für Kraftfahrzeug darstellt.
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1 ist
eine Längsschnittansicht
einer erfindungsgemäßen Kraftstofftankluke
in geschlossener Stellung,
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2 ist
eine Schnittansicht, die 1 ähnlich ist, die jedoch eine
Kraftstofftankluke in offener Stellung zeigt.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Kraftstofftankluke umfasst ein Gehäuse 2,
das unter dem Blech 3 der Karosserie des betreffenden Kraftfahrzeugs
befestigt ist. Wie in 4 angegeben, weisen das Gehäuse 2 und
das Blech 3 entsprechende kreisförmige Öffnungen auf, die vorgesehen
sind, um eine bewegliche Lukenklappe 5, in kreisförmiger Form und
mit entsprechendem Durchmesser aufzunehmen. Der Durchmesser der Öffnung 4 und
der Lukenklappe 5 beträgt
zum Beispiel etwa 50 mm.
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Im
Inneren des Gehäuses 2 ist
ein röhrenförmiger stationärer Körper 6 montiert,
dessen Längsachse
A die Öffnung 4 im
Wesentlichen in ihrer Mitte schneidet. Ein Ventil 7 ist
schwenkend in dem Körper 6 um
eine Querachse 8 montiert, wobei das Ventil 7 von
einer Feder 9 gegen einen ringförmigen Sitz 10 zurückgeholt
wird, der im Inneren des röhrenförmigen Körpers 6 ausgebildet
ist.
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Eine
Muffe 11 ist in Verschiebung gemäß der Achse A um den röhrenförmigen Körper 6 beweglich montiert,
so dass sie der Öffnung
genähert
oder von ihr entfernt werden kann.
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Ein
kleiner Elektromotor 12, der in dem Gehäuse 2 untergebracht
ist, treibt eine erste Antriebsschraube 13, deren dem Motor 12 entgegengesetztes
Ende drehend in einem Lager 14 montiert ist, direkt in
Drehung an. Die Rotationsachse B der Schraube 13 ist parallel
zu der oben definierten Achse A.
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Ein
erstes Ritzel 15, das in Drehung mit der ersten Antriebsschraube 13 verbunden
ist, greift in ein zweites Ritzel 16 ein, das in Drehung
mit einer zweiten Antriebsschraube 17 verbunden ist, die
um die Achse C, die zu den zwei Achsen A und B parallel und zwischen
diesen Achsen angeordnet ist, drehend montiert ist. Die zweite Schraube 17 ist
drehend in einem Lager 18 montiert.
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Eine
erste Mutter 19, die um die erste Antriebsschraube 13 montiert
ist und mit dieser zusammenwirkt, ist fest mit einem Schlitten 20 in
Gabelform verbunden, dessen Arme sich zu beiden Seiten des röhrenförmigen Körpers 6 erstrecken
und an ihrem Ende eine Querachse 21 tragen. Auf dieser
Querachse 21 ist schwenkend ein Träger 22 montiert, an
dem die Lukenklappe 5 befestigt ist.
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Eine
zweite Mutter 23, die um die zweite Antriebsschraube 17 montiert
ist und mit dieser zusammenwirkt, ist fest mit der Muffe 11 verbunden,
die in Verschiebung um den röhrenförmigen Körper 6 beweglich
ist.
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Das
Ingangsetzen des Motors 12 in eine Drehrichtung oder in
die andere lässt
gleichzeitig die erste Antriebsschraube 13 und die zweite
Antriebsschraube 17 drehen, die miteinander über zwei
Ritzel 15 und 16 gekoppelt sind. Die Drehung der
ersten Antriebsschraube 13 bewirkt das Bewegen in Verschiebung
gemäß der Achse
B der ersten Mutter 19 und daher das Bewegen der Lukenklappe 5.
Die gleichzeitige Drehung der zweiten Antriebsschraube 17 bewirkt
das Bewegen in Verschiebung gemäß der Achse
C der zweiten Muter 23, und daher das Bewegen in Verschiebung
der Muffe 11 gemäß der Achse A.
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Diese
Bewegungen erfolgen zwischen zwei Endstellungen, jeweils dem Schließen und
dem Öffnen
der Luke, die eine in 1, die andere in 2 dargestellt.
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In
geschlossener Stellung (1) belegen die erste Mutter 19 und
der Schlitten 20 mit der Achse 21 ihre Endstellung
am weitesten links (in Bezug auf die Zeichnung). Der Träger 22 nimmt
daher eine schräge
Stellung ein, in welcher die Lukenklappe 5 in die Öffnung 4 eingefügt ist,
welche sie daher komplett und dicht verschließt. In dieser Schließstellung
belegt die zweite Mutter 23 ihre Endstellung am weitesten rechts
(in Bezug auf die Zeichnung); das gilt auch für die Muffe 11, deren
freies Ende sich in Bezug auf die Öffnung 4 und auf die
in diese Öffnung
eingefügte Klappe 5 nach
hinten versetzt befindet. Zu bemerken ist, dass diese Schließstellung
aufgrund der Nichtumkehrbarkeit der zwei Schrauben-Mutter-Mechanismen,
jeweils 13-19 und 17-23 verriegelt
ist.
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In
der offenen Stellung (2), belegen die erste Mutter 19 und
der Schlitten 20 mit der Achse 21 ihre Endstellung
am weitesten rechts (in Bezug auf die Zeichnung). Der Träger 22 und
die Lukenklappe 5 sind daher in das Innere des Gehäuses 2 zurückgezogen,
parallel zu dem röhrenförmigen Körper 6,
so dass sich die Öffnung 4 völlig freigegeben
befindet. In dieser Öffnungsstellung
belegt die zweite Mutter 23 ihre Endstellung am weitesten
links (in Bezug auf die Zeichnung); das gilt auch für die Muffe 11,
die sich daher in der Verlängerung
des röhrenförmigen Körpers 6 erstreckt
und sich durch die Öffnung 4 mit leichtem
Herausstehen nach außen
einfügt.
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Die
Steuerung der Kraftstofftankluke, die oben beschrieben wurde, erfolgt
ausgehend von der Fahrgastzelle des Fahrzeugs. Insbesondere reicht es,
dass der Benutzer ausgehend von der in 1 gezeigten
geschlossenen Stellung einen spezifischen Steuerknopf betätigt, um
elektrisch die Versorgung des Motors 12 zu steuern, der
gleichzeitig:
- – durch das Indrehungsetzen
der ersten Antriebsschraube 13 das Versenken der Lukenklappe 5 in das
Innere des Gehäuses 2 und
daher das Öffnen der
Luke bewirkt, und
- – durch
Indrehungsetzen der zweiten Antriebsschraube 17 das Vorfahren
der Muffe 11 und ihr Einfügen in die Öffnung 4 bewirkt.
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Diese
Bewegungen des Versenkens der Klappe 5 und des Auffaltens
der Muffe 11 sind synchronisiert, um jede Gefahr des Zusammenstoßens zwischen
der Klappe 5 und ihrem Träger 22 einerseits
und der Muffe 11 andererseits zu verhindern.
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In
der offenen Stellung angekommen, wird die Kraftstofftankluke für das Füllen des
Kraftstofftanks des Fahrzeugs verwendbar. Das Einführen der Tankstellenpistole
wird von der aufgefalteten Muffe 11 geführt, und die so geführte Pistole
schwenkt mit ihrem Ende daher das Ventil 7 gegen die Wirkung
der Feder 9, so dass der Durchgang durch den röhrenförmigen Körper 6 geöffnet wird.
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Am
Ende des Füllens
erfasst ein Detektor (nicht dargestellt), der auf der Ebene des
Ventils 7 angeordnet ist, das Herausziehen der Pistole
und sendet ein Signal, das einen Befehl zum Wiederverschließen der
Kraftstofftankluke gibt. Dieses Signal wird an das Elektronikgehäuse des
Fahrzeugs übertragen,
das nach einer bestimmten Verzögerung
wieder das Versorgen des Motors 12 steuert, um gleichzeitig
- – durch
Indrehungsetzen der ersten Antriebsschraube 13 in die umgekehrte
Richtung der vorhergehenden Betätigung
die Rückkehr
der Lukenklappe 5 in ihre dichte Verschlussstellung der Öffnung 4 verursacht,
und
- – durch
Indrehungsetzen der zweiten Antriebsschraube 17 in die
umgekehrte Richtung zur vorhergehenden Handhabung das Zurückfahren
der Muffe 11 auf dem röhrenförmigen Körper 6 verursacht.
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Die
Kraftstofftankluke kehrt daher in ihre geschlossene und verriegelte
und daher vor Einbruch geschützte
Stellung zurück.
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Natürlich beschränkt sich
die Erfindung nicht auf die einzige Ausführungsform dieser automatisierten
Kraftstofftankluke, die oben beispielhaft beschrieben wurde, sie
umfasst im Gegenteil alle Ausführungs-
und Anwendungsvarianten, die das gleiche Prinzip einhalten, ungeachtet:
- – der
Formdetails der verschiedenen mechanischen Bauteile,
- – der
Stellung des Motors und der Ausführung
seiner Kopplung mit den zwei Antriebsschrauben,
- – der
Details dieser Antriebsschrauben, die insbesondere einen konstanten
Gang oder veränderlichen
Gang haben können,
je nach den für
die Bewegungen, die sie steuern, gewünschten Merkmalen,
- – der
von der Lukenklappe bei ihrem Versenken beschriebenen Bewegung,
- – der
Details der Detektoren, Schalter, Verzögerungen und anderen Mittel,
die für
die Steuerung des automatischen Funktionierens der Kraftstofftankluke
verwendbar sind.
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Ferner
würde man
den Geltungsbereich der Erfindung nicht verlassen, wenn man alle Äquivalente
heranzieht, insbesondere durch Ersetzen des alleinigen und gemeinsamen
Motors durch zwei getrennte Motoren, die jeweils den zwei Antriebsschrauben zugewiesen
sind, oder durch Ersetzen des beschriebenen Motors und der Schrauben
durch alle geeigneten Stellglieder und Mittel zum Übertragen
von Bewegung.