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Die
Erfindung betrifft einen Einfüllstutzen mit einem automatischen
Tankverschluss.
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Der
Einfüllstutzen dient bei einem Kraftfahrzeug zur Betankung
mit Kraftstoff. Für die Zeit zwischen zwei Betankungsvorgängen
ist der Einfüllstutzen verschlossen. Bekannt sind hier
auf die Einfüllöffnung des Einfüllstutzens
aufsetzbare Verschlussdeckel mit Schraub- oder Bajonettverschluss.
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Z.
B. aus der
DE
10 2004 048 303 A1 sind auch Einfüllstutzen mit
automatischem Tankverschluss, sogenannte Capless-Systeme, bekannt.
Im Einfüllstutzen ist dann eine zum Tank hin einklappbare,
gegen ihre Schließstellung federnd vorgespannte Verschlussklappe
integriert. Bei der regulären Betankung wird an einer Tankstelle
eine Zapfpistole mit ihrem Auslaufrohr in die Einfüllöffnung
des Einfüllstutzens eingeführt. Die Zapfpistole
stößt dabei die Verschlussklappe aus ihrer Verschlussposition,
um den Einfüllstutzen freizugeben. Am Ende des Betankungsvorgangs,
nach Herausziehen der Zapfpistole schwenkt die Verschlusslappe automatisch
wieder in ihre Verschlussposition zurück und verschließt
den Einfüllstutzen.
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Bei
einem Betankungsvorgang eines Kraftfahrzeugs ist es allgemein bekannt,
dass am Ende des Betankungsvorgangs, wenn bereits kein Kraftstoff
mehr von der Zapfsäule zur Zapfpistole gefördert
wird, oft noch während des Herausziehens der Zapfpistole
aus dem Einfüllstutzen, eine geringe Menge Kraftstoff aus
dem Auslaufrohr nachläuft, welche dann noch in den Tankeinfüllstutzen
einläuft bzw. eintropft.
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Problematisch
ist, dass bei Capless-Systemen die Verschlussklappe oft ein Stück
weit bzw. schlecht einsehbar im Inneren des Einfüllstutzens liegt.
Um zu erkennen, ob noch Restkraftstoff aus dem Auslassrohr läuft,
muss der Benutzer die Zapfpistole dann soweit zurückziehen,
dass die Verschlussklappe schon verschlossen ist.
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Sobald
jedoch das vordere Ende der Zapfpistole die Verschlussklappe passiert
hat, sammelt sich der noch auslaufende Restkraftstoff oberhalb der
dicht schließenden Verschlussklappe im Einfüllstutzen
und/oder in der Tankmulde. Übliche Mengen von sich ansammelndem
Kraftstoff liegen im Bereich zwischen 15 und 25 ml. Der sich oberhalb
der Verschlussklappe ansammelnde Kraftstoff läuft dann
z. B. durch eine Entwässerungsleitung der Tankmulde bzw.
aus der Einfüllöffnung heraus bzw. entlang der Karosserie
am Fahrzeug hinab. Denkbar ist auch, dass der Kraftstoff zwar nicht
abläuft, jedoch im Laufe der folgenden Zeit nach dem Betankungsvorgang verdampft.
In jedem Fall gelangen so Kraftstoff oder Kraftstoffdämpfe
in die Umwelt. Dies ist unter allen Umständen zu vermeiden.
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Aus
der
EP 1 138 541 B1 ist
ein Einfüllstutzen bekannt, bei dem der Verschlussklappe
eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist, um die Verschlussklappe
beim Herausziehen der Zapfpistole zeitverzögert zu schließen.
Nachteilig ist hierbei, dass durch die Dämpfung der Anpressdruck
der Verschlussklappe an den Dichtsitz reduziert ist und die Verschlussklappe
zumindest in der ersten Zeit nach einem Betankungsvorgang zunächst
undicht ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen verbesserten Einfüllstutzen
für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
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Die
Erfindung beruht auf der Idee, auch die im letzten Abschnitt des
Betankungsvorgangs noch nachlaufende minimale Kraftstoffmenge an
der automatisch schließenden Tankklappe vorbeizuführen und
dem Kraftstofftank zuzuführen, um so ein Verdampfen dieses
Kraftstoffes bzw. Austreten in die Umwelt zu verhindern. Die Erfindung
besteht nun darin, das Verschließen der Verschlussklappe
bei Herausziehen der Zapfpistole so lange zu verzögern, dass
der Benutzer bei noch geöffneter Verschlussklappe bereits
das Ende der Zapfpistole gut einsehen kann, um abzuwarten, bis aller
Restkraftstoff ausgelaufen ist und erst dann die Zapfpistole gänzlich
aus dem Einfüllstutzen zu ziehen, wobei sich die Verschlussklappe
schließt.
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Dies
gelingt gemäß Patentanspruch 1 dadurch, dass zwischen
Einfüllöffnung und Verschlussklappe, also oberhalb
der Verschlussklappe, also im Einführ- bzw. Einhängebereich
der Zapfpistole bzw. Tankmulde ein Mitnehmer, z. B. ein Hebel bzw.
Mechanismus integriert wird. Dieser ragt in einer Ruhestellung in
den Einführbereich der Zapfpistole hinein. Bei Einführen
einer Zapfpistole benötigt bzw. benutzt diese zwangsweise
den Einführbereich bzw. füllt diesen aus. Somit
steht der Mitnehmer zwangsweise mit dem Auslaufrohr der Zapfpistole
in Bewegungskopplung, sobald sich dieses im Einführbereich,
also noch oberhalb der Verschlussklappe befindet und wird so aus
seiner Ruhestellung ausgelenkt. Dies gilt sowohl für das
Einführen als auch das Herausziehen des Auslaufrohres.
Durch die Bewegungskopplung des Mitnehmers mit der Verschlussklappe
wird diese von jedem sich um Einführbereich befindlichen
Auslauf rohr stets aus ihrer Verschlussstellung ausgelenkt. So ist
bei einem sich noch oberhalb dieser befindlichen Auslassrohr die
Verschlussklappe zumindest einen Spalt weit geöffnet, so
dass zumindest eine geringe Menge an Kraftstoff die Verschlussklappe
passieren kann.
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So
wird bei Herausziehen der Zapfpistole erreicht, dass die Verschlussklappe
noch zumindest einen Spalt geöffnet bleibt, solange die
Zapfpistole zwar die Verschlussklappe passiert hat, sich aber noch
im Tankeinfüllstutzen befindet. Mit anderen Worten läuft
der Restkraftstoff aus der Zapfpistole ab und gelangt dennoch in
den Kraftstofftank.
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Der
Betankungs- und vor allem Nachlaufvorgang nach Ende des eigentlichen
Betankungsvorgang ist damit sicherer gegen Kontamination der Umwelt.
Der gesamte aus der Zapfpistole austretende Kraftstoff gelangt in
den Kraftstofftank. Ein Austreten von Kraftstoff in die Umwelt ist
verhindert. Die Belastung der Umwelt ist vermieden und der Kraftstoff
ist für das Fahrzeug nutzbar.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist der Vorteil
erreicht, dass die mechanische Bewegungskopplung mit der Verschlussklappe
bei entferntem Auslaufrohr nicht wirksam ist. Auf die Verschlussklappe
wird keinerlei Druck o. ä. ausgeübt. Die Anpresskraft
der Verschlussklappe an ihrem Dichtsitz ist unverändert.
Das vollständige Schließen und Dichten der Verschlussklappe
ist sofort, also ohne Zeitverzögerung nach Entfernung des
Auslaufrohres aus dem Einführbereich erreicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegungskopplung
dadurch erreicht, dass der Mitnehmer in Ruhestellung – also bei
geschlossener Verschlussklappe – den Einführbereich
auf eine lichte Weite begrenzt, die kleiner ist als der Außendurchmesser
eines Auslaufrohres einer Zapfpistole. Ein eingeführtes
Auslaufrohr muss damit den Mitnehmer betätigen, wenn es
in den Einführbereich eintritt bzw. sich darin befindet.
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Zur
definierten Begrenzung der lichten Weite kann z. B. ein Gegenstück
dem Mitnehmer bezüglich des Betankungskanals diametral
gegenüberliegend in diesem angeordnet sein, an welchem
das Auslaufrohr anliegt bzw. entlang gleitet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Mitnehmer
ein zwischen Einfüllöffnung und Verschlussklappe
um eine quer zum Betankungskanal verlaufende Achse schwenkbar gelagerter
Hebel, der mit seinem freien Ende zur Verschlussklappe hin weist
und diese an ihrer der Betankungsöffnung zugewandten Fläche
angreift.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die o. g. Achse eine
erste Achse ist, und der Mitnehmer zweiteilig schwenkbar um eine
zweite, zur ersten parallele Achse ausgeführt ist. Der
zweiteilige, z. B. aus zwei Teilhebeln bestehende und damit in sich schwenkbare
Mitnehmer ermöglicht einen weiteren Freiheitsgrad bei der
Konstruktion der Bewegungskopplung. So sind besonders wirkungsvolle
und sicher zu bedienende Konstruktionsformen für den Einfüllstutzen
möglich.
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Für
eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele
der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
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1 einen
Einfüllstutzen mit automatischem Tankverschluss mit vollständig
eingeführter Zapfpistole während eines Betankungsvorgangs,
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2 den
Einfüllstutzen aus 1 nach Beendigung
des eigentlichen Tankvorgangs beim Herausziehen der Zapfpistole,
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3 den
Einfüllstutzen aus 1 bei vollständig
entfernter Zapfpistole.
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4–6 den
Einfüllstutzen gemäß 1–3 mit
einem alternativ gestalteten Mitnehmer.
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1 zeigt
einen Einfüllstutzen 2 für ein Kraftfahrzeug,
welcher eine Einfüllöffnung 4 und einen
sich and diese anschließenden Einführbereich 6, auch
Tankmulde genannt, aufweist. Der Einführbereich 6 endet
an einem automatischen Tankverschluss 8, der die Einfüllöffnung 4 vom
Einlassrohr 10 trennt, welches weiter zu einem Kraftstofftank 12 führt.
So ist ein Betankungskanal 13 gebildet, durch den Kraftstoff
einfüllbar ist.
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1 zeigt
den Einfüllstutzen 2 bei einem Betankungsvorgang
an einer Tankstelle, bei dem eine Zapfpistole 14 bzw. deren
Auslassrohr 16 durch die Einfüllöffnung 4 vollständig
in den Einfüllstutzen 2 eingeführt ist.
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Beim
der Situation in 1 vorausgehenden Einführvorgang
der Zapfpistole 14 in den Einfüllstutzen 2 in
Richtung des Pfeils 18 trifft das vordere Ende 20 des
Auslassrohrs 16 zunächst auf einen im Einführbereich 6 angeordneten
trichterförmigen Zentriereinsatz 22, welcher das
Auslassrohr 16 auf eine Öffnung 24 des
Tankverschlusses 8 zentriert. Nach Passieren der Öffnung 24 trifft
das Ende 20 auf eine Verschlussklappe 26 des Tankverschlusses 8 und schwenkt
diese gegen die Kraft einer Feder 28 um eine Achse 30 in
Richtung des Pfeils 32 auf. Der Tankverschluss 8 gelangt
so in die in 1 gezeigte Öffnungsstellung 34,
so dass aus der Zapfpistole 14 strömender Kraftstoff 36 ungehindert
in den Kraftstofftank 12 strömen kann.
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Nach
Beendigung des Tankvorgangs, z. B. wenn der Tank 12 gefüllt
ist, endet die Kraftstoffzufuhr von der Zapfsäule zur Zapfpistole 14.
Der Benutzer zieht die Zapfpistole 14 entgegen der Richtung des
Pfeils 18 aus dem Einfüllstutzen 2. Sobald
das Ende 20 die Verschlussklappe 26 passiert bzw.
diese nicht mehr wie in 1 dargestellt in Öffnungsstellung 34 hält,
schwenkt diese entgegen der Richtung des Pfeils 32 aufgrund
der Kraft der Feder 28 zurück in Richtung der Öffnung 24.
Die Schwenkbewegung der Verschlussklappe 26 endet in der
in 2 gezeigten Position, wenn sich die Verschlussklappe 26 in
einer Nachlaufstellung 38 befindet. Zwischen einer Dichtung 40 an
der Verschlussklappe 26 und einem Dichtsitz 42 des
Tankverschlusses 8 ist hierbei noch ein Ringspalt 44 vorhanden,
so dass noch ein von der Einfüllöffnung 4 bis
zum Tank 12 reichender Nachlaufkanal 46 für
Kraftstoff frei bleibt.
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Dies
wird bewirkt durch einen im Einführbereich 6 bzw.
Zentriereinsatz 22 angeordneten, um eine Achse 48 schwenkbar
gelagerten Mitnehmer 50 in Form eines Hebels. Dieser ragt
mit seinem von der Achse 48 entfernten Ende 52 aus
dem Einführbereich 6 durch die Öffnung 24,
so dass die Verschlussklappe 26 mit ihrer der Einfüllöffnung 4 zugewandten Fläche 53 am
Ende 52 in der Nachlaufstellung 38 ansteht. Der
Mitnehmer 50 wiederum steht mit seiner radial einwärts
weisenden Seitenfläche 54 am Außenumfang
des Endes 20 des Auslaufrohrs 16 an und wird so
vor dem Zurückschwenken in Richtung des Pfeils 56 um
die Achse 48 gehindert. Das Ende 20 des Auslassrohres 16 liegt
hierbei an der der Seitenfläche 54 gegenüberliegenden
Innenfläche 58 des Zentriereinsatzes 22 an.
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In
der in 2 gezeigten Situation hat das Ende 20 entgegen
der Richtung des Pfeils 18 die Öffnung 24 bereits
passiert und ist in Richtung des Pfeils 60 damit bereits
im Blickfeld des Bedieners der Zapfpistole 14. Eventuell
nachlaufender Kraftstoff gelangt jedoch aufgrund der immer noch
sich in Nachlaufstellung 38 befindenden Verschlussklappe 26 entlang des
Nachlaufkanals 46 in den Tank 12. Erst wenn das Ende 20 des
Auslassrohrs 16 die obere Kante 62 des Mitnehmers 50 passiert,
kann der Mitnehmer 50 weiter in Richtung des Pfeils 56 einschwenken,
woraufhin das Ende 52 die Verschlussklappe 26 freigibt,
so dass diese weiter entgegen der Richtung des Pfeils 32 auf
die Öffnung 24 zuschwenken kann.
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So
gelangt schließlich die Verschlussklappe 26 in
die in 3 gezeigte Verschlussstellung 64, in welcher
dann die Dichtung 40 am Dichtsitz 42 anliegt, und
so den Einfüllstutzen 2 verschließt.
Der Mitnehmer 50 ist durch die Verschlussklappe 26 bzw.
die Feder 28 in seine in 3 gezeigte
Endstellung gelangt, bzw. wird dort gehalten, da auf diesen keine weitere
Kraft durch die Zapfpistole 14 ausgeübt wird.
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In
der in 3 gezeigten Position ist zu erkennen, dass in
der gezeigten Endposition oder Ruhestellung 57 die Seitenflächen 54 des
Mitnehmers 50 zusammen mit der Innenfläche 58 einen
sich zur Öffnung 24 hin verjüngenden
Trichter ausbildet, dessen lichte Innenweite wi kleiner
dem Aussendruchmesser da des Endes 20 des
Auslassrohres 16 ist. Hierdurch wird in der in 2 gezeigten
Situation verhindert, dass der Mitnehmer 50 in seine in 3 gezeigte
Verschlussstellung 64 zurückschwenkt, solange
sich das Ende 20 des Auslassrohres 16 im Bereich
des Mitnehmers 50 befindet.
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In
den 4 bis 6 ist der Einfüllstutzen 2 dahingehend
abgeändert, dass dieser einen alternativ ausgestalteten
Mitnehmer 50 aufweist. Dieser besteht aus zwei Armen 66a,
b, welche schwenkbar um eine Achse 68 miteinander verbunden
sind. Die Achse 68 verläuft parallel zur Achse 48, über
welche analog zu den 1 bis 3 der Mitnehmer 50 am Grundkörper
des Einfüllstutzens 4 gelagert ist. 4 zeigt
wieder wie 1 den regulären Betankungsvorgang
mit vollständig eingeführter Zapfpistole 14. Nach
Beendigung des Tankvorgangs beginnt der Benutzer, die Zapfpistole 14 entgegen
der Richtung des Pfeils 18 aus dem Einfüllstutzen 2 zu
ziehen.
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Die
Verschlussklappe 26 ist daher in 5 entsprechend
zu 2 bereits außer Eingriff zur Zapfpistole 14 und
daher entgegen der Richtung des Pfeils 32 zurückgeschwenkt.
Entsprechend 2 steht nun die Verschlussklappe 26 am
Mitnehmer 50 bzw. dessen Arm 66b an, so dass sich
wieder ein Ringspalt 44 für nachlaufenden Kraftstoff
ergibt. Aufgrund der Dimensionierung der Länge des Arms 66a kann
dieser noch nicht vollends in seine Grundstellung zurückschwenken,
da sich die Zapfpistole 14 noch im Einführbereich 6 befindet.
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6 zeigt
hierzu, dass die lichte Weite wi zwischen
dem Arm 66a bzw. 66b im Bereich 70 und der
Innenfläche 58 kleiner dem Außendurchmesser da des Auslassrohres 16 ist. Bei
einem erneuten Einführen einer Zapfpistole 14 ausgehend
von 6 berührt daher deren Ende 20 zunächst
den Bereich 70 des Mit nehmers 50 und verschiebt
somit den Arm 66b im Wesentlichen in Längsrichtung
des Pfeils 18 unter Drehung des Arms 66a um die
Achse 48, bis wieder die Situation aus 5 und
anschließend die aus 4 erreicht
ist und der Tankvorgang beginnen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004048303
A1 [0003]
- - EP 1138541 B1 [0007]