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Die
Erfindung betrifft eine Behälteranordnung für
Kraft- und/oder Hilfsstoffe, insbesondere eine solche Behälteranordnung
für ein Kraftfahrzeug.
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Es
ist bekannt, dass unterschiedliche Kraftfahrzeuge verschiedene Kraftstoffe
bzw. Kraftstoffarten benötigen. Diesbezüglich
ist insbesondere zwischen Benzin- und Dieselkraftstoff, aber auch
zwischen Kraftstoffen mit verschiedenen Oktanzahlen zu unterscheiden.
Wird ein Kraftfahrzeug mit einem falschen Kraftstoff betankt, so
kann dies je nach Art der vertauschten Kraftstoffe zu Motorschäden,
zumindest aber zu einer verminderten Leistungs- bzw. Gebrauchsfähigkeit
des Kraftfahrzeugs führen.
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Um
ein Vertauschen der Kraftstoffarten zu verhindern, ist es bekannt,
Tankeinfüllstutzen und Zapfpistolen für Benzin-
und Dieselkraftstoffe mit unterschiedlichen Durchmessern zu realisieren.
Problematisch ist dabei, dass der größere Tankeinfüllstutzen
immer mit der kleineren Zapfpistole bedient werden kann und daher
eine falsche Betankung des Kraftfahrzeugs nicht in jedem Fall ausgeschlossen werden
kann.
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Aus
der
DE 10 2005
010 530 A1 ist ein weiteres System zum Verhindern einer
falschen Betankung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das System umfasst
einen am Kraftfahrzeug angebrachten Sender, zum Beispiel in Form
eines RFID-Chips, der Informationen über die vom Kraftfahrzeug
benötigte Kraftstoffart beinhaltet, und ein an der Zapfpistole
vorgesehenes Lesegerät. Beim Betankungsversuch des Kraftfahrzeugs
mit einem falschen Kraftstoff wird der Benutzer durch eine optische,
akustische oder haptische Alarmvorrichtung an der Zapfpistole gewarnt.
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Ein ähnliches
System ist in der
DE
20 2006 000 532 U1 beschrieben. Bei diesem System wird
die Zapfpistole oder dergleichen Abgabevorrichtung nur dann zum
Abgeben des jeweiligen Mediums angesteuert, wenn das Lesegerät
an der Abgabevorrichtung ein entsprechendes Signal von einem RFID-Chip
an dem zu befüllenden Behälter gelesen hat.
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Die
DE 20 2007 012 316
U1 offenbart ein Tanksäulensystem mit mehreren
Zapfpistole für unterschiedliche Kraftstoffarten, bei dem
die Tanksäule mit einer Eingabevorrichtung zum Eingeben
der gewünschten Kraftstoffart oder des vorhandenen Kraftfahrzeugmodells
versehen ist und die Tanksäule dem Benutzer nur diejenige
Zapfpistole freigibt, die den benötigten Kraftstoff bereitstellt.
Die Eingabevorrichtung funktioniert zum Beispiel manuell, über
eine Chipkarte oder über einen RFID-Chip am Kraftfahrzeugschlüssel.
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Den
vorstehend beschriebenen herkömmlichen Systemen ist gemeinsam,
dass sie ein falsches Betanken eines Kraftfahrzeugs, das genau einen Tank
für einen entsprechenden Kraftstoff aufweist, verhindern
sollen, indem ein Lesegerät an der Zapfsäule oder
an der Zapfpistole die vom Kraftfahrzeug benötigte Kraftstoffart
identifiziert.
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Moderne
Kraftfahrzeuge mit entsprechend hochentwickelten Abgasnachbehandlungssystemen benötigen
neben einem Kraftstoff zum Betreiben der jeweiligen Brennkraftmaschine
immer häufiger auch Hilfsstoffe für katalytische
Abgasnachbehandlungen, wie beispielsweise eine Harnstoffwasserlösung (HWL
bzw. AdBlue) für einen SCR-Katalysator. Diese Kraftfahrzeuge
sind demzufolge zusätzlich mit einem entsprechenden Hilfsstofftank
ausgestattet. Da der Kraftstofftank und der Hilfsstofftank häufig
räumlich nahe beieinander angeordnete Einfüllstutzen
zum Befüllen aufweisen, besteht hier die Gefahr von Verwechslungen
der Betriebsstoffe beim Betanken, mit der Gefahr von Folgeschäden
an Brennkraftmaschine und/oder Abgasnachbehandlungssystem.
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Die
oben erläuterten herkömmlichen Systeme sind zur
Lösung dieses Problems nicht geeignet, da bei diesen zwar
die Auswahl einer richtigen Zapfpistole gewährleistet werden
kann, diese aber bei zwei benötigten Betriebsstoffen für
zwei Behälter dennoch zum Befüllen des falschen
Behälters eingesetzt werden kann.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Behälteranordnung für Kraft- und/oder Hilfsstoffe
mit wenigstens zwei Behältern zum Aufnehmen eines Kraft-
oder Hilfsstoffes zu schaffen, die ein Befüllen der Behälter
mit falschen Kraft- oder Hilfsstoffarten verhindert.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Behälteranordnung
für Kraft- und/oder Hilfsstoffe mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Behälteranordnung für Kraft- und/oder Hilfsstoffe
umfasst wenigstens zwei Behälter, die jeweils zum Aufnehmen
eines Kraft- oder Hilfsstoffes ausgebildet sind und eine Einfüllvorrichtung
aufweisen, die mit einer jeweiligen Verschlussvorrichtung verschließbar
ist. Weiter ist eine Erkennungseinrichtung vorgesehen zum Erkennen
einer Kraft- oder Hilfsstoffart, die von einer Befüllvorrichtung
in der Nähe wenigstens einer der Einfüllvorrichtungen
der Behälter bereitgestellt wird, wobei diese Erkennungseinrichtung
nur die Verschlussvorrichtung(en) zum Öffnen freigibt,
die einem Behälter zugeordnet ist bzw. sind, der zum Aufnehmen
der von der Erkennungseinrichtung erkannten Kraft- bzw. Hilfsstoffart vorgesehen
ist.
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Während
bei den eingangs beschriebenen herkömmlichen Systemen das
Lesegerät an der Zapfpistole vorgesehen ist, wird gemäß der
Erfindung vorgeschlagen, die Erkennungseinrichtung als Teil der
Behälteranordnung vorzusehen und die Einfüllvorrichtungen
in Abhängigkeit von einem Bestimmungsergebnis dieser Erkennungseinrichtung
freizugeben bzw. zu sperren. Auf diese Weise kann sichergestellt
werden, dass nur diejenige Einfüllvorrichtung freigegeben
wird, die einem Behälter zugeordnet ist, der zum Aufnehmen
der von der gerade beabsichtigten Befüllvorrichtung vorgesehen
ist. Ein Befüllen eines der wenigstens zwei Behälter
mit einer falschen Kraft- oder Hilfsstoffart kann auf diese Weise
ausgeschlossen werden.
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Der
Begriff der „Kraft- und/oder Hilfsstoffe” soll
alle Betriebsstoffe umfassen, die für ein Kraftfahrzeug
benötigt werden. Hierzu zählen insbesondere Benzinkraftstoffe,
Dieselkraftstoffe, Kraftstoffe mit unterschiedlichen Oktanzahlen,
Hilfsstoffe für Abgasnachbehandlungssysteme (z. B. HWL),
Kühlflüssigkeiten, Getriebeöle und dergleichen.
Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße
Behälteranordnung nicht auf die Anwendung in einem Kraftfahrzeug
eingeschränkt sein. Die Behälteranordnung kann
grundsätzlich bei allen Arten von Vorrichtungen oder Maschinen
zum Einsatz kommen, die mehr als einen Betriebsstoff benötigen.
Hierzu zählen neben den Kraftfahrzeugen wie Personenkraftwagen
und Nutzfahrzeugen insbesondere auch Luftfahrzeuge, Wasserfahrzeuge,
aber auch andere Antriebsaggregate zum Beispiel für ortsfeste
Maschinen.
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Die „wenigstens
zwei Behälter”, die häufig auch als Tanks
bezeichnet werden, können zum Aufnehmen von zwei Kraftstoffarten,
zwei Hilfsstoffarten oder einer Kraftstoff- und einer Hilfsstoffart
vorgesehen sein. Die Erfindung ist ebenso für Behälteranordnungen
mit mehr als zwei Behältern einsetzbar, zum Beispiel für
Benzin, Diesel und HWL. Auch können natürlich
in mehreren Behältern auch jeweils die gleichen Betriebsstoffe
bevorratet werden, wenn dies gewünscht ist.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Erkennungseinrichtung
eine (gemeinsame) Erkennungsvorrichtung aufweisen, die mehreren
Behältern zugeordnet ist. Ebenso kann die Erkennungseinrichtung
eine Erkennungsvorrichtung aufweisen, die genau einem Behälter
zugeordnet ist. Bei einer Behälteranordnung mit wenigstens
drei Behältern können auch beide Arten der genannten
Erkennungsvorrichtungen eingesetzt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Erkennungseinrichtung
zum berührungslosen Kommunizieren mit einer Befüllvorrichtung
ausgebildet sein. Der Begriff des „Kommunizierens” umfasst
dabei sowohl einen wechselseitigen Signalaustausch zwischen der
Erkennungseinrichtung und einer Befülleinrichtung als auch
nur ein Empfangen von Signalen einer Befüllvorrichtung durch
die Erkennungseinrichtung oder nur ein Abrufen von Signalen durch
die Erkennungseinrichtung.
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Zum
Beispiel kann die Erkennungseinrichtung zum Lesen eines Barcodes,
eines RFID-Chips oder dergleichen, d. h. allgemein als eine aktive
Erkennungseinrichtung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich
kann die Erkennungseinrichtung zum Empfangen eines elektromagnetischen
Signals wie beispielsweise eines Funksignals, eines optischen Signals,
eines akustischen Signals oder dergleichen, d. h. allgemein als
passive Erkennungseinrichtung ausgebildet sein.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, die wahlweise mit der
vorgenannten Ausgestaltung kombinierbar ist, kann die Erkennungseinrichtung
ein Steckverbindungselement zum Herstellen einer Steckverbindung
mit einem an einer Befüllvorrichtung vorgesehenen Gegenelement
aufweisen. Über die auf diese Weise hergestellte Steckverbindung
können dann zum Beispiel Signale gesendet und empfangen
werden oder das Herstellen der Steckverbindung dient selbst als
Code für das Freigabesignal.
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In
einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Behälteranordnung
auch einen Timer aufweisen, der die Freigabe einer Verschlussvorrichtung
wieder sperrt, wenn die Verschlussvorrichtung innerhalb einer vorbestimmten
Zeit nach ihrer Freigabe durch die Erkennungseinrichtung nicht geöffnet
worden ist. Durch diese Maßnahme kann verhindert werden,
dass zum Beispiel nach einer erfolgten Freigabe durch eine richtige
Zapfpistole die Zapfpistole noch einmal ausgetauscht und dann das Kraftfahrzeug
falsch betankt wird. Der Begriff des „Timers” soll
ganz allgemein jede Maßnahme umfassen, die geeignet ist,
das Sperren der Freigabe einer Verschlussvorrichtung nach Ablauf
einer bestimmten Zeitdauer zu bewirken.
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Die
Behälteranordnung kann auch einen Timer aufweisen, der
die Freigabe einer Verschlussvorrichtung eine vorbestimmte Zeit
nach ihrem Schließen wieder sperrt. Hierdurch wird gewährleistet,
dass ein Behälter nach einem korrekten Befüllvorgang
nicht noch mit einem falschen Betriebsstoff nachbetankt werden kann.
Der Begriff des „Timers” soll auch in diesem Fall
ganz allgemein jede Maßnahme umfassen, die geeignet ist,
das Sperren einer Verschlussvorrichtung nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer
zu bewirken. Diese Zeitdauer kann in diesem Fall insbesondere auch
gegen Null gehen, d. h. das Sperren der Verschlussvorrichtung erfolgt
automatisch beim Schließvorgang.
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Ferner
kann eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer freigegebenen Verschlussvorrichtung vorgesehen
sein. Es sind grundsätzlich optische, akustische und/oder
haptisch wahrnehmbare Anzeigen denkbar.
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Des
Weiteren kann auch eine Öffnungsvorrichtung zum automatischen Öffnen
einer durch die Erkennungseinrichtung freigegebenen Verschlussvorrichtung
vorgesehen sein, um den Bedienkomfort für den Benutzer
zu erhöhen.
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Obige
sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich.
Darin zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung des
Aufbaus einer Behälteranordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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Die
Erfindung wird nun am Beispiel eines Tanksystems für ein
Kraftfahrzeug in mehr Einzelheiten erläutert. Wie oben
ausgeführt, ist die Erfindung aber auch für andere
Zwecke einsetzbar.
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Die
Figur zeigt einen ersten Tank (Behälter der Erfindung) 10,
der über einen ersten Einfüllstutzen (Einfüllvorrichtung
der Erfindung) 12 mit einem ersten Betriebsstoff (Kraftstoff
oder Hilfsstoff für ein Kraftfahrzeug) befüllbar
ist. Der erste Einfüllstutzen 12 ist mit einem
ersten Tankdeckel (Verschlussvorrichtung der Erfindung) 14 verschließbar.
Der erste Tank 10 ist zum Aufnehmen eines ersten Kraft-
oder Hilfsstoffes ausgebildet, d. h. zum Beispiel entsprechend resistent
beschichtet, abgedichtet und dergleichen.
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Das
Tanksystem enthält ferner einen zweiten Tank 16,
der über einen zweiten Einfüllstutzen 18 betankt
werden kann, welcher mit einem zweiten Tankdeckel 20 verschließbar
ist. Der zweite Tank 16 ist zum Aufnehmen eines zweiten
Kraft- oder Hilfsstoffes ausgebildet. In einer Ausführungsform
dient der erste, größere Tank 10 dem
Aufnehmen eines Dieselkraftstoffes zum Betreiben der Brennkraftmaschine und
der zweite, kleinere Tank 16 dem Aufnehmen einer HWL für
einen SCR-Katalysator des Abgasnachbehandlungssystems.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Tanks 10, 16 unterschiedlich
groß gewählt. Natürlich können
aber auch Tanks 10, 16 gleicher Form und Größe
verwendet werden. Außerdem können gemäß der
Erfindung auch mehr als zwei Tanks zu der Behälteranordnung
gehören.
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Wie
in der Figur angedeutet, sind die Einfüllstutzen 12, 18 der
beiden Tanks 10, 16 in räumlicher Nähe
zueinander angedeutet. Hierdurch besteht die Gefahr, dass ein Tank
versehentlich mit einem falschen Betriebsstoff betankt wird, was
zu Schäden an der Brennkraftmaschine bzw. dem Abgasnachbehandlungssystem
führen kann. Außerdem ist zunächst nicht
ausgeschlossen, dass der erste Tank 10 für den
Dieselkraftstoff versehentlich mit einem Benzinkraftstoff betankt
wird.
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Um
derartige falsche Betankungsvorgänge zu verhindern, ist
das erfindungsgemäße Tanksystem mit einer Erkennungseinrichtung
ausgestattet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist diese Erkennungseinrichtung eine erste Erkennungsvorrichtung 24,
die dem ersten Tank 10 bzw. dem ersten Einfüllstutzen 12 zugeordnet
ist, und eine zweite Erkennungsvorrichtung 26, die dem
zweiten Tank 16 bzw. dem zweiten Einfüllstutzen 18 zugeordnet
ist, auf. Alternativ kann auch eine gemeinsame Erkennungsvorrichtung
vorgesehen sein, die beiden Tanks 10, 16 zugeordnet
ist.
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Die
Erkennungsvorrichtungen 24, 26 sind jeweils mit
einem RFID-Lesegerät (wahlweise aktiv oder passiv) ausgestattet.
Dieses RFID-Lesegerät liest einen Betriebsstoffcode aus
einem RFID-Chip 23 aus, der an einer Zapfpistole (Befüllvorrichtung der
Erfindung) 22 angebracht ist. Der Betriebsstoffcode des
RFID-Chips 23 enthält Informationen über den jeweiligen
Kraftstoff bzw. Hilfsstoff, der von der Zapfpistole 22 bereitgestellt
wird. Die Funktionsweise eines RFID-Systems ist dem Fachmann hinlänglich bekannt,
weshalb im Rahmen dieser Beschreibung auf detailliertere Erläuterungen
dazu verzichtet werden kann.
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Anstelle
eines RFID-Systems kann die Erkennungseinrichtung aber auch ein
Barcode-System verwenden. Statt derartiger aktiver Erkennungsvorrichtungen 24, 26 sind
auch passive Erkennungsvorrichtungen einsetzbar, die bei Annäherung
der Zapfpistole 22 von einem an dieser angebrachten Sender ein
entsprechendes Signal empfangen. Neben diesen berührungslosen
Kommunikationssystemen für die Erkennungseinrichtung des
erfindungsgemäßen Tanksystems sind auch Kopplungen
denkbar, die zum Beispiel eine Steckverbindung zwischen einem Steckverbindungselement
an der Erkennungsvorrichtung 24, 26 und einem
entsprechend ausgebildeten Gegenelement an der Zapfpistole 22 herstellen. Diese
Steckverbindung kann beispielsweise eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung
herstellen oder unmittelbar einen Betriebsstoffcode darstellen (indem
die Steckverbindungselemente an den Erkennungsvorrichtungen 24, 26 für
verschiedene Tanks 10, 16 unterschiedlich ausgebildet
sind).
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Bei
einer Annäherung der Zapfpistole 22 an die Einfüllstutzen 12, 18 der
beiden Tanks 10, 16 erfassen die Erkennungsvorrichtungen 24, 26 der
beiden Tanks jeweils den Betriebsstoffcode des Kraft- oder Hilfsstoffes,
der von dieser Zapfpistole 22 bereitgestellt wird. Handelt
es sich dabei zum Beispiel um eine HWL für den SCR-Katalysator,
so erkennt die zweite Erkennungsvorrichtung 26 am HWL-Tank 16 dies
und gibt dementsprechend den Tankdeckel 20 am zweiten Einfüllstutzen 18 zum Öffnen
frei. Die erste Erkennungsvorrichtung 24 am Dieseltank 10 erkennt
hingegen keinen gültigen Betriebsstoffcode und gibt daher
den Tankdeckel 14 am ersten Einfüllstutzen 12 nicht
zum Öffnen frei.
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Die
Freigabe eines Tankdeckels 14, 20 kann dem Benutzer
zum Beispiel durch an den Tankdeckeln 14, 20 angebrachte
Anzeigevorrichtungen 28, 29 angezeigt werden.
Bei diesen Anzeigevorrichtungen 28, 29 kann es
sich um optische Anzeigeelemente (z. B. Signalleuchten), akustische
Anzeigeelemente (z. B. Signaltöne, Sprachausgabe) und/oder
haptisch Anzeigeelemente zum Erzeugen haptisch wahrnehmbarer Signale
(z. B. Vibrationen) handeln. Im Fall einer gemeinsamen Erkennungsvorrichtung
für beide Tanks 10, 16 kann der Benutzer
zum Beispiel über eine Sprachausgabe darüber informiert
werden, welcher der beiden Tankdeckel 14, 20 gerade
freigegeben wird.
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Der
Benutzer kann dann den von der zweiten Erkennungsvorrichtung 26 freigegebenen
Tankdeckel 20 öffnen, wohingegen der Tankdeckel 14 des ersten
Tanks 10 für den Benutzer gesperrt bleibt. Alternativ
ist es auch möglich, dass die Erkennungsvorrichtungen 24, 26 direkt
die jeweilige Verschlussvorrichtung 14, 20 betätigen,
d. h. öffnen, was den Bedienkomfort für den Benutzer
erhöht.
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Die Öffnungsfreigabe
des jeweiligen Tankdeckels 14, 20 bleibt vorzugsweise
nur eine vorbestimmte Zeitdauer aufrecht erhalten, um zu verhindern,
dass nach einer erfolgten Freigabe absichtlich oder versehentlich
noch einmal die Zapfpistole 22 ausgetauscht wird und dann
der freigegebene Tank 10, 16 falsch betankt werden
kann. Zu diesem Zweck sind die Erkennungsvorrichtungen 24, 26 jeweils
mit einem Timer 25 bzw. 27 ausgestattet.
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Nach
Beendigung eines Betankungsvorganges, d. h. wenn die Zapfpistole 22 wieder
aus dem Einfüllstutzen 12, 18 gezogen
und der entsprechende Tankdeckel 14, 20 geschlossen
worden ist, ist es von Vorteil, wenn die Freigabe des Tankdeckels 14, 20 sofort
oder nach kurzer Zeit wieder aufgehoben wird. Zu diesem Zweck sind
die Erkennungsvorrichtungen 24, 26 jeweils mit
einem Timer versehen, der zum Beispiel der oben genannte Timer 25, 27 oder ein
zweites Element sein kann. Durch das Sperren der Tankdeckel 14, 20 nach
Beendigung des Betankungsvorganges wird verhindert, dass der Benutzer anschließend
oder später den gleichen Tank noch einmal mit einem anderen
Betriebsstoff betanken kann.
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Das
vorstehend beschriebene und in der Figur dargestellte Tanksystem
verhindert sicher, dass einer der Behälter 10, 16 versehentlich
(oder auch bewusst) mit einem falschen Kraft- oder Hilfsstoff befüllt
wird. Dieses Tanksystem verbessert damit die Betriebssicherheit
des gesamten Kraftfahrzeugs, da Brennkraftmaschine und Abgasnachbehandlungssystem
nicht durch falsche Betriebsstoffe beschädigt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005010530
A1 [0004]
- - DE 202006000532 U1 [0005]
- - DE 202007012316 U1 [0006]
