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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Befüllungssystem für einen Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf einen Fehlbefüllungsschutz für den Tank eines Kraftfahrzeugs.
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Bei der Betankung von Kraftfahrzeugen ist zu beachten, dass der Tank des Kraftfahrzeugs mit dem richtigen, d. h. für den Motor des Kraftfahrzeugs tauglichen Kraftstoff, betankt wird. Eine besondere Bedeutung hat hier die Unterscheidung zwischen Diesel und Benzin. Eine Fehlbetankung, d. h. ein Befüllen des Tanks mit einem nicht tauglichen oder lediglich einem nicht gewünschten Kraftstoff, kann weitreichende Folgen haben. So ist es u. a. möglich, dass ein Motor, dem der falsche Kraftstoff, d. h. ein nicht tauglicher Kraftstoff zugeführt wird jegliche Funktionalität verliert oder gar kaputt geht.
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Die Erfindung beschränkt sich dabei jedoch nicht allein auf die Betankung von Kraftfahrzeugen. Vielmehr kann die Erfindung überall dort Anwendung finden, wo ein Behälter mittels einer Abgabeeinrichtung, durch die dem Behälter ein Stoff zugeführt wird, befüllt wird.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung für einen Behälter zu schaffen, die dazu beiträgt, dass eine fehlerhafte Befüllung des Behälters vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsvorrichtung für einen Behälter gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Befüllungssystem für einen Behälter gemäß dem Anspruch 13 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung für einen Behälter weist eine Mündung auf, durch die eine Abgabeeinrichtung in einen in Einführ-Richtung hinter der Mündung liegenden Einfüllstutzen der Sicherheitsvorrichtung zumindest teilweise eingeführt werden kann. Der Einfüllstutzen ist dabei vorzugsweise als hohlzylindrisches Bauteil ausgeführt. In jedem Fall ist der Einfüllstutzen jedoch so ausgebildet, dass er die Abgabeeinrichtung zumindest teilweise aufnehmen und vorzugsweise auch zu einem gewissen Grad fixieren kann, insbesondere in Radialrichtung. Vorteilhafterweise entspricht der Einfüllstutzen der heute bei Kraftfahrzeugen üblichen Bauweise eines Tankstutzens.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie eine Sperreinrichtung aufweist, die im geschlossenen Zustand ein Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen verhindert. Zudem weist die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung eine Betätigungseinrichtung auf, die in einem Bereich zwischen der Mündung und der Sperreinrichtung angeordnet ist. Die Sperreinrichtung und die Betätigungseinrichtung sind dabei so ausgeführt, dass eine Betätigung der Betätigungseinrichtung ein Öffnen der Sperreinrichtung bewirkt.
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Unter diesem Öffnen kann auch eine Freigabe oder ein Entsperren der Sperreinrichtung verstanden werden. All diese Begriffe bedeuten aber erfindungsgemäß das Gleiche, nämlich dass durch das öffnen oder Freigeben oder Entsperren der Sperreinrichtung das Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen ermöglicht wird.
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Die Betätigungseinrichtung ist dabei so ausgestaltet, dass sie von der Abgabeeinrichtung betätigbar ist. Bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der Sicherheitsvorrichtung ist somit zu Beginn die Sperreinrichtung in einem geschlossenen Zustand und wird durch das Betätigen der Betätigungseinrichtung durch die Abgabeeinrichtung geöffnet. Vorteilhafterweise ist die Betätigungseinrichtung dabei so ausgestaltet, dass sie nur von einer bestimmten Art oder Bauweise einer Abgabeeinrichtung betätigt werden kann. In diesem Fall ist die Kombination aus Abgabeeinrichtung und Betätigungseinrichtung wie eine Art Schlüssel-Schloss-System ausgestaltet, bei dem die Betätigungseinrichtung das Schloss und die Abgabeeinrichtung der Schlüssel ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Betätigungseinrichtung und die Sperreinrichtung in und/oder an dem Einfüllstutzen und/oder in einem Bereich zwischen dem Einfüllstutzen und der Mündung angeordnet. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung zeichnet sich durch einen vereinfachten Aufbau aus. Durch das Anordnen der Betätigungseinrichtung und der Sperreinrichtung in oder an dem Einfüllstutzen, insbesondere an dem der Mündung naheliegenden Bereich des Einfüllstutzens wird ermöglicht, dass die Abgabeeinrichtung beim Einführen durch die Mündung von dieser geführt auf die Betätigungseinrichtung trifft, diese betätigt und so die Sperreinrichtung öffnet.
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Um ein automatisches Zurücksetzen der Betätigungseinrichtung beim Herausziehen der Abgabeeinrichtung aus dem Einfüllstutzen zu ermöglichen, wird die Betätigungseinrichtung mittels einer ersten Federkraft in dem unbetätigten Zustand gehalten, so dass für die Betätigung des Betätigungseinrichtung eine Kraft entgegen der ersten Federkraft aufgebracht werden muss. Diese Kraft entgegen der ersten Federkraft wird vorteilhafter Weise von der Abgabeeinrichtung direkt oder indirekt aufgebracht, wodurch beim Herausziehen oder Entfernen der Abgabeeinrichtung aus der Sicherheitsvorrichtung die Betätigungseinrichtung in ihre Ausgangslage, d. h. in dem unbetätigten Zustand zurückversetzt wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die erste Federkraft in radialer Richtung zu dem Einfüllstutzen hin wirkt. Für die Betätigung der Betätigungseinrichtung muss diese dann entsprechend in radialer Richtung von dem Einfüllstutzen weg gedrückt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Betätigungseinrichtung aus einer Mehrzahl von Betätigungselementen und/oder die Sperreinrichtung aus einer Mehrzahl von Sperrelementen gebildet. Die Verwendung von mehreren Elementen zur Realisierung der Funktion einer der Einrichtungen führt zu einer Redundanz der Sicherheitsfunktion der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung. So ist es beispielsweise möglich, mehrere Betätigungselemente an verschiedenen Orten der Sicherheitsvorrichtung anzuordnen, die bevorzugt alle betätigt werden müssen um ein Einführen der Abgabevorrichtung in den Einfüllstutzen zu ermöglichen. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Sperrelementen wird ermöglicht, dass beim Defekt eines Sperrelements noch weitere zur Verfügung stehen, die das Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen behindern.
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Um eine komplizierte und mehrteilige Bauweise zu vermeiden und darüber hinaus ein möglichst zuverlässiges Öffnen der Sperreinrichtung zu realisieren ist bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung vorgesehen, dass zumindest ein Betätigungselement und ein Sperrelement einstückig ausgebildet sind. Bevorzugt ist es dabei insbesondere, wenn die gleiche Anzahl von Betätigungselementen und Sperrelementen vorgesehen sind und jeweils ein Betätigungselement und ein Sperrelement einstückig ausgebildet sind.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung sind mehrere Betätigungselemente in Umfangsrichtung an- und/oder im Bereich der Innenseite des Einfüllstutzens angeordnet. Vorteilhafterweise sind diese dabei in den gleichen Abständen oder Winkelabschnitten zueinander angeordnet. So wird sichergestellt, dass eine gleichmäßige Betätigung der Betätigungselemente durch die Abgabeeinrichtung erfolgen kann. Auf diese Weise bilden die Betätigungselemente einen (gedachten) Kreis, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Abgabeeinrichtung eine kreiszylindrische bzw. hohlzylindrische Form aufweist, wie das beispielsweise bei den bekannten Zapfventilen, auch Zapfpistolen genannt, der Fall ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung weist die Betätigungseinrichtung im betätigten Zustand eine erste lichte Weite und in unbetätigtem Zustand eine zweite lichte Weite auf, wobei die erste lichte Weite größer als die zweite lichte Weite ist. Unter dem Begriff „lichte Weite” wird dabei der Durchmesser eines gedachten kreiszylindrischen Körpers verstanden, welcher entsprechend der Einführungsbewegung der Abgabeeinrichtung in die Sicherheitsvorrichtung einführbar ist ohne dass er die betroffene Einrichtung in dem jeweiligen Zustand berührt.
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In diesem Zusammenhang sei noch auf Folgendes verwiesen: Wird die Betätigungseinrichtung mittels einer ersten Federkraft in dem unbetätigten Zustand gehalten, so gibt es im Falle der Verwendung einer Druckfeder zwei tatsächliche Endzustände der Betätigungseinrichtung, nämlich zum einen den Zustand, in dem die Feder vollständig entspannt ist und zum anderen den Zustand, in dem die Feder auf Block geht. Diese beiden Zustände entsprechen jedoch nicht zwingend dem betätigten und dem unbetätigten Zustand der Betätigungseinrichtung. Erfindungsgemäß wird unter dem unbetätigten Zustand der Betätigungseinrichtung jeder Zustand verstanden, in dem die Sperreinrichtung allgemein und ein einem Betätigungselement zugeordnetes Sperrelement ein Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen verhindert. Entsprechend wird unter dem betätigten Zustand der Betätigungseinrichtung oder eines Betätigungselements jeder Zustand verstanden, in dem die Sperreinrichtung oder ein zugeordnetes Sperrelement das Einführen der Abgabeeinrichtung in dem Einfüllstutzen ermöglicht.
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Vorteilhafterweise weist die Sperreinrichtung in unbetätigtem Zustand eine dritte lichte Weite auf, die kleiner ist als die zweite lichte Weite der Betätigungseinrichtung in unbetätigtem Zustand. Hierdurch wird ein Eindringen einer Abgabeeinrichtung, die einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als die zweite lichte Weite, verhindert. In einem Extremfall beträgt die dritte lichte Weite gleich Null.
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Die Sperreinrichtung kann auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein. So ist es u. a. möglich, dass die Sperreinrichtung im geschlossenen Zustand einen Innenbereich des Behälters und einen Außenbereich räumlich trennt. In diesem Fall wirkt die Sperreinrichtung als Verschlusseinrichtung, wobei auch denkbar ist, dass die Sperreinrichtung in diesem Fall ein Abdichten des Einfüllstutzens und damit des Inneren des Behälters gegenüber einem außerhalb des Tanks liegenden Bereichs abdichtet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Sperreinrichtung als Blockierungseinrichtung ausgebildet ist. Hierbei ist es auch möglich, dass einzelne Sperrelemente der Sperreinrichtung als Blockierungselemente ausgebildet sind. Die Blockierungseinrichtung oder Blockierungselemente blockieren in diesem Fall das Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen auf direkte oder indirekte Weise. Dies führt bei bestimmungsgemäßen Gebrauch dazu, dass nur beim Einführen der passenden Abgabeeinrichtung ein Einführen dieser in den Einfüllstutzen möglich ist und somit mittels der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung signalisiert wird, ob die richtige Abgabeeinrichtung oder eine falsche angewendet wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen auf indirekte Weise blockiert, wenn sich die Sperreinrichtung im geschlossenen Zustand befindet. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Einfüllstutzen ein Schiebeelement geführt, welches mittels einer zweiten Federkraft im Bereich der Mündung oder in einem Bereich zwischen dem Einfüllstutzen und der Mündung gehalten wird. Die zweite Federkraft wirkt dabei entgegen der Einführrichtung der Abgabeeinrichtung. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung wird das Schiebeelement durch die Sperreinrichtung hinsichtlich einer Bewegung entgegen der Wirkrichtung der zweiten Federkraft blockiert. Das Schiebeelement ist dabei vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass für das Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen ein Verschieben des Schiebeelements entgegen der Wirkrichtung der zweiten Federkraft nötig ist. Befindet sich die Sperreinrichtung im geschlossenen Zustand, so wird diese Bewegung verhindert, wodurch ein Einführen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen ebenfalls nicht möglich ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Befüllungssystem für einen Behälter realisiert, welches eine Sicherheitsvorrichtung gemäß einer der beschriebenen Ausführungen und eine Abgabeeinrichtung umfasst. Die Abgabeeinrichtung ist dabei insbesondere ein Zapfventil. Vorteilhafterweise ist die Abgabeeinrichtung so ausgestaltet, dass sie beim Einführen in den Einfüllstutzen der Sicherheitsvorrichtung die Betätigungseinrichtung betätigt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Befüllungssystems ist dabei vorgesehen, dass die Abgabeeinrichtung eine hohlzylindrische Form aufweist und einen Außendurchmesser aufweist, der zwischen der ersten lichten Weite und der zweiten lichten Weite der Betätigungseinrichtung liegt. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Betätigung der Betätigungseinrichtung durch die Abgabeeinrichtung sichergestellt. Um ein Eindringen der Abgabeeinrichtung in den Einfüllstutzen zu ermöglichen weist die Sperreinrichtung bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Befüllungssystems im betätigten Zustand eine vierte lichte Weite auf, die größer ist als der Außendurchmesser der Abgabeeinrichtung.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von sieben Zeichnungen dargestellt und näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1: einen Einfüllstutzen mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung und einer nicht eingeführten Abgabeeinrichtung in einer isometrischen Ansicht;
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2: einen Einfüllstutzen mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung und einer eingeführten Abgabeeinrichtung in einer isometrischen Ansicht;
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3: eine Schnittansicht der in 1 dargestellten Anordnung;
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3A: das Detail A der 3;
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4: eine Schnittansicht der in der 2 dargestellten Anordnung;
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4A: das Detail A der 4;
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5: die Anordnung der 2 in einer Explosionsdarstellung.
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Die 1 zeigt einen Einfüllstutzen 4 eines Behälters (nicht dargestellt). In dem Einfüllstutzen 4 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 1 angeordnet. Die 1 zeigt außerdem eine Abgabeeinrichtung in Form eines vorderen Endes eines Zapfventils, welches nicht in den Einfüllstutzen eingeführt ist, sondern sich in einer Position kurz vor dem Einführen durch eine Mündung 3 der Sicherheitsvorrichtung 1 befindet. Wird die Abgabeeinrichtung 10 durch die Mündung 3 in die Sicherheitsvorrichtung 1 eingeführt, so ergibt sich die in 2 dargestellte Anordnung.
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Die 3 zeigt die Anordnung der 1 in einer Schnittdarstellung. Auch hier ist somit die Abgabeeinrichtung 10 nicht in die Sicherheitsvorrichtung 1 eingeführt. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist im Bereich einer Mündung 3 ein Schiebeelement 8 auf, welches von einer Feder 5 entgegen der Einführrichtung der Abgabeeinrichtung 10 gedrückt wird. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist zwei Betätigungselemente 6 und zwei Sperrelemente 7 auf, wobei jeweils ein Betätigungselement 6 und ein Sperrelement 7 einstückig miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei Bauteile gleicher Form ergeben, die ein Betätigungselement 6 und ein Sperrelement 7 ineinander vereinigen.
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Die 3A zeigt das Detail A der 3, wobei hier die einzelnen Bauteile der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung 1 besser sichtbar sind. Die Betätigungseinrichtung, die im vorliegenden Fall von den zwei Betätigungselementen 6 gebildet wird, weist eine zweite lichte Weite W2 auf, die kleiner als ein Außendurchmesser D der Abgabeeinrichtung 10 ist. Die Sperreinrichtung, die von den zwei Sperrelementen 7 gebildet wird weist eine dritte lichte Weite W3 auf, die bei der gezeigten Ausführungsform kleiner als die zweite lichte Weite W2 der Betätigungseinrichtung und somit auch kleiner als der Außendurchmesser D der Abgabeeinrichtung 10 ist. Die Betätigungseinrichtung befindet sich im Falle der 3 und 3A durch Beaufschlagung mit einer ersten Federkraft F1 im unbetätigten Zustand. Daraus resultiert, dass sich die Sperreinrichtung in einem ungeöffneten oder Sperrzustand befindet. Bei dem in den 3 und 3A dargestellten Zustand kann das Schiebeelement 8 somit nicht entgegen der Federwirkung der Feder 5 bewegt werden, da es von der Sperreinrichtung blockiert wird.
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Die 4 zeigt die Anordnung in 2 in einer Schnittdarstellung. In diesem Zustand ist die Abgabeeinrichtung 10 in den Einfüllstutzen 4 und auch in die Sicherheitsvorrichtung 1 eingeführt. Somit reicht die Abgabeeinrichtung 10 nun durch die Mündung 3 hindurch, an der nun durch die Abgabeeinrichtung 10 betätigten Betätigungseinrichtung und an der dadurch geöffneten Sperreinrichtung vorbei in den Einfüllstutzen 4 hinein. Die Abgabeeinrichtung 10 drückt dabei das Schiebeelement 8 entgegen der zweiten Federkraft F2 der Feder 5 in diese Richtung. Die Betätigungselemente 6 der Betätigungseinrichtung wurden von der Abgabeeinrichtung 10 in Radialrichtung von dem Einfüllstutzen 4 weggedrückt. Durch die einstückige Ausführung jeweils eines Betätigungselements 6 und eines Sperrelements 7 und die Fixierung dieser einstückigen Bauteile im Bereich der Mündung wurden die Sperrelemente 7 bei der Betätigung der Betätigungselemente 6 in einen geöffneten Zustand übergeführt. Bei der gezeigten Ausführungsform geschah dies ebenfalls durch eine Bewegung der Sperrelemente 7 in radialer Richtung weg von dem Einfüllstutzen 4.
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In der 4A, die das Detail A der 4 zeigt wird besonders deutlich, dass die Abgabeeinrichtung 10 auf die Ausführung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung 1 ausgelegt sein muss. Im vorliegenden Fall bilden die Abgabeeinrichtung 10 und die Sicherheitsvorrichtung 1 daher ein Befüllungssystem, da sie aufeinander abgestimmt sind. Die Abstimmung erfolgt über die lichten Weiten der Betätigungseinrichtung und der Sperreinrichtung sowie dem Außendurchmesser D der Abgabeeinrichtung 10.
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Würde im vorliegenden Fall eine Abgabeeinrichtung mit einem kleineren Außendurchmesser (nicht gezeigt) verwendet, so könnten die Betätigungselemente 6 nicht betätigt werden. In diesem Fall würden auch die Sperrelemente 7 nicht in einem geöffneten Zustand übergeführt werden, wodurch ein Einführen der Abgabeeinrichtung 10 in den Einfüllstutzen 4 verhindert bzw. blockiert würde. Eine Abgabeeinrichtung mit einem größeren Außendurchmesser (ebenfalls nicht gezeigt) als dem Außendurchmesser D der gezeigten Abgabeeinrichtung würde nicht durch die Mündung 3 der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 passen. Somit wäre auch ein Einführen dieser Abgabeeinrichtung nicht möglich. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur die Abgabeeinrichtung mit der richtigen Größe, d. h. dem richtigen Außendurchmesser in den Einfüllstutzen 4 eingeführt werden kann. Da sich die Betätigungseinrichtung in einem betätigten Zustand befindet, weist sie eine erste lichte Weite W1 auf, die dem Außendurchmesser D der Abgabeeinrichtung 10 entspricht. Die Sperreinrichtung weist eine vierte lichte Weite W4 auf, die größer ist als der Außendurchmesser D der Abgabeeinrichtung.
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Die 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der in 2 dargestellten Anordnung. Dort wird ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 1, welche auf die gezeigte Abgabeeinrichtung 10 abgestimmt ist, als separates Bauteil in den Einfüllstutzen 4 eingesetzt werden kann. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist es somit beispielsweise möglich, den Einfüllstutzen bei mehreren Kraftfahrzeugen identisch zu gestalten und alleinig aufgrund der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung 1 festlegen zu können, welche Abgabeeinrichtung 10 diesem Kraftfahrzeug zugeordnet werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherheitsvorrichtung
- 3
- Mündung
- 4
- Einfüllstutzen
- 5
- Feder
- 6
- Betätigungselement
- 7
- Sperrelement
- 8
- Schiebeelement
- 10
- Abgabeeinrichtung
- D
- Außendurchmesser
- F1
- erste Federkraft
- F2
- zweite Federkraft
- W1
- erste lichte Weite
- W2
- zweite lichte Weite
- W3
- dritte lichte Weite
- W4
- vierte lichte Weite
