DE102014100805B4

DE102014100805B4 - Einrichtung zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters

Info

Publication number: DE102014100805B4
Application number: DE102014100805.7A
Authority: DE
Inventors: c/o Reutter GmbH Schulze Felix; c/o Reutter GmbH Wilfinger Kurt
Original assignee: Reutter GmbH
Current assignee: Reutter GmbH
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2034-01-25
Also published as: DE102014100805A1; US9469520B2; DE202015100093U1; US20150210529A1

Abstract

Einrichtung (1) zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters, aufweisendeine Zapfpistole (3) mit einem Zapfventil, welches ein Auslaufrohr aufweist,besagten Behälter mit einem Einfüllstutzen (2), in welchen das Ende der Zapfpistole (3) einführbar ist, undeine Permanentmagnetanordnung gebildet durcheine erste Permanentmagnet-Teilanordnung (4) in Gestalt eines Einzelmagnets (4') im Auslaufrohr des Zapfventils undeine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8), die aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneter Permanentmagneten (8') besteht, wobei die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) am Einfüllstutzen (2) angeordnet ist, und die erste Permanentmagnet-Teilanordnung (4) beim Einführen der Zapfpistole (3) radial innerhalb der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) anordenbar ist,oder durch eine erste Permanentmagnet-Teilanordnung in Gestalt eines Einzelmagnets am Einfüllstutzen undeine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung, die aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneter Permanentmagneten besteht, wobei die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung am Auslaufrohr des Zapfventils angeordnet ist, und die erste Permanentmagnet-Teilanordnung beim Einführen der Zapfpistole radial außerhalb der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dassdie zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) in ihrer Gesamtheit drehbar angeordnet ist,wobei sich die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) bei Einführen der Zapfpistole (3) entsprechend der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung (4) ausrichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise eines Behälters für AdBlue®, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Für die Abgasnachbehandlung zur Reduktion von Stickoxiden bei Automobil-Dieselmotoren wird AdBlue® (auch als DEF, Diesel Exhaust Fluid bezeichnet), eine auf Harnstoff basierende Flüssigkeit, verwendet. Da es durch das Vorsehen eines zusätzlichen Einfüllstutzens neben dem Einfüllstutzen für den Tank zu einer Fehlbefüllung kommen kann, sind Einrichtungen zum Verhindern einer Fehlbefüllung des Behälters für AdBlue® bekannt.
Aus der WO 2013/092109 A1 ist beispielsweise eine Einrichtung zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters von beispielsweise Kraftfahrzeugen mittels eines Zapfventils bekannt, wobei die Einrichtung mit einer Permanentmagnetanordnung versehen ist, die eine erste Permanentmagnet-Teilanordnung vorzugsweise in Form eines Einzelmagnets im Auslaufrohr des Zapfventils aufweist, wobei die Permanentmagnetanordnung eine weitere, zweite Permanentmagnet-Teilanordnung aufweist, die entweder aus einer Vielzahl von ringförmig angeordneten Permanentmagnetelementen oder aus einem Einzelmagnet, der mit dem als Schaltmagneten dienenden Einzelmagnet der einen Teilanordnung im Auslaufrohr radial fluchtend am Außenumfang des Auslaufrohrs angeordnet ist, besteht. Bei dem oder den Permanentmagneten handelt es sich bevorzugt um Hochleistungsmagnete aus Neodym.
Entsprechend wird bei einem durch Benutzung bekannten Einfüllstutzen eine Baugruppe mit einem festsitzenden Ringmagneten (NdFeB; Remanenz: 1,2T-1,3T; Koerzitivfeldstärke 800kA/m - 900kA/m) verwendet, welcher zur Aktivierung eines Schaltmagneten einer AdBlue®-Zapfpistole beim Einführen des Einfüllstutzens genutzt wird.
Aus der EP 2 687 479 A1 ist eine Einrichtung zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters bekannt, welche im Einfüllstutzen und im Auslaufrohr des Zapfventils angeordnete, nicht oder nur minimal in ihrer Aufnahme bewegliche Permanentmagnete aufweist, die beim Einführen des Zapfventils zusammenwirken.
Die DE 10 2004 007 025 A1 offenbart einen drehbaren Dauermagneten für Indizierzwecke (Kraftstoffart). Das System besteht aus einem Magnetring, der an dem Zapfhahn angebracht ist, sowie einem Magnet-Relais und einer Auswerteeinheit, die mit dem Magnet-Relais und mit einem optischen oder akustischen Signalgeber gekoppelt ist, die an dem Tankdeckel angebracht sind. Die Magnet-Relais, die abhängig von dem Zapfhahn-Magnetfeld einen Schaltkreis schließen oder öffnen können, sind in der Lage, auf diese Weise Diesel- von Benzin-Kraftstoff-Zapfsäulen zu unterscheiden. Eine Variante kann auch verschiedene Kraftstoffsorten einer Art unterscheiden, z. B. Normalbenzin von Superbenzin. Sie weist mehrere Magnet-Relais auf, die an verschiedenen Stellen angebracht sind. Wenn der Zapfhahn sich der Tankdeckel-Öffnung nähert, dann richten sich die Magneten in den Relais aus und schließen oder öffnen dementsprechend die Schaltkreise. Nur wenn die richtige Magnetfeld-Kodierung erkannt wird, wird kein Alarm gegeben oder der Verschluss-Mechanismus nicht aktiviert. Der Magnet-Sensor kann hierbei beweglich oder drehbar in einer Kapsel angebracht sein, wobei er sich nach der Polarität des Zapfhahn-Magnets ausrichtet und auf diese Weise die Kraftstoffart erkennt.
Die Norm ISO 22241-4 2009-08-01 betrifft geometrische und funktionelle Anforderngen an Betankungsschnittstellen für AUS32-Reduktionsmittel.
Derartige Einrichtungen lassen noch Wünsche offen, insbesondere in Hinblick auf die Kosten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Einrichtung zu verbessern, insbesondere auch in Hinblick auf die Herstellungskosten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Einrichtung sieht eine drehbare Anordnung der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung in ihrer Gesamtheit vor, so dass sich bei Einführen der Zapfpistole die gesamte zweite Permanentmagnet-Teilanordnung entsprechend der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung, welche an der Zapfpistole angeordnet ist, ausrichtet.
Entsprechend kann auch eine erste Permanentmagnet-Teilanordnung in Gestalt eines Einzelmagnets am Einfüllstutzen und eine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung an der Zapfpistole vorgesehen sein, wobei sich wiederum die gesamte zweite Permanentmagnet-Teilanordnung entsprechend der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung ausrichtet.
Dadurch, dass einzelne Ringsegmente anstelle eines durchgehenden Magnetrings verwendet werden, ergibt sich die Möglichkeit, dass Material eingespart wird und dadurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Auch lässt sich etwas Gewicht einsparen.
Insbesondere bevorzugt besteht die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung aus einer Mehrzahl einzelner Permanentmagnete, die in Umfangsrichtung frei beweglich in einem Ringspalt angeordnet sind. Die freie Ausrichtbarkeit erhöht die Effektivität, d.h. der nächstliegende Permanentmagnet der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung wird vom Permanentmagneten der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung angezogen, die Permanentmagnete der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung richten sich entsprechend aus, und die beiden einander am nächsten positionierten Permanentmagnete beider Teilanordnungen bewirken, unterstützt durch die optimierte Ausrichtung zueinander, dass das Zapfventil freigeschaltet wird, wenn die Zapfpistole korrekt im Einfüllstutzen positioniert ist.
Die Mehrzahl einzelner Permanentmagnete der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung ist bevorzugt getrennt und durch Luftspalte beabstandet voneinander im Ringspalt angeordnet. Im Prinzip können auch Abstandshalter verwendet werden, aber aufgrund der Abstoßkräfte zwischen den gleich ausgerichteten Permanentmagneten der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung werden diese bereits durch die Abstoßkräfte benachbarter Permanentmagnete auf Distanz gehalten und im wesentlichen äquidistant im Ringspalt positioniert. Wird einer der Permanentmagnete bewegt, richten sich die anderen automatisch entsprechend aus.
Die Permanentmagnete der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung weisen vorzugsweise die Gestalt von Ringsegmenten auf, welche in ihrem Querschnitt dem des Ringspalts angepasst sind. Zur Vermeidung eines möglichen Verklemmens im Ringspalt sind die Permanentmagnete bevorzugt an ihren Kanten etwas abgerundet.
Eine gute Funktionsfähigkeit der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung ergibt sich bei drei bis acht voneinander getrennt ausgebildeten Permanentmagneten, insbesondere bevorzugt sind drei bis vier Permanentmagnete.
Insbesondere bevorzugt weisen die Permanentmagnete der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung in ihrer Gesamtheit einen Vollkreisanteil von 80° bis 240°, insbesondere bevorzugt von 100° bis 200° auf, wobei jeder einzelne Permanentmagnet jedoch mindestens einen Winkelbereich von 20° aufweist. Dies ergibt eine gute Materialersparnis bei optimaler Funktionsfähigkeit, in Verbindung mit einer gewissen Gewichtseinsparung.
Bei den Permanentmagneten handelt es sich bevorzugt um Hochleistungsmagnete aus Neodym (NdFeB; Remanenz: 1,2T - 1,3T; Koerzitivfeldstärke 800kA/m - 900kA/m).
Selbstverständlich ist die Verwendung der Einrichtung nicht nur auf Einrichtungen zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines AdBlue®-Behälters beschränkt, sondern die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch für beliebige andere Behälter oder Tanks verwendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Varianten, teilweise unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. la eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
1b eine andere perspektivische Ansicht eines Teils von 1a,
1c eine Draufsicht auf den Teil von 1a,
1d einen schematischen Längsschnitt durch beide Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung,
1e einen Längsschnitt durch das Teil von 1a,
2a eine perspektivische Ansicht eines Permanentmagnets,
2b eine Draufsicht auf den Permanentmagneten von 2a,
2c eine Seitenansicht des Permanentmagneten von 2a,
2d eine perspektivische Ansicht einer Magnethalterung, und
2e eine perspektivische Ansicht einer Magnetführung.

Eine Einrichtung 1 zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Behälters, vorliegend eines AdBlue®-Behälters eines Kraftfahrzeugs, mit einem Einfüllstutzen 2 weist auf:

- eine Zapfpistole 3 mit einem Zapfventil, welches ein Auslaufrohr aufweist, und
- besagten Behälter mit Einfüllstutzen 2, in welchen das Ende der Zapfpistole 3 zum Befüllen des Behälters einführbar ist.

Die Zapfpistole 3 weist eine an sich bekannte, erste Permanentmagnet-Teilanordnung 4 in Gestalt eines Einzelmagneten 4' im Auslaufrohr des Zapfventils auf. Hierbei dient der Einzelmagnet 4' als Schaltmagnet und ist am Außenumfang des Auslaufrohrs angeordnet. Gemäß ISO 22241-4:2009(E) ist der Einzelmagnet 4' derart in der Zapfpistole 3 ausgerichtet, dass sein Nordpol in Richtung Behälter weist (vgl. auch schematische Darstellung von 1d).
Der Einfüllstutzen 2 ist mehrteilig ausgebildet, wobei er auf an sich bekannte Weise fest mit dem Behälter verbunden ist. Er weist eine Magnethalterung 5 mit einer hiermit mittels Ultraschweißens verbundenen Magnetführung 6 auf, welche einen nach außen geschlossenen Ringspalt 7 bilden, d.h. der Ringspalt 7 ist gegenüber der Umgebung und insbesondere gegen AdBlue® abgedichtet. Im Ringspalt 7 ist eine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung 8 in Gestalt einer Mehrzahl von einzelnen Permanentmagnete 8' angeordnet, die in Umfangsrichtung des Ringspalts 7 verschiebbar angeordnet sind und bei Einführend der Zapfpistole 3 mit der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung 4 zusammenwirken. Hierfür sind die Permanentmagnete 8' axial derart ausgerichtet, dass ihr Südpol in Richtung Behälter und der Nordpol nach außen weist.
Die Permanentmagnete 8' sind als Ringsegmente ausgebildet, wie in 3a-c dargestellt. Ihr Abmaß beträgt vorliegend: Radius 12 mm, Dicke des Ringsegments 5 mm, Höhe des Ringsegments 10 mm, Winkelbereich 31,5°. Vorliegend sind vier Permanentmagnete 8' mit leichtem Spiel und möglichst leichtgängig verschiebbar innerhalb des Ringspalts 7 angeordnet, wobei jeder Permanentmagnet 8' vorliegend nur einen Teilbereich von 31,5° einnimmt. Da sich die einzelnen Permanentmagnete 8' aufgrund ihrer Abstoßungskräfte infolge der gleichen Polausrichtung im Ringspalt 7 in im Wesentlichen äquidistanten Abständen anordnen, ergibt sich ein Abstand zwischen den einzelnen Permanentmagneten 8' von ca. 58,5°.
Sowohl der Einzelmagnet 4' als auch die einzelnen Permanentmagnete 8' bestehen vorliegend aus NdFeB.
Bei Gebrauch der Einrichtung 1, wird die Zapfpistole 3 in den Einfüllstutzen 2 eingeführt. Durch das Einführen der Zapfpistole 3 gelangt die erste Permanentmagnet-Teilanordnung 4 ungefähr in die Höhe der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung 8, wodurch der dem Einzelmagneten 4' nächste Permanentmagnet 8' vom Einzelmagneten 4' angezogen wird und sich an entsprechender Stelle im Ringspalt 7 ausrichtet. In diesem Zustand verringert sich der Abstand zwischen den beiden am nächsten liegenden Magneten, d.h. zwischen dem Einzelmagnet 4' und dem nächstliegenden Permanentmagnet 8', und verstärkt damit auch die auf den Einzelmagnet 4' wirkende Kraft. Die vorliegend drei anderen Permanentmagneten 8' richten sich entsprechend dem vom Einzelmagneten 4' angezogenen Permanentmagneten 8' aus. Der Einzelmagnet 4' wird aufgrund der magnetischen Kräfte der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung 8 auf an sich bekannte Weise aktiviert und es gibt die Schaltung das Zapfventil frei, so dass AdBlue® in den Behälter eingefüllt werden kann. Beim Entfernen der Zapfpistole 3 erfolgt eine entsprechende Deaktivierung, d.h. eine Abschaltung des Zapfventils.
Gemäß einer ersten, nicht in der Zeichnung dargestellten Variante sind anstelle der vier Permanentmagnete 8' des Ausführungsbeispiels nur drei Permanentmagnete 8' vorgesehen. Der weitere Aufbau, auch die Abmessungen des Ringspalts und der Querschnitt der Permanentmagnete, entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, so dass hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen wird. Die drei Permanentmagnete weisen vorliegend einen Vollkreisanteil von 120° auf, d.h. jeder Permanentmagnet erstreckt sich über einen Winkelbereich von 60°. Bei äquidistanter Ausrichtung ergibt sich somit ein Abstand im Ringspalt von 120° zwischen benachbarten Permanentmagneten.
Als zweite, ebenfalls nicht in der Zeichnung dargestellte Variante sind sechs Permanentmagnete vorgesehen, welche jeweils halb so groß sind, wie die Permanentmagnete der ersten Variante, d.h. sich jeweils über einen Winkelbereich von 30° erstrecken, womit sich ein Abstand im Ringspalt von 60° zwischen benachbarten Permanentmagneten ergibt. Vorteil dieser Anordnung ist, dass bei korrekter Ausrichung der eingesetzten Permanentmagneten, das Vorsehen eines zusätzlichen Permanentmagneten, beispielsweise aufgrund eines Montagefehlers, nicht die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt.
Bezugszeichenliste

1: Einrichtung
2: Einfüllstutzen
3: Zapfpistole
4: erste Permanentmagnet-Teilanordnung
4': Einzelmagnet
5: Magnethalterung
6: Magnetführung
7: Ringspalt
8: zweite Permanentmagnet-Teilanordnung
8': Permanentmagnet

Claims

Einrichtung (1) zum Verhindern einer Fehlbefüllung eines Behälters, aufweisend eine Zapfpistole (3) mit einem Zapfventil, welches ein Auslaufrohr aufweist, besagten Behälter mit einem Einfüllstutzen (2), in welchen das Ende der Zapfpistole (3) einführbar ist, und eine Permanentmagnetanordnung gebildet durch eine erste Permanentmagnet-Teilanordnung (4) in Gestalt eines Einzelmagnets (4') im Auslaufrohr des Zapfventils und eine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8), die aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneter Permanentmagneten (8') besteht, wobei die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) am Einfüllstutzen (2) angeordnet ist, und die erste Permanentmagnet-Teilanordnung (4) beim Einführen der Zapfpistole (3) radial innerhalb der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) anordenbar ist, oder durch eine erste Permanentmagnet-Teilanordnung in Gestalt eines Einzelmagnets am Einfüllstutzen und eine zweite Permanentmagnet-Teilanordnung, die aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneter Permanentmagneten besteht, wobei die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung am Auslaufrohr des Zapfventils angeordnet ist, und die erste Permanentmagnet-Teilanordnung beim Einführen der Zapfpistole radial außerhalb der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) in ihrer Gesamtheit drehbar angeordnet ist, wobei sich die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) bei Einführen der Zapfpistole (3) entsprechend der ersten Permanentmagnet-Teilanordnung (4) ausrichtet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Permanentmagnet-Teilanordnung (8) aus einer Mehrzahl einzelner Permanentmagnete (8') besteht, die in Umfangsrichtung frei beweglich in einem Ringspalt (7) angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl einzelner Permanentmagnete (8') der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) getrennt und durch Luftspalte beabstandet voneinander im Ringspalt (7) angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8') der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) die Gestalt von Ringsegmenten aufweisen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis acht voneinander getrennt ausgebildete Permanentmagnete (8') vorgesehen sind.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis vier Permanentmagnete (8') vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8') der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) in ihrer Gesamtheit einen Vollkreisanteil von 80°-240° aufweisen, wobei jeder einzelne Permanentmagnet (8') jedoch mindestens einen Winkelbereich von 20° aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8') der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) einen Vollkreisanteil von 100°-200° aufweisen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Permanentmagneten (8') der zweiten Permanentmagnet-Teilanordnung (8) um NdFeB-Hochleistungsmagnete handelt.