DE102015212838A1

DE102015212838A1 - Federkinematik zur Geräuschdämpfung beim Schließen einer Tankklappe

Info

Publication number: DE102015212838A1
Application number: DE102015212838.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Winkler; Sven Falke; Frank Schrickel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-12
Also published as: WO2017005630A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tankklappenmodul (100) mit einer schwenkbar an einem Grundkörper (10) des Tankklappenmoduls (100) gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung (11) in einer Geschlossenstellung (I) am Grundkörper (10) gehalten ist, wobei der Tankklappe (20) eine Federkinematik (FK; FK1) zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe (20) beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung (I) und der Offenstellung (II) liegende Haltestellung (I-II) auf- beziehungsweise zuklappt. Es ist vorgesehen, dass der Tankklappe (20) eine Federkinematik (EF; FK1, FK2, FK3) zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe (20) beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung (I) und der Offenstellung (II) liegende Haltestellung (I-II) auf- beziehungsweise zuklappt. In einer ersten Ausführungsform umfasst die Federkinematik FK1 zur Einstellung der Haltestellung (I-II) ein Totpunkt-Federelement (EFT1) und ein weiteres Federelement (ZF1). In einer zweiten Ausführungsform ist ein Totpunkt-Federelement (EFT2) einer zweiten Federkinematik (FK2) mit einem Sperrelement (24) kombiniert, um die Haltestellung (I-II) zu bewirken. In einer dritten Ausführungsform sorgt ein Totpunkt-Federelement (EFT1) einer dritten Federkinematik (FK3) allein für die Einstellung der Haltestellung (I-II).

Description

Die Erfindung betrifft ein Tankklappenmodul mit einer schwenkbar an einem Grundkörper des Tankklappenmoduls gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung in einer Geschlossenstellung am Grundkörper gehalten ist, wobei der Tankklappe eine Federkinematik zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung liegende Haltestellung auf- beziehungsweise zuklappt.
Die Druckschrift EP 1 281 558 A2 offenbart eine Tankklappenanordnung für einen Kraftwagen mit einer schwenkbar gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung in ihrer geschlossenen Stellung gehalten ist. Der Tankklappe ist eine Antriebsvorrichtung zugeordnet, durch welche die Tankklappe nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung selbsttätig in ihre Betankungsstellung aufklappt. Die Öffnungsbewegung der Tankklappe wird durch ein Dämpfungsglied vergleichmäßigt. Die Öffnungsbewegung erfolgt durch einen Federspeicher, der beim Zuklappen der Tankklappe regenerierbar ist.
Die Druckschrift DE 295 18 173 U1 erläutert eine Vorrichtung zur Dämpfung der Bewegung eines beweglich gelagerten Bauteils, insbesondere einer Klappe in einem Automobil, bei der am Bauteil ein Zahnsegment angebracht ist, das mit einem Ritzel eines gegenüber dem Bauteil stationären Drehdämpfungselementes zusammenwirkt. Das Drehdämpfungselement ist an einem schwenkbar gelagerten Arm angebracht. Mit dem Arm des Drehdämpfungselementes ist ein Ansatz verbunden, der an dem freien Ende einen Führungsabschnitt aufweist, der mit einer am Bauteil angebrachten Führungsbahn derart zusammenwirkt, dass der Abstand des Ritzels zum Zahnsegment annähernd konstant ist.
Die Druckschrift EP 1 281 558 A2 beschäftigt sich mit einem selbsttätigen Öffnen nach dem Lösen der Verriegelungseinrichtung und die Druckschrift DE 295 18 173 U1 beschäftigt sich mit der Dämpfung der Bewegung beweglich gelagerter Bauteile bei Erreichen einer Schließ- oder Öffnungsstellung.
Ausgehend von den vorhandenen Lösungen, hat sich herausgestellt, dass es zur Erhöhung des Komforts und zur Vermeidung von aus Fehlfunktionen herrührenden Schäden an den beweglich gelagerten Bauteilen einer Weiterentwicklung der vorhandenen Lösungen bedarf.
Insbesondere soll sichergestellt werden, dass das beweglich gelagerte Bauteil geräuscharm schließt, in der Geschlossenstellung nicht klappert und nach einer Entriegelung nicht selbsttätig vollständig öffnet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die den Komfort eines beweglich gelagerten Bauteils, insbesondere einer Tankklappe erhöht und das Beschädigungsrisiko des beweglich gelagerten Bauteils verringert.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Tankklappenmodul mit einer schwenkbar an einem Grundkörper des Tankklappenmoduls gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung in einer Geschlossenstellung am/im Grundkörper gehalten ist.
Der Tankklappe ist eine Federkinematik zugeordnet, durch welche die Tankklappe beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung liegende Haltestellung auf- beziehungsweise zuklappt.
Eine Gemeinsamkeit der nachfolgend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung besteht darin, dass die Federkinematik der Tankklappe ein Totpunkt-Federelement umfasst.
In einer ersten Ausführungsform umfasst die Federkinematik zur Einstellung der Haltestellung ein Totpunkt-Federelement und ein weiteres Federelement.
In einer zweiten Ausführungsform ist ein Totpunkt-Federelement einer zweiten Federkinematik mit einem Sperrelement kombiniert, um die Haltestellung zu bewirken.
In einer dritten Ausführungsform sorgt ein Totpunkt-Federelement einer dritten Federkinematik allein für die Einstellung der Haltestellung.
Die einzelnen Ausführungsformen werden im Beschreibungsteil detailliert erläutert.
Die erste Ausführungsform ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die erste Federkinematik ein gegenüber einer Schwenkachse eines Haltearms exzentrisch am Grundkörper gelagertes seine Wirkrichtung änderndes erstes Totpunkt-Federelement mit einem Totpunkt und ein einen Haltearm der Tanklappe stets in Richtung Offenstellung drückendes zweites Federelement umfasst, die sich jeweils zwischen dem Grundkörper und dem Haltearm abstützen. Die Federkräfte der Federelemente sind derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Haltearm

• beim Öffnen der Tankklappe ausgehend von der Geschlossenstellung nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung selbsttätig in die vor einer Totpunktlage des Haltearms liegende Haltestellung aufklappt, oder
• beim Schließen der Tankklappe ausgehend von der Offenstellung vor Erreichen der Geschlossenstellung selbsttätig in die hinter der Totpunktlage des Haltearms liegende Haltestellung zuklappt.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass durch Abstimmung der Federelemente hinsichtlich ihrer Federkraft die Position des Haltearms in seiner Haltestellung variabel und leicht einstellbar ist. Beispielsweise ergibt sich durch Austausch mindestens eines der Federelemente bereits eine Veränderung der gewünschten Position des Haltearms.
Es besteht somit in vorteilhafter Weise die Möglichkeit die Position des Haltearms in seiner Haltestellung derart auszuwählen, dass die Tankklappe nach der Entriegelung der Verriegelungseinrichtung um ein geringes Öffnungsmaß aufklappt und eng an einer Karosserie anliegend mit einem geringen Öffnungsspalt in ihrer Haltestellung positioniert ist.
Ferner ist sichergestellt, dass die Tankklappe ausgehend von der Offenstellung noch vor Erreichen der Geschlossenstellung in die Haltestellung kommt und zwar derart, dass die zu dem Grundkörper gerichtete Seite des Tankklappendeckels an dem Haltearm nicht an dem Grundkörper anschlägt. Mit anderen Worten beim Schließen des Tankklappendeckels ist sichergestellt, dass der Tankklappendeckel ohne Geräusche zu verursachen in der Haltestellung stehen bleibt. Bei den bisherigen Tankklappenmodulen bleibt der Tankklappendeckel zwar ebenfalls in einer offenen Stellung stehen, bevor er durch eine entsprechende Bedienhandlung geschlossen und verriegelt werden kann. Beim Schließen schlägt jedoch die Innenseite des Tankklappendeckels mangels einer entsprechenden Haltestellung am/im Grundkörper des Tankklappenmoduls an. Außerdem kommt das Verriegelungselement bei der Bewegung der herkömmlichen Tankklappe von der Offenstellung in die Geschlossenstellung auf der Innenseite des Haltearms bereits mit der Verriegelungseinrichtung innerhalb des Grundkörpers in Berührung und erzeugt ebenfalls ein unerwünschtes Geräusch.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird auch dieses Geräusch vermieden, da die Haltestellung über die zweite Federkinematik derart eingestellt ist, dass der Tankklappendeckel zwar aus der Totpunktlage des Haltearms in die Haltestellung schwenkt, jedoch heben sich die Federkräfte des ersten Totpunkt-Federelementes und des zweiten Federelementes in der Haltestellung gegeneinander auf, so dass der Haltearm mithin der Tankklappendeckel nicht über die Haltestellung hinaus schwenken kann und somit an dem Grundkörper beziehungsweise der Verriegelungseinrichtung kein unangenehmes Geräusch verursacht.
Die genannten Vorteile gegenüber den herkömmlichen Tankklappenmodulen gelten auch für die zweite und dritte Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Federkinematik ein gegenüber einer Schwenkachse eines Haltearms exzentrisch am Grundkörper gelagertes seine Wirkrichtung änderndes zweites Totpunkt-Federelement mit einem Totpunkt umfasst, das sich zwischen dem Haltearm der Tankklappe und dem Grundkörper abstützt, wobei der Haltearm eine Sperrrippe aufweist, an der in Geschlossenstellung ein gespannter Teilbereich des zweiten Totpunkt-Federelementes anliegt, so dass der Haltearm

• beim Öffnen der Tankklappe ausgehend von der Geschlossenstellung nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung durch die Federkraft des gespannten Teilbereiches des zweiten Totpunkt-Federelementes selbsttätig in eine vor einer Totpunktlage des Haltearms liegende Haltestellung aufklappt,
• oder beim Schließen der Tankklappe ausgehend von der Offenstellung vor Erreichen der Geschlossenstellung selbsttätig in die hinter der Totpunktlage des Haltearms liegende Haltestellung zuklappt, bis der entspannte Teilbereich des Totpunkt-Federelementes an der Sperrrippe zur Anlage kommt.

Auch bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit die Position des Haltearms in seiner Haltestellung entsprechend einzustellen. An dem Haltearm ist die Sperrrippe angeordnet, die entsprechend einer gewünschten Position prominent von dem Haltearm absteht. Durch Veränderung des Abstandsmaßes kann in einfacher Weise eingestellt werden, in welchem Öffnungsmaß die Tankklappe nach der Entriegelung der Verriegelungseinrichtung um ein geringes gewünschtes Öffnungsmaß aufklappt, und in der Haltestellung, wie bereits oben erläutert eng anliegend an einer Karosserie einen Öffnungsspalt bildet.
Auch beim Schließen der Tankklappe ist sichergestellt, dass durch die Sperrrippe keine Geräusche verursacht werden. Beim Schließen der Tankklappe sitzt Sperrrippe nämlich am Haltearm in einem Endbereich, der dem freien Ende des Haltearms gegenüberliegt. Das heißt beim Verschwenken der Tankklappe liegt die Sperrrippe bereits relativ nah an dem Teilbereich des zweiten Totpunkt-Federelementes an, so dass nur ein geringer Schwenkwinkel zwischen Sperrrippe und Totpunkt-Federelement zu überwinden ist. Die Sperrrippe läuft somit nahezu geräuschlos auf den Teilbereich des zweiten Totpunkt-Federelementes auf.
In der ersten und in der zweiten Ausführungsform kommen Totpunkt-Federelemente zum Einsatz, deren Wirkrichtung sich wie folgt ändert. Die Wirkrichtungsänderung des ersten und zweiten Totpunkt-Federelement ist derart ausgebildet, dass der Haltearm beim Überschreiten des Totpunktes in die eine Richtung ausgehend von einer Totpunktlage des Haltearms in Richtung Offenstellung drückt oder beim Überschreiten des Totpunktes in die andere entgegengesetzte Richtung ausgehend von der Totpunktlage in Richtung Geschlossenstellung drückt.
Die dritte Ausführungsform des Tankklappenmoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Federkinematik ein gegenüber einer Schwenkachse eines Haltearms exzentrisch am Grundkörper gelagertes seine Wirkrichtung änderndes drittes Totpunkt-Federelement mit einem Totpunkt umfasst, das sich zwischen Haltearm und dem Grundkörper abstützt, so dass der Haltearm

• beim Öffnen der Tankklappe ausgehend von der Geschlossenstellung nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung durch die Federkraft des drittes Totpunkt-Federelementes selbsttätig in eine vor einer Totpunktlage des Haltearms liegenden Haltestellung aufklappt,
• oder beim Schließen der Tankklappe ausgehend von der Offenstellung vor Erreichen der Geschlossenstellung selbsttätig in die hinter der Totpunktlage des Haltearms liegende Haltestellung zuklappt.

Die Besonderheit der dritten Ausführungsform besteht darin, dass das dritte Totpunkt-Federelement ausgehend von der Totpunktlage des Haltearms nicht wie bei der ersten und bei der zweiten Ausführungsform in Richtung Offenstellung beziehungsweise in Richtung Geschlossenstellung drückt, sondern dass die Wirkrichtungsänderung des dritten Totpunkt-Federelementes derart ausgebildet ist, dass der Haltearm beim Überschreiten des Totpunktes des dritten Totpunkt-Federelementes in die eine Richtung ausgehend von der Totpunktlage des Haltearms in Richtung Offenstellung zieht oder beim Überschreiten des Totpunktes des Totpunkt-Federelementes in die andere entgegengesetzte Richtung, ausgehend von der Totpunktlage des Haltearms in Richtung Geschlossenstellung, drückt.
Durch diese Ausgestaltung des Totpunkt-Federelementes ist gewährleistet, dass in der gewünschten Haltestellung in einfacher Weise keine Federkraft auf den Haltearm ausgeübt wird. Es wird deutlich, dass durch ein einziges Totpunkt-Federelement die gewünschte Haltestellung realisierbar ist. In der Haltestellung weist das Totpunkt-Federelement eine sogenannte neutrale vorgebbare Länge auf und ist einerseits am Grundkörper gelagert und andererseits mit dem Haltearm verbunden. In der Geschlossenstellung ist das Totpunkt-Federelement über seine neutrale vorgegebene Länge im Sinne einer Vorspannung hinaus gestreckt und zieht den Haltearm nach entsprechender Entriegelung der Tankklappe somit ständig in die Haltestellung, in der der Haltearm seine gewünschte Haltestellung aufweist. Nach der Entriegelung der Verriegelungseinrichtung wird diese Haltestellung durch das dritte Totpunkt-Federelement in einfacher Weise bewirkt.
In der offenen Stellung ist das Totpunkt-Federelement auf eine gegenüber der neutralen vorgegebene Länge zusammengedrückt beziehungsweise gestaucht und drückt somit den Haltearm stets in Richtung Offenstellung II. Beim Schließen der Tankklappe wird auf den Tankklappendeckel eine Kraft ausgeübt, die entgegen der Kraftrichtung des dritten Totpunkt-Federelementes wirkt. Dadurch wird der Totpunkt des Totpunkt-Federelementes erreicht und die Wirkrichtung ändert sich, so dass der Haltearm zunächst seine Haltestellung erreicht. Um den Haltearm und mithin den Tankklappendeckel in die Geschlossenstellung zu bringen, muss wiederum eine Bedienhandlung entgegen der Kraft des den Haltearm vom Grundkörper weg aufziehenden Totpunkt-Federelementes durchgeführt werden. Die Details sind in der Beschreibung zu der dritten Ausführungsform noch näher erläutert.
In der ersten und zweiten Ausführungsform ist das Totpunkt-Federelement ausgehend von seinem Totpunkt ein Druck-/Druck Federelement und drückt den Haltearm aus seiner Totpunktlage ausgehend von dem Totpunkt des Totpunkt-Federelementes entweder in Richtung Offenstellung oder in Richtung Geschlossenstellung.
In der dritten Ausführungsform ist das Totpunkt-Federelement ausgehend von seinem Totpunkt ein Zug-/Druck Federelement und drückt den Haltearm aus seiner Totpunktlage ausgehend von dem Totpunkt des Totpunkt-Federelementes in Richtung Offenstellung oder zieht den Halterarm aus der Geschlossenstellung in Haltestellung.
In vorteilhafter Weise sind die Bauteile der Federkinematiken der drei Ausführungsformen stets in einem sogenannten Gelenkkasten des Grundkörpers angeordnet. In dem Grundkörper ist dafür ein separater Bauraum vorgesehen der in einem sicheren und verschmutzungsarmen Bereich des Grundkörpers liegt.
Die Erfindung wird anhand der genannten Ausführungsformen und der zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Für die Zwecke der Beschreibung soll die in Längsrichtung des Fahrzeuges liegende Richtung mit „x“ bezeichnet werden. Mit „y“ wird die Richtung in der Horizontalen des Fahrzeuges quer zur x-Richtung bezeichnet, und mit „z“ wird die Richtung in der Vertikalen des Fahrzeuges quer zur x-Richtung bezeichnet. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Es zeigen:
1A eine Draufsicht auf ein Tankklappenmodul mit Darstellung eines Grundkörpers und eines als Scharnierarm bezeichneten Haltearms einer Tankklappe;
1A-1 eine perspektivisch Darstellung des Scharnierarms der Tankklappe in Geschlossenstellung und in Offenstellung (ohne Grundkörper) zur Verdeutlichung einer ersten Ausführungsform;
1A-2 eine perspektivisch Darstellung des Scharnierarms der Tankklappe zur Verdeutlichung einer zweiten Ausführungsform; und
1A-3 eine schematisierte Darstellung eines Federelementes zur Verdeutlichung einer dritten Ausführungsform.
1A zeigt ein vormontierbares Tankklappenmodul 100 in einer Draufsicht. Das Tankklappenmodul 100 umfasst einen Grundkörper 10 und eine Tankklappe 20.
Die Tankklappe 20 ist beispielsweise zweiteilig und umfasst den Haltearm 22 und einen nicht dargestellt Tankklappendeckel, der variabel an das jeweilige mit dem Tankklappenmodul 100 ausgerüstete Kraftfahrzeug angepasst werden kann.
Das nachfolgend detailliert erläuterte vormontierbare Tankklappenmodul 100 steht dabei stellvertretend für eine analog aufgebaute Anordnung mit einem Grundkörper an dem ein drehbeweglich gelagertes Bauteil angeordnet ist. Das heißt, das drehbeweglich gelagerte Bauteil kann beispielsweise ein Haltearm einer Tankklappe oder auch ein Haltegriff oder ein Deckel, wie insbesondere ein Handschuhfach oder dergleichen sein, das an dem Grundkörper in der nachfolgend beispielhaft beschriebenen Art und Weise drehbeweglich angeordnet und gelagert ist.
In dem Grundkörper 10 ist in einem dafür vorgesehenen Bauraum eine Verriegelungseinrichtung 11 (1A) zum Festlegen des Haltearms 22 der Tankklappe 20 in ihrer Geschlossenstellung I angeordnet.
An dem Haltearm 22 der Tankklappe 20 ist endseitig ein Verriegelungselement 21 (1A) angeordnet, welches in der Geschlossenstellung I des Haltearms 22 der Tankklappe 20 in der Verriegelungseinrichtung 11 reversibel in einer Verriegelungsstellung gehalten ist.
In einem weiteren Bauraum des Grundkörpers 10 ist zwischen dem Haltearm 22 der Tankklappe 20 und dem Grundkörper 10 eine Federkinematik FK; FK1, FK2, FK3 und eine gelenkartige Anbindung des Haltearms 22 der Tankklappe 20 realisiert. Der Bauraum wird nachfolgend als Gelenkkasten 13 (1A) bezeichnet.
Über den gelenkig angeordneten Haltearm 22 und die Federkinematik FK; FK1, FK2, FK3 wird ein Überführen der Tankklappe 20 aus der Geschlossenstellung I in eine Offenstellung II und umgekehrt bewerkstelligt.
Als Drehgelenk für die Tankklappe 20 ist eine endseitige Lagerstelle des Haltearms 22 der Tankklappe 20 innerhalb des Gelenkkastens 13 ausgebildet.
Bei einer Tankklappe 20 wird die Offenstellung II des Haltearms 22 im Übrigen auch Betankungsstellung genannt.
Das vormontierbare Tankklappenmodul 100, insbesondere die Tankklappe 20 an dem Haltearm 22 ist flächenbündig in eine Öffnung einer nicht dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeuges einsetzbar, insbesondere verklipsbar und mit einem zu einem Tank hinführenden Rohr verbindbar.
Der Haltearm 22 der Tankklappe 20 ist in einer möglichen Einbausituation regelmäßig um eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Schwenkachse Z an dem Grundkörper 10 des Tankklappenmoduls 100 scharnierartig über das Drehgelenk drehbeweglich gelagert.
Der Haltearm 22 wird wegen seiner Scharnierfunktion nachfolgend nur noch als Scharnierarm bezeichnet.
Der Scharnierarm 22 umfasst eine Öffnung 22-1 (1A-1), die als endseitige Lagerstelle des Drehgelenkes fungiert. Über ein nicht näher dargestelltes Verbindungselement, insbesondere einen Lagerbolzen ist der Scharnierarm 22 um die Schwenkachse Z drehbeweglich in dem Grundkörper 10 gehalten beziehungsweise gelagert. Der Grundkörper 10 und das Verbindungselement sind in 1A-1 nicht dargestellt.
Erfindungsgemäß wird die Positionierung des Scharnierarms 22 gegenüber dem Grundkörper 10 prinzipiell wie folgt vorgenommen (1A).
Öffnung der Tankklappe 20:
Zwischen der Geschlossenstellung I und der Offenstellung II wird erfindungsgemäß eine Haltestellung I-II des Scharnierarms 22 geschaffen.
Die Haltestellung I-II wird erreicht, wenn der Scharnierarm 22 über die Schwenkachse Z aus der Geschlossenstellung I über einen ersten Schwenkbereich A in die Haltestellung I-II gemäß 1A entgegen der Uhrzeigerrichtung geschwenkt wird.
Die Offenstellung II wird erreicht, wenn der Scharnierarm 22 aus der Haltestellung I-II weiter gemäß 1A entgegen der Uhrzeigerrichtung über einen zweiten Schwenkbereich B in die Offenstellung II geschwenkt wird.
Schließen der Tankklappe 20:
Die Haltestellung I-II wird erreicht, wenn der Scharnierarm 22 um die Schwenkachse Z über den zweiten Schwenkbereich B aus der Offenstellung II in die Haltestellung I-II gemäß 1A entgegen der Uhrzeigerrichtung geschwenkt wird.
Wird der Scharnierarm 22 weiter in Geschlossenstellung I geschwenkt, erfolgt eine Schwenkbewegung des Scharnierarms 22 der Tankklappe 20 gemäß 1A entgegen der Uhrzeigerrichtung über den ersten Schwenkbereich A aus der Haltestellung I-II in die Geschlossenstellung I.
Es wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Öffnungswinkel der beiden Schwenkbereiche A und B zwischen der Geschlossenstellung I und der Haltestellung I-II beziehungsweise der Haltestellung I-II und der Offenstellung II variabel sind. Sie können je nach Ausgestaltung kleiner oder größer als dargestellt sein. Insofern dienen die dargestellten Größenverhältnisse vor allem zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Prinzips.
Die 1A zeigt anhand der gestrichelten Linie eine Lage L des Scharnierarms 22 (Totpunktlage), bei der sich ein Totpunkt-Federelement EFT1, EFT2, EFT3 einer Federkinematik FK; FK1, FK2, FK3 in seinem Totpunkt T befindet.
Das Tankklappenmodul 100 kann in drei Ausführungsformen mit unterschiedlich ausgebildeten Federkinematiken FK; FK1, FK2, FK3 ausgebildet werden, die nachfolgend detailliert erläutert werden.
Jede der Federkinematiken FK; FK1, FK2, FK3 ermöglicht, dass der Scharnierarm 22 bei der Schließbewegung nicht selbsttätig an dem Grundkörper 10 anschlägt und ein unerwünschtes hartes und laut hörbares Anschlaggeräusch erzeugt.
Zudem sichert jede der Federkinematiken FK; FK1, FK2, FK3 den Scharnierarm 22 vor einem selbsttätigen vollständigen Öffnen des Scharnierarms 22 nach einer Entriegelung des Verriegelungselementes 21 des Scharnierarms 22 gegenüber der Verriegelungseinrichtung 11.
Es kommt somit erfindungsgemäß zu keiner selbsttätigen vollständigen Offenstellung II der Tankklappe, da der Scharnierarm 22 nach einer Entriegelung zunächst in die Haltestellung I-II gelangt, in der der Scharnierarm 22 nicht vollständig offen steht, wie nachfolgend noch detailliert erläutert wird.
Erste Ausführungsform der Federkinematik FK; FK1 (Fig. 1A und Fig. 1A-1):
Die erste Ausführungsform wird als „Zwei-Federelement“-Ausführungsform bezeichnet.
Die erste Ausführungsform wird im Detail in der 1A-1 veranschaulicht. Es wird empfohlen die 1A und 1A-1 in einer Zusammenschau zu betrachten.
In der 1A-1 ist der Scharnierarm 22 in einer perspektivischen Darstellung in Geschlossenstellung I und in Offenstellung II dargestellt.
Bei der „Zwei-Federelement“-Ausführungsform wird ein erstes Totpunkt-Federelement EFT1 mit dem Totpunkt T mit einem weiteren Federelement ZF1 kombiniert.
Das weitere Federelement ZF1 ist zwischen dem Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet, und drückt den Scharnierarm 22 je nach Ausgestaltung des Federelementes ZF1 mit einer vorgebbaren Federkraft ausschließlich in die Offenstellung II.
Das Totpunkt-Federelement EFT1 mit dem Totpunkt T ist derartig aufgebaut und ebenfalls zwischen Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet, dass das Totpunkt-Federelement EFT1 im Totpunkt T in folgender Weise seine Wirkrichtung ändert.
Zwischen der Geschlossenstellung I und der Haltestellung I-II wirkt das Totpunkt-Federelement EFT1 als Druckfeder schließend in Richtung Geschlossenstellung I gegen das Federelement ZF1, welches den Scharnierarm 22 ausschließlich in die Offenstellung II drückt.
Die Federkräfte der beiden Federelemente EFT1 und ZF1 sind derartig aufeinander abgestimmt, dass der Scharnierarm 22 ausgehend von der Geschlossenstellung I selbsttätig nicht weiter als bis in die Haltestellung I-II schwenkt. Dabei schwenkt der Scharnierarm 22 über den ersten Schwenkbereich A.
Es wird deutlich, dass der Winkel des ersten Schwenkbereiches A in Abhängigkeit der aufeinander abgestimmten Federkräfte der beiden in entgegengesetzter Richtung wirkenden Federelemente EFT1 und ZF1 veränderbar ist, je nachdem welche Position des Scharnierarms 22 in der Haltestellung I-II gegenüber dem Grundkörper 10 gewünscht ist.
Durch eine Bedienhandlung mit einer in Richtung Offenstellung II wirkenden Kraft kann die Tankklappe, mithin der Scharnierarm 22 über die Haltestellung I-II hinaus bewegt werden.
Dadurch wird erreicht, dass der Scharnierarm 22 die Totpunktlage L (1A) erreicht, in der das Totpunkt-Federelement EFT1 in seinen Totpunkt T kommt, wonach bei Überschreiten des Totpunktes T die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT1 wechselt.
Das Federelement EFT1 wirkt jetzt nach Überschreiten des Totpunktes T als Druckfeder, jedoch ausgehend von der Haltestellung I-II in Richtung Offenstellung II des Scharnierarms 22, das heißt zwischen der Haltestellung I-II und der Offenstellung II wirken die Federelemente EFT1 und ZF1 drückend in die gleiche Wirkrichtung, wodurch der Scharnierarm 22 über den zweiten Schwenkbereich B schwenkt.
Es versteht sich, dass der Scharnierarm 22 über einen nicht näher dargestellten Anschlag in seiner gewünschten Endposition gehalten wird. In Offenstellung II übt mindestens eines der Federelemente ZF1 und/oder EFT1 zur Sicherung der Offenstellung II noch eine in Offenstellung II gerichtete Haltekraft auf den Scharnierarm 22 aus.
Als Totpunkt-Federelement EFT1 mit dem Totpunkt T und im Totpunkt T wechselnder Kraftrichtung ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1A-1 ein M-Federelement dargestellt. Es kann auch ein S-Federelement oder dergleichen angeordnet sein.
Das beispielhaft dargestellte M-Federelement weist einerseits einen grundkörperseitigen Stützschenkel EFT1-10 auf, der sich bevorzugt gemäß Ausführungsbeispiel auf der Innenseite des Grundkörpers 10 angeordneten Rippen 12 gegenüber dem Grundkörper 10 verschwenkbar widerlagerartig abstützt. Die Rippen 12 sind in 1A dargestellt und gehören zum lagefesten Grundkörper 10 der Tankklappe.
Andererseits weist das M-Federelement einen scharnierarmseitigen Stützschenkel EFT1-22 auf, der bevorzugt gemäß Ausführungsbeispiel in Öffnungen von dem Scharnierarm 22 zugeordneten Aufnahmen 22-2 eingehängt ist.
Zwischen den Stützschenkeln EFT1-10 und EFT1-22 ist ein U-förmiger Bereich (wie dargestellt) oder der mittlere Bereich des S-Federelementes (nicht dargestellt) ausgebildet.
Die Achse des Stützschenkels EFT1-22 bewegt sich gemeinsam mit dem Scharnierarm 22 auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse Z.
Eine Drehachse ZE des das Widerlager des Totpunkt-Federelementes EFT1 bildenden grundkörperseitigen Stützschenkels EFT1-10 ist dabei gegenüber der Schwenkachse Z exzentrisch angeordnet. Der grundkörperseitige Stützschenkel EFT1-10 ist lagefest drehbar an dem Grundkörper 10 angeordnet.
Als weiteres Federelement ZF1 ist eine Schenkelfeder angeordnet.
Die Schenkelfeder ZF1 weist einerseits einen grundkörperseitigen Stützschenkel ZF1-10 auf, der sich im Ausführungsbeispiel auf der Innenseite des Grundkörpers 10 in einer nicht näher dargestellten Aufnahme gegenüber dem Grundkörper 10 widerlagerartig abstützt. Der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 ist in der Offenstellung II (Bezugszeichen II; ZF1-10) und der Geschlossenstellung I (gestrichelte Linie) (Bezugszeichen I; ZF1-10) dargestellt.
Der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 gleitet bei einer Bewegung des Scharnierarms 22 auf der Innenseite des Grundkörpers 10 entlang, so dass sich der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 bei der Bewegung des Scharnierarms 22 gegenüber einem scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22 spannt (Bewegung des Scharnierarms 22 in Richtung Geschlossenstellung I) und entspannt (Bewegung des Scharnierarms 22 in Richtung Offenstellung II).
Andererseits weist die Schenkelfeder ZF1 den mindestens einen scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22 (wie dargestellt) auf, der im Ausführungsbeispiel in einer Öffnung einer dem Scharnierarm 22 zugeordneten Aufnahme 22-3 eingehängt ist. Im Ausführungsbeispiel sind zwei scharnierarmseitige Stützschenkel ZF1-22 angeordnet und eingehängt, wobei in 1A-1 nur der vordere der beiden scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22 zu sehen ist. Entsprechend ist der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 als U ausgebildet und verbindet die beiden scharnierarmseitige Stützschenkel ZF1-22 entsprechend.
Beide Federelemente EFT1 und ZF1 sind in Geschlossenstellung I des Scharnierarms 22 mit Vorspannung zwischen dem Grundkörper 10 und dem Scharnierarm 22 angeordnet, wodurch insbesondere in Geschlossenstellung I eine klapperfreie Anordnung der Tankklappe 20 in der Öffnung des Grundkörpers 10 des Tankklappenmoduls 100 gewährleistet ist.
Der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 der Schenkelfeder ZF1 ist in 1A-1 in der Geschlossenstellung I des Scharnierarms 22 und in der Offenstellung II des Scharnierarms 22 dargestellt.
In der Geschlossenstellung I (gestrichelte Linie) liegt der grundkörperseitige Stützschenkel I; ZF1-10 nahezu koaxial zu dem scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22 und übt stets die gewünschte Öffnungskraft auf den Scharnierarm 22 auf, da sich der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 an dem Grundkörper 10 abstützt.
Die Schenkelfeder ZF1 klappt bei der Bewegung des Scharnierarms 22 unter Freigabe der Federkraft auf, so dass sich der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 (durchgezogene Linie) von dem scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22 entfernt und die dargestellt Position II; ZF1-10 in der Offenstellung II einnimmt.
Schließlich liegt der grundkörperseitige Stützschenkel ZF1-10 in Offenstellung II (durchgezogene Linie) des Scharnierarms 22 nicht mehr koaxial zum scharnierarmseitigen Stützschenkel ZF1-22, sondern ist unter Freigabe der Kraft der Federspannung von ihm um einen vorgebbaren Winkel entfernt.
Die Anschlagsdämpfung der Tankklappe 20 gemäß der ersten Ausführungsform bei der Verschwenkung von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I:
Bei der Betätigung der Tankklappe 20 von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I wird zunächst eine Betätigungshandlung durchgeführt, bei der eine Kraft auf die Tankklappe 20 gemäß 1A in Uhrzeigerrichtung ausgeübt wird. Diese Betätigungskraft erfolgt gegen die in Richtung Offenstellung II wirkenden Kräfte der beiden Federelemente EFT1 und ZF1.
Bei dieser Betätigung erreicht der Scharnierarm 22 die Totpunktlage L, in der das Totpunkt-Federelement EFT1 seinen Totpunkt T aufweist.
Die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT1 ändert sich bei Überschreiten des Totpunktes T, so dass das Totpunkt-Federelement EFT1 gemäß 1A entgegengesetzt zu dem Federelement ZF1 in Richtung Geschlossenstellung I wirkt.
Die entgegengesetzt wirkenden Kräfte heben sich in einer vorgebbaren Stellung des Scharnierarms 22 auf. In dieser vorgebbaren Stellung ist die Haltestellung I-II erreicht. In vorteilhafter Weise kommt der Scharnierarm 22 somit nicht selbsttätig mit dem Grundkörper 10 in Berührung. Mit anderen Worten, die Tankklappe wird vor Erreichen der Geschlossenstellung I von der ersten Federkinematik FK1 abgebremst beziehungsweise ist sichergestellt, dass der Scharnierarm 22 beim Schließen nicht an den Öffnungsrand der Öffnung des Grundkörpers 10 der Tankklappe 20 anschlägt. Erst durch eine weitere Betätigungshandlung wird die Tankklappe 20 geschlossen, indem der Bediener gemäß 1A weiter in Uhrzeigerrichtung auf die Tankklappe 20 drückt, so dass das Verriegelungselement 21 des Scharnierarms 22 schließlich in der Verriegelungseinrichtung 11 des Grundkörpers 10 einrastet. Ein lautes Anschlaggeräusch wird in vorteilhafter Weise vermieden.
Zweite Ausführungsform der Federkinematik FK; FK2 (Fig. 1A und Fig. 1A-2):
Die zweite Ausführungsform wird als „Ein-Federelement mit Druckfunktion“-Ausführungsform bezeichnet.
Die zweite Ausführungsform wird detaillierter in der 1A-2 veranschaulicht. Es wird empfohlen die 1A und 1A-2 in einer Zusammenschau zu betrachten.
In der 1A-2 ist der Gelenkkasten 13 aufgeschnitten dargestellt, so dass ein zweites Totpunkt-Federelement EFT2 sichtbar wird, welches zwischen dem Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet ist. Die Anordnung des zweiten Totpunkt-Federelementes EFT2 erfolgt analog zu der ersten Ausführungsform.
Das zweite Totpunkt-Federelement EFT2 weist analog zu dem ersten Totpunkt-Federelement EFT1 der ersten Ausführungsform ebenfalls einen Totpunkt T auf.
Das Totpunkt-Federelement EFT2 mit dem Totpunkt T ist derartig aufgebaut und analog zur ersten Ausführungsform zwischen Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet, so dass das Totpunkt-Federelement EFT2 im Totpunkt T in folgender Weise seine Wirkrichtung ändert.
Zwischen der Geschlossenstellung I und der Haltestellung I-II (1A) wirkt das Totpunkt-Federelement EFT2 als Druckfeder schließend in Uhrzeigerrichtung in Richtung Geschlossenstellung I.
Ausgehend von der Haltestellung I-II (1A) ist es durch eine Bedienhandlung über eine in Richtung Offenstellung II wirkende Kraft möglich die Tankklappe, mithin den Scharnierarm 22 über die Haltestellung I-II hinaus, gemäß 1A, entgegen der Uhrzeigerrichtung zu bewegen.
Dadurch wird erreicht, dass der Scharnierarm 22 die Totpunktlage L (1A) erreicht, in der das Totpunkt-Federelement EFT2 in seinen Totpunkt T kommt, wonach bei Überschreiten des Totpunktes T die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT2 wechselt.
Das Totpunkt-Federelement EFT2 wirkt jetzt ebenfalls als Druckfeder, jedoch jetzt ausgehend von der Haltestellung I-II in Richtung Offenstellung II des Scharnierarms 22, das heißt zwischen der Haltestellung I-II und der Offenstellung II wirkt das Totpunkt-Federelement EFT2 drückend gemäß 1A entgegen der Uhrzeigerrichtung in Richtung Offenstellung II des Scharnierarms 22, so dass der Scharnierarm 22 über den zweiten Schwenkbereich B schwenkt.
Es versteht sich auch hier, dass der Scharnierarm 22 über einen nicht näher dargestellten Anschlag in seiner gewünschten Endposition gehalten wird.
In Offenstellung II übt das Totpunkt-Federelement EFT2 zur Sicherung der Offenstellung II eine Haltekraft auf den Scharnierarm 22 aus.
Als Totpunkt-Federelement EFT2 mit einem Totpunkt T und wechselnder Kraftrichtung ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1A-2 ein M-Federelement dargestellt.
Das dargestellte M-Federelement weist einerseits einen grundkörperseitigen Stützschenkel EFT2-10 auf, der sich im Ausführungsbeispiel auf der Innenseite des Grundkörpers 10 angeordneten Rippen 12 gegenüber dem Grundkörper 10 verschwenkbar widerlagerartig abstützt.
Andererseits weist das M-Federelement einen scharnierarmseitigen Stützschenkel EFT2-22 auf, der im Ausführungsbeispiel drehbeweglich in Öffnungen von dem Scharnierarm 22 zugeordneten Aufnahmen 22-2 eingehängt ist.
Zwischen den Stützschenkeln EFT2-10 und EFT2-22 ist ein U-förmiger Bereich ausgebildet.
Die Achse des Stützschenkels EFT2-22 bewegt sich gemeinsam mit dem Scharnierarm 22 um die Schwenkachse Z auf einer Kreisbahn.
Eine Achse ZE des das Widerlager des Totpunkt-Federelementes EFT2 bildenden grundkörperseitigen Stützschenkels EFT2-10 ist dabei gegenüber der Schwenkachse Z exzentrisch angeordnet. Der grundkörperseitige Stützschenkel EFT2-10 stützt sich auf der Innenseite des Grundkörpers 10 angeordneten Rippen 12 gegenüber dem Grundkörper 10 verschwenkbar widerlagerartig ab. Die Rippen 12 sind auch in 1A-1 (analog erste Ausführungsform) dargestellt und gehören zum lagefesten Grundkörper 10 der Tankklappe.
Bei der zweiten Ausführungsform ist jedoch kein weiteres Federelement angeordnet.
Dafür wird in der zweiten Ausführungsform der U-förmige Bereich EFT2-U zur Dämpfung des Scharnierarms 22 bei seiner Bewegung von der Haltestellung I-II in die Geschlossenstellung I genutzt.
Dazu wird an dem Scharnierarm 22 eine Sperrrippe 24 angeordnet, die ein vollständiges federkraftgestütztes Schließen der Tankklappe 20 in der Öffnung des Grundkörpers 10 der Tankklappe 20 verhindert.
Die Sperrrippe 24 ist in der 1A-2 dargestellt. Es wird deutlich, dass die Sperrrippe 24 ausgehend von einer Position des Scharnierarms 22 kurz vor der Geschlossenstellung I am Scharnierarm 22 in dem auf den Scharnierarm 22 treffenden U-förmigen Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 angeordnet ist.
Die Sperrrippe 24 steht dabei derart prominent von dem Scharnierarm 22 ab, dass der zwischen dem Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnete U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 bei der Schließbewegung des Scharnierarms 22 an der Sperrrippe 24 anstößt. Wenn der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 an der Sperrrippe 24 des Scharnierarms 22 zur Anlage kommt ist der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 entspannt und nicht aus gegenüber dem umgebenden Federbereich des U-Federelementes verbogen, das heißt nicht gespannt.
Erst durch eine Bedienhandlung kann der Scharnierarm 22 vollständig an den Grundkörper 10 gedrückt werden, wodurch der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 zwischen den Stützschenkeln EFT2-22 und EFT2-10 des U-Federelementes von der Sperrrippe 24 weggedrückt und gespannt wird. Die Stützschenkel EFT2-22 und EFT2-10 und der U-förmige Bereich des Totpunkt-Federelementes EFT2 liegen jetzt nicht mehr in ein und derselben Ebene.
Dadurch ist in vorteilhafter Weise sicher gestellt, dass die Tankklappe 20 nicht selbsttätig schließt und da sie vorher in die Haltestellung I-II kommt, verursacht sie beim Schließen kein unerwünschtes Geräusch.
Die Tankklappe 20 wird vielmehr durch eine Bedienhandlung leise geschlossen und in Geschlossenstellung I klapperfrei verriegelt, da der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 dafür sorgt, dass der Scharnierarm 22 unter Federspannung in der Öffnung des Grundkörpers 10 festsitzt.
Bei einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung 11 im Grundkörper 10 kommt das Verriegelungselement 21 des Scharnierarms 22 außerdem selbsttätig aus der Verriegelungseinrichtung 11 frei, da der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 den Scharnierarm 22 aus der Geschlossenstellung I heraus drückt. Die Stützschenkel EFT2-22 und EFT2-10 und der U-förmige Bereich des Totpunkt-Federelementes EFT2 liegen jetzt wieder in einer Ebene. Die Tankklappe 20 schwenkt nach dem Entriegeln nicht selbsttätig aus der Geschlossenstellung I in die Offenstellung II auf, sondern erreicht nur die Haltestellung I-II, worin ein weiterer Vorteil besteht.
Die Anschlagsdämpfung der Tankklappe 20 gemäß der zweiten Ausführungsform bei der Verschwenkung von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I:
Bei der Betätigung der Tankklappe 20 von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I wird zunächst eine Betätigungshandlung durchgeführt, bei der eine Kraft auf die Tankklappe 20 gemäß 1A in Uhrzeigerrichtung ausgeübt wird. Diese Betätigungskraft erfolgt gegen die in Richtung Offenstellung II wirkende Kraft des Totpunkt-Federelementes EFT2.
Bei dieser Betätigung erreicht der Scharnierarm 22 die Totpunktlage L, in der das Totpunkt-Federelement EFT2 seinen Totpunkt T aufweist.
Die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT2 ändert sich nach Überschreiten des Totpunktes T, so dass das Totpunkt-Federelement EFT2 ein Schließen des Scharnierarms 22 gemäß 1A in Uhrzeigerrichtung in Richtung Geschlossenstellung I bewirkt. Der Scharnierarm 22 kann jedoch nicht an der Öffnung des Grundkörpers 10 der Tankklappe 20 anschlagen, da der U-förmige Bereich EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 an der von dem Scharnierarm 22 prominent abstehenden Sperrrippe 24 anschlägt.
In vorteilhafter Weise kommt der Scharnierarm 22 somit nicht selbsttätig mit dem Grundkörper 10 in Berührung. Mit anderen Worten der Scharnierarm 22 schlägt beim Schließen nicht an den Öffnungsrand der Öffnung des Grundkörpers 10 der Tankklappe 20 an. Erst eine elastische reversible Verformung des U-förmigen Bereiches EFT2-U des Totpunkt-Federelementes EFT2 erlaubt ein vollständiges Schließen des Scharnierarms 22. Diese Verformungskraft wird durch eine weitere Betätigung des Bedienenden aufgebracht. Beim endgültigen Schließen der Tankklappe 20 entsteht somit nur noch ein geringes insbesondere gegenüber dem Stand der Technik stark vermindertes Schließgeräusch.
Dritte Ausführungsform der Federkinematik FK; FK3 (Fig. 1A und Fig. 1A-3):
Die dritte Ausführungsform wird als „Ein-Federelement mit Zug-/Druckfunktion“-Ausführungsform bezeichnet.
Die dritte Ausführungsform wird in der 1A-3 in einer Art Draufsicht schematisch veranschaulicht. In der 1A-3 sind die Umrisse des Gelenkkastens 13 sichtbar. Es wird empfohlen die 1A und 1A-1 in einer Zusammenschau zu betrachten.
Im Gelenkkasten 13 ist ein drittes Totpunkt-Federelement EFT3 angeordnet, welches in 1A-3 nur schematisch dargestellt ist.
Das dritte Totpunkt-Federelement EFT3 ist zwischen dem Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet.
Der Scharnierarm 22 wird entsprechend seiner Schwenkbewegung bei dieser Darstellung durch einen mit einer gestrichelten Kreislinie dargestellten Kreis symbolisiert. Der Scharnierarm 22 schwenkt analog zu den anderen Ausführungsformen um die eingezeichnete Schwenkachse Z, die in 1A-3 in die Blattebene hinein verläuft.
Das Federelement EFT3 weist analog zu den Totpunkt-Federelementen EFT1 und EFT2 der ersten und zweiten Ausführungsform einen Totpunkt T auf.
Das dritte Totpunkt-Federelement EFT3 mit dem Totpunkt T ist derartig aufgebaut und ebenfalls zwischen Scharnierarm 22 und dem Gelenkkasten 13 des Grundkörpers 10 angeordnet, so dass das Totpunkt-Federelement EFT2 im Totpunkt T in folgender Weise seine Wirkrichtung ändert.
Zwischen der Geschlossenstellung I und der Haltestellung I-II (1A und 1A-3) wirkt das Totpunkt-Federelement EFT3 jetzt als Zugfeder öffnend entgegen der Uhrzeigerrichtung in Richtung Offenstellung II, so dass der Scharnierarm 22 über den ersten Schwenkbereich A schwenkt.
Das Totpunkt-Federelement EFT3 ist in Geschlossenstellung I unter Vorspannung mit dem Scharnierarm 22 (symbolisiert durch die Kreisbahn) drehbeweglich über ein Aufnahmelager EFT3-10 mit dem Grundkörper 10 verbunden.
In der Haltestellung I-II des Scharnierarms 22 ist die Tankklappe 20 leicht aus der Geschlossenstellung I herausgeführt und das Totpunkt-Federelement EFT3 erreicht unter Freigabe seiner Federkraft eine sogenannte neutrale Länge, das heißt das Totpunkt-Federelement EFT3 übt in der Haltestellung I-II keine Zug- oder Druckkraft auf den Scharnierarm 22 aus.
Ausgehend von der Haltestellung I-II (1A und 1A-3) ist es durch eine Bedienhandlung über eine in Richtung Offenstellung II wirkende Kraft möglich, die Tankklappe, mithin den Scharnierarm 22 über die Haltestellung I-II hinaus, entgegen der Uhrzeigerrichtung zu bewegen, wobei das Totpunkt-Federelement EFT3 zusammengedrückt wird und somit gespannt wird.
Es wird durch die Bedienhandlung erreicht, dass der Scharnierarm 22 die Totpunktlage L (1A) erreicht, in der das bis zum Erreichen des Totpunktes T gespannte Federelement EFT3 in seinen Totpunkt T kommt, wonach bei Überschreiten des Totpunktes T die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT2 wechselt. Das heißt, das Totpunkt-Federelement EFT drückt jetzt den Scharnierarm 22 entgegen der Uhrzeigerrichtung in Richtung Offenstellung II.
Das Totpunkt-Federelement EFT3 wirkt somit nach Überschreiten des Totpunktes T beziehungsweise der Totpunktlage L des Scharnierarms 22 als Druckfeder.
Ausgehend von der Haltestellung I-II und bei Überschreiten des Totpunktes T wird der Scharnierarm 22 jetzt aus der Totpunktlage L in Richtung Offenstellung II bewegt.
Das heißt zwischen der Haltestellung I-II und der Offenstellung II wirkt das Totpunkt-Federelement EFT3 nach Überschreiten des Totpunktes T entgegen der Uhrzeigerrichtung (1A und 1A-3) in Richtung Offenstellung II des Scharnierarms 22, so dass der Scharnierarm 22 über den zweiten Schwenkbereich B schwenkt.
Es versteht sich auch hier, dass der Scharnierarm 22 über einen nicht näher dargestellten Anschlag in seiner gewünschten Endposition gehalten wird. In Offenstellung II übt das Totpunkt-Federelement EFT3 zur Sicherung der Offenstellung II eine in Offenstellung II drückende Haltekraft auf den Scharnierarm 22 aus.
Das dargestellte Totpunkt-Federelement EFT3 weist einerseits eine Anbringung an ein grundkörperseitiges Aufnahmelager EFT3-10 auf. Es stützt sich somit auf der Innenseite des Gelenkkastens 13 des Grundkörpers 10 lagefest drehbar am Grundkörper 10 widerlagerartig ab.
Andererseits weist das Totpunkt-Federelement EFT3 eine scharnierarmseitige Anbindung EFT3-22 am Scharnierarm 22 auf. Dort ist das Totpunkt-Federelement EFT3 am Scharnierarm 22 drehbeweglich befestigt insbesondere eingehängt.
Die Achse des Stützschenkels EFT3-22 bewegt sich gemeinsam mit dem Scharnierarm 22 auf einer als Strichlinie dargestellten Kreisbahn um die Schwenkachse Z.
Eine Achse ZE des das Widerlager des Totpunkt-Federelementes EFT3 bildenden grundkörperseitigen Stützschenkels EFT3-10 ist dabei gegenüber der Schwenkachse Z exzentrisch angeordnet. Der grundkörperseitige Stützschenkel EFT3-10 ist lagefest drehbar an dem Grundkörper 10 angeordnet.
Die Anschlagsdämpfung der Tankklappe 20 gemäß der dritten Ausführungsform bei der Verschwenkung von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I:
Bei der Betätigung der Tankklappe 20 von der Offenstellung II in die Geschlossenstellung I wird zunächst eine Betätigungshandlung durchgeführt, bei der eine Kraft auf die Tankklappe 20 gemäß 1A in Uhrzeigerrichtung ausgeübt wird. Diese Betätigungskraft erfolgt gegen die in Richtung Offenstellung II wirkende Kraft des Totpunkt-Federelementes EFT3.
Bei dieser Betätigung erreicht der Scharnierarm 22 seine Totpunktlage L, in der das Totpunkt-Federelement EFT3 seinen Totpunkt T aufweist. Bei der Bewegung des Totpunkt-Federelementes EFT3 von der Offenstellung II in die Totpunktlage L des Scharnierarms 22 wird das Totpunkt-Federelement EFT3 wiederum zusammengedrückt und gespannt.
Die Wirkrichtung des Totpunkt-Federelementes EFT3 ändert sich, nachdem das Totpunkt-Federelement EFT3 den Totpunkt T überschritten hat.
Jetzt drückt das Totpunkt-Federelement EFT3 den Scharnierarm 22 bis in die Haltestellung I-II, bei der das Totpunkt-Federelement EFT3 eine neutrale Länge N aufweist, von der ausgehend ein Schließen des Scharnierarms 22 gemäß den 1A und 1A-3 in Richtung Geschlossenstellung I nur durch eine Bedienhandlung bewirkt werden kann.
Der Scharnierarm 22 kann dabei nicht an den Öffnungsrand der Öffnung des Grundkörpers 10 der Tankklappe 20 anschlagen, da der Scharnierarm 22 (ohne weitere Bedienhandlung) nur die Haltestellung I-II erreicht, bei der das Totpunkt-Federelement EFT3 weder eine Kraft in Richtung Geschlossenstellung I noch eine Kraft in Richtung Offenstellung II ausübt.
Die Tankklappe 20 macht mit anderen Worten selbsttätig kurz vor Erreichen der Geschlossenstellung I vor der Öffnung des Grundkörpers 10 in der Haltestellung I-II halt und bildet einen Öffnungspalt gegenüber dem Grundkörper 10 beziehungsweise einer angrenzenden Karosserie.
Erst eine weitere Betätigungshandlung gegen die Zugkraft des zwischen Geschlossenstellung I und Haltestellung I-II in Richtung Haltestellung I-II ziehenden Totpunkt-Federelementes EFT2 bei der das Totpunkt-Federelement EFT3 über seine neutrale Länge N hinaus gespannt wird, erlaubt ein vollständiges Schließen des Scharnierarms 22 mithin der Tankklappe.
Beim Schließen entsteht somit auch bei der dritten Ausführungsform nur noch ein geringes insbesondere gegenüber dem Stand der Technik stark vermindertes Schließgeräusch.
Neben den genannten Vorteilen besteht ein wesentlicher Vorteil aller Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Tankklappenmoduls 100 darin, dass gegenüber den bekannten temperaturabhängigen die Schwenkbewegung von Tankklappen hemmenden Silikonbremsen temperaturunabhängige Eigenschaften der Bauteile des Tankklappenmoduls 100 zur Anwendung kommen.
Die jeweilige Federkinematik FK; FK1, FK2, FK3 federt die Tankklappe 20 vor Erreichen der Geschlossenstellung I ab (erste und dritte Ausführungsform) oder hält die Tankklappe 20 vor Erreichen der Geschlossenstellung I auf (zweite Ausführungsform) und vermeidet eine aus den herkömmlichen Tankklappenmodulen bekannte Geräuschbildung.
Zudem wird erreicht, dass die Tankklappe 20 nach dem Entriegeln nicht komplett öffnet, so das bei einer etwaigen Fehlfunktion oder Fehlbedienung durch das Öffnen der Tankklappe 20 keine Beschädigungen auftreten können. Die Tankklappe 20 öffnet nicht komplett, sondern bildet in der Haltestellung I-II nur einen geringen Öffnungsspalt gegenüber dem Grundkörper 10, so dass beispielsweise in einer Waschanlage keine Beschädigungen möglich sind. Ferner ist bei einer etwaigen Fehlbedienung ein Fahren mit einer vollständig geöffneten Tankklappe 20 ausgeschlossen. Dabei wird der Öffnungsspalt gegenüber dem Grundkörper 10 derart gewählt, dass ein Bediener mit einem Finger vorzugsweise zwischen Grundkörper 10 und Innenseite des Tanklappendeckels greifen kann, um die Tankklappe 20 von der Haltestellung I-II in die Offenstellung II zu bringen. Zum Schließen drückt der Bediener auf die Außenfläche des Tanklappendeckels der sich in Haltestellung I-II befindenden Tankklappe 20 bis das Verriegelungselement 21 in der Verriegelungseinrichtung 11 einrastet. Die Geschlossenstellung I ist nach einem Einrasten hergestellt.
Bezugszeichenliste

100: Tanklappenmodul
10: Grundkörper
11: Verriegelungseinrichtung
12: Rippen
13: Gelenkkasten
20: Tankklappe
21: Verriegelungselement
22: Haltearm/Scharnierarm
22-1: Öffnung
22-2: Aufnahme
22-3: Aufnahme
24: Sperrrippe
T: Totpunkt
ZF1: Federelement
ZF1-10: grundkörperseitiger Stützschenkel
ZF1-22: scharnierarmseitiger Stützschenkel
EFT: Totpunkt-Federelement
EFT1: erstes Totpunkt-Federelement mit Totpunkt
EFT1-10: grundkörperseitiger Stützschenkel
EFT1-22: scharnierarmseitiger Stützschenkel
EFT2: zweites Totpunkt-Federelement
EFT2-10: grundkörperseitiger Stützschenkel
EFT2-22: scharnierarmseitiger Stützschenkel
EFT2-U: U-förmiger Bereich
EFT3: drittes Totpunkt-Federelement mit Totpunkt
EFT3-22: scharnierarmseitige Anbindung
EFT3-10: grundkörperseitiges Aufnahmelager
A: erster Schwenkbereich
B: zweiter Schwenkbereich
L: Totpunkt des Scharnierarms
Z: Schwenkachse des Haltearms/Scharnierarms
ZE: Achse des Widerlagers eines Totpunkt-Federelementes EFT1, EFT2, EFT3
N: neutrale Länge
I: Geschlossenstellung
II: Offenstellung
I-II: Haltestellung
FK: Federkinematik
FK1: erste Federkinematik
FK2: zweite Federkinematik
FK3: dritte Federkinematik
+x: Richtung in der übliche Fahrtrichtung eines Fahrzeugs
–x: Richtung entgegen der üblichen Fahrtrichtung +x
y: Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung
z: Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1281558 A2 [0002, 0004]
DE 29518173 U1 [0003, 0004]

Claims

Tankklappenmodul (100) mit einer schwenkbar an einem Grundkörper (10) des Tankklappenmoduls (100) gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung (11) in einer Geschlossenstellung (I) am Grundkörper (10) gehalten ist, wobei der Tankklappe (20) eine Federkinematik (FK; FK1, FK2, FK3) zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe (20) beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung (I) und einer Offenstellung (II) liegende Haltestellung (I-II) auf- beziehungsweise zuklappt, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Federkinematik (FK; FK1) ein gegenüber einer Schwenkachse (Z) eines Haltearms (22) exzentrisch am Grundkörper (10) gelagertes, seine Wirkrichtung änderndes erstes Totpunkt-Federelement (EFT1) und ein den Haltearm (22) der Tanklappe stets in Richtung Offenstellung (II) drückendes zweites Federelement (ZF1) umfasst, die sich jeweils zwischen dem Grundkörper (10) und dem Haltearm (22) abstützen, wobei die Federkräfte der Federelemente (EFT1, ZF1) derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Haltearm (22) • beim Öffnen der Tankklappe (20) ausgehend von der Geschlossenstellung (I) nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung (11) selbsttätig in die vor einer Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegende Haltestellung (I-II) aufklappt, oder • beim Schließen der Tankklappe (20) ausgehend von der Offenstellung (II) vor Erreichen der Geschlossenstellung (I) selbsttätig in die hinter der Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegende Haltestellung (I-II) zuklappt.
Tankklappenmodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federkräfte des ersten Totpunkt-Federelementes (EFT1) und des zweiten Federelementes (ZF1) in der Haltestellung (I-II) gegeneinander aufheben.
Tankklappenmodul (100) mit einer schwenkbar an einem Grundkörper (10) des Tankklappenmoduls (100) gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung (11) in einer Geschlossenstellung (I) am Grundkörper (10) gehalten ist, wobei der Tankklappe (20) eine Federkinematik (FK; FK2) zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe (20) beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung (I) und der Offenstellung (II) liegende Haltestellung (I-II) auf- beziehungsweise zuklappt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Federkinematik (FK; FK2) ein gegenüber einer Schwenkachse (Z) eines Haltearms (22) exzentrisch am Grundkörper (10) gelagertes seine Wirkrichtung änderndes zweites Totpunkt-Federelement (EFT2) umfasst, das sich zwischen dem Haltearm (22) der Tankklappe (20) und dem Grundkörper (10) abstützt, wobei der Haltearm (22) eine Sperrrippe (24) aufweist, an der in Geschlossenstellung (I) ein gespannter Teilbereich des zweiten Totpunkt-Federelementes (EFT2) anliegt, so dass der Haltearm (22) • beim Öffnen der Tankklappe (20) ausgehend von der Geschlossenstellung (I) nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung (11) durch die Federkraft des gespannten Teilbereiches des zweiten Totpunkt-Federelementes (EFT2) selbsttätig in eine vor einer Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegende Haltestellung (I-II) aufklappt, • oder beim Schließen der Tankklappe (20) ausgehend von der Offenstellung (II) vor Erreichen der Geschlossenstellung (I) selbsttätig in die hinter der Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegende Haltestellung (I-II) zuklappt, bis der entspannte Teilbereich des Totpunkt-Federelementes (EFT2) an der Sperrrippe (24) zur Anlage kommt.
Tankklappenmodul (100) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkrichtungsänderung des ersten und zweiten Totpunkt-Federelementes (EFT1, EFT2) derart ausgebildet ist, dass der Haltearm (22) beim Überschreiten eines Totpunktes (T) in die eine Richtung ausgehend von einer Totpunktlage (L) des Haltearms (22) in Richtung Offenstellung (II) drückt oder beim Überschreiten des Totpunktes (T) in die andere entgegengesetzte Richtung ausgehend von der Totpunktlage (L) in Richtung Geschlossenstellung (I) drückt.
Tankklappenmodul (100) mit einer schwenkbar an einem Grundkörper (10) des Tankklappenmoduls (100) gelagerten Tankklappe, die mittels einer Verriegelungseinrichtung (11) in einer Geschlossenstellung (I) am Grundkörper (10) gehalten ist, wobei der Tankklappe (20) eine Federkinematik (FK; FK3) zugeordnet ist, durch welche die Tankklappe (20) beim Öffnen und Schließen in eine vorgebbare zwischen der Geschlossenstellung (I) und der Offenstellung (II) liegende Haltestellung (I-II) auf- beziehungsweise zuklappt, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Federkinematik (FK; FK3) ein gegenüber einer Schwenkachse (Z) eines Haltearms (22) exzentrisch am Grundkörper (10) gelagertes seine Wirkrichtung änderndes drittes Totpunkt-Federelement (EFT3) umfasst, das sich zwischen dem Haltearm (22) und dem Grundkörper (10) abstützt, so dass der Haltearm (22) • beim Öffnen der Tankklappe (20) ausgehend von der Geschlossenstellung (I) nach einer Entriegelung der Verriegelungseinrichtung (11) durch die Federkraft des drittes Totpunkt-Federelementes (EFT3) selbsttätig in eine vor einer Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegenden Haltestellung (I-II) aufklappt, • oder beim Schließen der Tankklappe (20) ausgehend von der Offenstellung (II) vor Erreichen der Geschlossenstellung (I) selbsttätig in die hinter der Totpunktlage (L) des Haltearms (22) liegende Haltestellung (I-II) zuklappt.
Tankklappenmodul (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkrichtungsänderung des dritten Totpunkt-Federelementes (EFT3) derart ausgebildet ist, dass der Haltearm (22) beim Überschreiten eines Totpunktes (T) in die eine Richtung ausgehend von einer Totpunktlage (L) des Haltearms (22) in Richtung Offenstellung (II) zieht oder beim Überschreiten des Totpunktes (T) in die andere entgegengesetzte Richtung ausgehend von der Totpunktlage (L) in Richtung Geschlossenstellung (I) drückt.
Tankklappenmodul (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Totpunkt-Federelement (EFT3) in der Haltestellung (I-II) keine Federkraft auf den Haltearm (22) ausübt.
Tankklappenmodul (100) nach Anspruch 1 oder 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankklappe (20) einen Haltearm (22) und einen Tankklappendeckel umfasst, wobei der Haltearm (22) und der Tankklappendeckel einteilig oder zweiteilig ausgebildet ist/sind.