-
Die Erfindung betrifft eine Füllklappenanordnung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
-
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge die Betriebsstoffe, wie beispielsweise Benzin oder elektrische Energie benötigen, entsprechende Füllklappen aufweisen.
-
US 6,752,448 B1 offenbart beispielsweise eine Tankklappe, die mit einer Torsionsfeder in Richtung einer offenen Stellung vorgespannt werden kann. Die Torsionsfeder ist dabei auf einer Achse am Tankklappendeckel gelagert und stützt sich mit ihren Schenkeln einerseits an einer Innenwand des Tankstutzens ab und andererseits am Tankklappendeckel.
-
Die
US 2007/0040409 A1 beschreibt eine weitere Tankklappe mit einer Torsions-Doppelfeder.
-
Bei den bekannten Lösungen treten jedoch häufig störende Klappergeräusche bei der Betätigung der Tankklappen auf. Infolge der damit eingehenden Reibung kommt es zudem zu erhöhtem Federverschleiß. Zudem sind die bekannten Lösungen gerade im Bereich der Federmechanik sehr bauraumintensiv.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, vor dem Hintergrund der genannten Probleme eine verbesserte Füllklappenanordnung zu schaffen.
-
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 4 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Füllklappenanordnung für ein Fahrzeug, umfassend:
- - eine Füllklappe mit einem gabelartigen Gelenkarm, über den die Füllklappe zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position verschwenkbar ist;
- - eine Schwenkachse, die von dem gabelartigen Gelenkarm aufgenommen ist und über die der gabelartige Gelenkarm unterhalb einer Fahrzeugkarosserie gelagert ist; und
- - eine Torsionsfeder, die von der Schwenkachse geführt ist und die Füllklappe in Richtung der offenen Position vorzuspannen vermag, indem die Torsionsfeder eine Federkraft auf die Fahrzeugkarosserie und den gabelartigen Gelenkarm ausübt.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Torsionsfeder eine Schraubenfeder ist, deren Wendelabschnitt an beiden Enden in jeweils einen Schenkel übergeht und dass ein erster Schenkel am gabelartigen Gelenkarm anlegbar ist und ein zweiter Schenkel an der Fahrzeugkarosserie anlegbar ist.
-
Mit anderen Worten ausgedrückt, bilden der gabelartige Gelenkarm, die Torsionsfeder und die Fahrzeugkarosserie eine kinematische Kette, so dass bei Ausübung einer Schließkraft von außen auf die Füllklappe die Schließkraft zunächst über den gabelartigen Gelenkarm in den ersten Schenkel der Torsionsfeder eingeleitet wird, dann über ein erstes Ende des Wendelabschnitts in den Wendelabschnitt eintritt, den Wendelabschnitt durchläuft und dann an dessen zweiten Ende in den zweiten Schenkel verläuft und über den zweiten Schenkel in die Fahrzeugkarosserie abgeleitet wird.
-
Die erfindungsgemäße Füllklappenanordnung bietet vielerlei Vorteile. So weist die Torsionsfeder eine sehr viel kleinere mechanische Kontaktfläche zu den umliegenden Komponenten auf, als konventionell eingesetzte Federn. Die Anlageflächen für die Schenkel der Feder am gabelartigen Gelenkarm und der Fahrzeugkarosserie müssen beispielsweise kaum größer sein, als ein Durchmesser des Federdrahts. Durch all dies werden Reibungsflächen und somit Klappergeräusche signifikant reduziert. Ferner ist der Aufbau stark vereinfacht und die Torsionsfeder leitet Kräfte direkt in die jeweiligen Komponenten ein, ohne dass beispielsweise Nut-Feder-Verbindungen vorgesehen sein müssen. Die Torsionsfeder kann sehr kompakt ausgeführt sein, da ihre Länge im Wesentlichen der Länge ihres Wendelabschnitts entspricht.
-
Die Füllklappe kann, je nach Art des Fahrzeugs, beispielsweise eine Tankklappe oder eine Ladeklappe sein.
-
Der Begriff der Fahrzeugkarosserie kann sich auf beliebige Strukturelemente des Fahrzeugs beziehen sowie auf aus diesen gebildete Baugruppen. Beispielsweise kann damit ein Seitenteil des Fahrzeugs gemeint sein. Vorzugsweise ist jedenfalls auch ein Gelenkkasten gemeint, in dem die Schwenkachse gelagert ist. Durch die Lagerung im Gelenkkasten wird Reibung zwischen der Torsionsfeder und beispielsweise dem Seitenteil des Fahrzeugs vermieden und somit Korrosion vorgebeugt. Besonders bevorzugt ist der Gelenkkasten unterhalb eines an der Außenoberfläche des Fahrzeugs beteiligten Strukturteils angeordnet, beispielsweise unterhalb eines Seitenteils. Der Gelenkkasten kann auch Bestandteil des Seitenteils sein.
-
Die gabelartige Form des Gelenkarms umfasst grundsätzlich beliebige Formen, zwei fluchtende Bohrungen zur Aufnahme der Schwenkachse umfassen. Beispielsweise kann der gabelartige Gelenkarm Y-artig ausgebildet sein und die Aufnahmebohrungen können beispielsweise in den die Gabel des Y-bildenden Schenkeln vorgesehen sein.
-
Die Fahrzeugkarosserie kann beispielsweise wiederum Aufnahmen für Enden der Schwenkachse umfassen, die darin als Gelenkkörper lagerbar sind.
-
Die Schwenkachse kann beispielsweise einen Bolzen umfassen, der durch Aufnahmen des gabelartigen Gelenkarms gesteckt ist und dann nach außen hin mit ihren Enden jeweils in einer Aufnahmebuchse der Fahrzeugkarosserie gelagert ist. Die Schwenkachse kann gegenüber der Fahrzeugkarosserie rotatorisch beweglich sein. Der Gelenkarm kann dann gegenüber der Schwenkachse auch statisch sein. Auch kann der gabelartige Gelenkarm gegenüber der Schwenkachse rotatorisch beweglich sein, was bevorzugt ist, da hier eine geringere Masse bewegt werden muss. Die Gelenkachse kann dann auch statisch gegenüber der Fahrzeugkarosserie sein. Auch Mischformen der beschriebenen Kinematikern sind möglich.
-
Unter der geschlossenen Position der Füllklappe wird jener Zustand bezeichnet, in dem die Füllklappe an der Fahrzeugkarosserie zur Anlage gebracht ist. Die offene Position ist dann eingenommen, wenn der gabelartige Gelenkarm durch die Torsionsfeder bis an einen in geeigneter Weise vorgesehenen Anschlag gebracht worden ist, wobei sich die Füllklappe von der Fahrzeugkarosserie wegverlagert und Zugang zu einer Füllschnittstelle des Fahrzeugs gewährt.
-
Die Torsionsfeder kann beispielsweise auf die Schwenkachse aufgeschoben, aufgesteckt oder aufgepresst sein. Vorzugsweise ist die Torsionsfeder über die Schwenkachse geführt.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Füllklappenanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Torsionsfeder unter Vorspannung steht und der erste Schenkel stets am gabelartigen Gelenkarm anliegt und der zweite Schenkel stets an der Fahrzeugkarosserie anliegt.
-
Dies bietet den Vorteil, dass die Torsionsfeder in Bezug auf ihre Torsionsbeweglichkeit spielfrei gelagert ist.
-
In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Füllklappenanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwenkachse in einem Gelenkkasten unterhalb der Fahrzeugkarosserie gelagert ist.
Somit wird die Torsionsfeder zusätzlich vor Umwelteinflüssen geschützt.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Füllklappenanordnung gemäß der vorhergehenden Beschreibung.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei der Füllklappe der Füllklappenanordnung um eine Tankklappe oder Ladeklappe des Fahrzeugs.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Füllklappenanordnung;
- 2 die erfindungsgemäße Füllklappenanordnung aus 1 in einer weiteren Ansicht; und
- 3 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug.
-
1 zeigt abschnittsweise eine erfindungsgemäße Füllklappenanordnung 10 für ein Fahrzeug 12 (vergleiche 3).
-
Die Füllklappenanordnung 10 umfasst eine Füllklappe 14, die von einem gabelartigen Gelenkarm 16 getragen wird.
-
Über den gabelartigen Gelenkarm 16 ist die Füllklappe 14 zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, gemäß der gezeigten Schwenkbewegung 18, verschwenkbar.
-
Zu diesem Zweck ist eine Schwenkachse 20 vorgesehen. Die Schwenkachse 20 ist von dem gabelartigen Gelenkarm 16 über Aufnahmebohrungen 22 aufgenommen. Enden 24 der Schwenkachse 20 sind, was in 2 näher gezeigt ist, in einer in 1 nur prinziphaft angedeuteten Fahrzeugkarosserie 26 gelagert.
-
In 1 gut erkennbar ist weiterhin, dass die Füllklappenanordnung 10 eine Torsionsfeder 28 umfasst.
-
Die Torsionsfeder 28 ist über die Schwenkachse 20 geführt und in Längsrichtung der Schwenkachse 20 vom gabelartigen Gelenkarm 16 in Position gehalten.
-
Um die Füllklappe 14 in Richtung der offenen Position 30 vorzuspannen, vermag die Torsionsfeder 28 eine Federkraft F auf die hier lediglich in ihrer Position angedeuteten Fahrzeugkarosserie 26 auszuüben. Die Federkraft F wird entsprechend auch auf den gabelartigen Gelenkarm 16 ausgeübt.
-
Bei der Torsionsfeder 28 handelt es sich um eine Schraubenfeder 32, die rechts in 1 prinziphaft dargestellt ist.
-
Die Schraubenfeder 32 umfasst einen Wendelabschnitt 34, der an beiden Enden 35 in jeweils einen Schenkel 36, 38 übergeht.
-
Ein erster Schenkel 36 der Torsionsfeder 28 ist am gabelartigen Gelenkarm 16 angelegt. Ein zweiter Schenkel 38 ist an der Fahrzeugkarosserie 26 angelegt.
-
Die Torsionsfeder 28 steht dabei permanent zumindest unter Vorspannung, so dass stets die Federkraft F ausgeübt wird und der erste Schenkel 36 somit stets am gabelartigen Gelenkarm 16 anliegt und der zweite Schenkel 38 stets an der Fahrzeugkarosserie 26 anliegt.
-
Zum Schließen der Füllklappe 14, entgegengesetzt der Richtung der offenen Position 30, kann die Federkraft F durch beispielsweise manuelle die Betätigung der Füllklappe 14 überwunden werden.
-
2 zeigt nun die erfindungsgemäße Füllklappenanordnung 10 aus 1 in einer weiteren Ansicht, in der deren Lagerung unterhalb der Fahrzeugkarosserie 26 näher dargestellt ist.
-
Unten links in 2 ist die Füllklappenanordnung 10 mit der Füllklappe 14 in geschlossener Position dargestellt, in der die Füllklappe 14 an der Fahrzeugkarosserie 26 anliegt.
-
Lediglich in Form einer Punktewolke P angedeutet ist ein Gelenkkasten 40, der systematisch zur Fahrzeugkarosserie 26 gehört. Der Gelenkkasten 40 ist unterhalb der Außenoberfläche 42 der Fahrzeugkarosserie 26 angeordnet.
-
Gut erkennbar ist, wie die Enden 24 der Schwenkachse 20 in dem Gelenkkasten 40 gelagert sind.
-
Ebenfalls gut erkennbar in dieser Ansicht sind der erste und zweite Schenkel 36, 38 an den Enden 35 der Torsionsfeder 28 die Federkraft F ausüben, über den ersten Schenkel 36 auf den gabelartigen Gelenkarm 16 und über den zweiten Schenkel 38 auf den Gelenkkasten 40.
-
Oben rechts in 2 ist eine Schnittansicht A-A gemäß der unten links in 2 dargestellten Schnittlinie A gezeigt.
-
Die Schnittansicht verläuft durch die Schwenkachse 20, die Torsionsfeder 28, den Gelenkkasten 40, den gabelartigen Gelenkarm 16 und die Außenoberfläche 42 der Fahrzeugkarosserie 26.
-
Es ist abzustreben, einen Abstand d zwischen dem Gelenkkasten 40 und der Außenoberfläche 42 der Fahrzeugkarosserie 26 möglichst gering zu halten, beispielsweise bei 3 mm, um eine Querverschiebung der Füllklappe 14 beim Öffnen über die ersten Millimeter der Bewegung gering zu halten und Kollisionen mit der Außenkarosserie 26 zu vermeiden.
-
3 zeigt schließlich das erfindungsgemäße Fahrzeug 12, das eine erfindungsgemäße Füllklappenanordnung umfasst, die beispielsweise der Füllklappenanordnung 10 aus den 1 und 2 entsprechen kann.
-
In diesem Beispiel handelt es sich bei der Füllklappe 14 um eine Tankklappe 44.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Füllklappenanordnung
- 12
- Fahrzeug
- 14
- Füllklappe
- 16
- gabelartiger Gelenkarm
- 18
- Schwenkbewegung
- 20
- Schwenkachse
- 22
- Aufnahmebohrung
- 24
- Ende der Schwenkachse
- 26
- Fahrzeugkarosserie
- 28
- Torsionsfeder
- 30
- Richtung der offenen Position
- 32
- Schraubenfeder
- 34
- Wendelabschnitt
- 35
- Ende der Torsionsfeder
- 36
- erster Schenkel
- 38
- zweiter Schenkel
- 40
- Gelenkkasten
- 42
- Außenoberfläche
- d
- Abstand
- F
- Federkraft
- P
- Punktewolke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 6752448 B1 [0003]
- US 2007/0040409 A1 [0004]
