DE10304701A1

DE10304701A1 - Verstelleinrichtung für ein Schließelement, insbesondere für eine Tankklappe

Info

Publication number: DE10304701A1
Application number: DE2003104701
Authority: DE
Inventors: Ulrich Köstler; Dieter Maier; Marcus Knechtel; Florian Kahl; Peter Füller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Verstelleinrichtung für ein Schließelement (1), insbesondere für eine Tankklappe, das mit einem Drehteil (2) fest verbunden ist, das über eine Zapfen-Kulissenführung (3) gegenüber einem ortsfesten Stützelement (4) aus einer eine Öffnung (38) verschließenden Schließlage axial verstellbar und danach oder gleichzeitig um eine an dem Stützelement (4) ausgebildete Schwenkachse in eine die Öffnung (38) zumindest größtenteils freigebende Offenlage schwenkbar ist. In der Schließlage ist das Drehteil oder ein damit in Verbindung stehendes Koppelelement (11) von einer lösbaren Sperrklinke (21) festgehalten. Das Drehteil (2) und/oder gegebenenfalls das Koppelelement (11) sind von wenigstens einer Feder (Druckfeder 17, Hauptdrehfeder 14, Drehfeder 20) in die Offenlage des Schließelements (1) belastet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für ein Schließelement, insbesondere für eine Tankklappe, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Verstelleinrichtung weist in der DE 199 35 454 A1 ein als Tankdeckel eines Kraftfahrzeugs ausgebildetes Schließelement auf, das durch Verdrehen eines Drehringes an der Einfüllöffnung eines Tankbehälters über einen mit einer Steuerkulisse zusammenwirkenden Führungsstift axial von der Einfüllöffnung abhebt und dann seitlich weg schwenkt. Zum Öffnen und Schließen des Tankdeckels wird der Drehring über einen aufwändigen motorischen Verstellantrieb um seine Achse verdreht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verstelleinrichtung für ein Schließelement mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die in einfacher Weise ein Verstellen des Schließelements von der Schließlage in die Offenlage und umgekehrt ermöglicht.
Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Nachdem in der Schließlage das Schließelement von wenigstens einer Feder in die Offenlage belastet und von einer Sperrklinke verriegelt ist, kann durch einfaches Lösen der Sperrklinke das Schließelement durch die Vorspannkraft der wenigstens einen Feder selbsttätig von der Schließlage in die Offenlage verstellt werden. Um das Schließelement wieder in die Schließlage zu verstellen, kann das Schließelement manuell in die Schließlage oder in eine Vorschließlage verstellt werden, aus der zum Beispiel über eine Zapfen-Kulissenführung das Schließelement durch die Spannkraft der wenigstens einen Feder selbsttätig in die Schließlage verstellt wird, in der die Sperrklinke das Schließelement selbsttätig verriegeln kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Explosionsansicht von den wesentlichen Teilen der Verstelleinrichtung,
2 die Kulissenführung an einem Außenumfang des Drehteiles,
3 eine Seitenansicht von der in Verriegelungsstellung befindlicher Sperrklinke,
4 eine 3 entsprechende Ansicht bei entriegelter Sperrklinke,
5 eine Draufsicht auf das in der Schließlage befindliche Schließelement,
6 eine 5 entsprechende Ansicht von dem in der Offenlage befindlichen Schließelement und
7 eine den 5 und 6 entsprechende Ansicht von dem manuell aus der Offenlage in eine Überschließlage verschwenkten Schließelement.
Die in 1 in einer Explosionsansicht mit seinen wesentlichen Teilen dargestellte Verstelleinrichtung weist ein als Tankklappe ausgebildetes Schließelement 1 auf, das in seiner Schließlage eine Öffnung 38 in einer beispielsweise in 5 dargestellten Außenwand 36 eines Kraftfahrzeugs verschließt. In der Öffnung 38 ist eine in 6 durch eine strichpunktierte Umrisslinie angedeutete Einfüllöffnung 34 eines Kraftstoffbehälters angeordnet, die von einem nicht dargestellten Tankdeckel verschließbar ist. Das Schließelement 1 ist mit einem Drehteil 2 fest verbunden, das über eine Zapfen-Kulissenführung 3 gegenüber einem ortsfesten Stützelement 4 aus der die Öffnung 38 verschließenden Schließlage axial verstellbar und danach um die Mittelachse des Stützelements 4 in eine die Öffnung 38 größtenteils freige bende Offenlage schwenkbar ist. Die ortsfeste Befestigung des Stützelements 4 an der beispielsweise in 5 dargestellten Außenwand 36 des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise über die Gewindebolzen 5 in 1 erfolgen, die Befestigungsöffnungen in der Außenwand 36 durchsetzen und auf die beispielsweise unter Zwischenlage einer Stützscheibe 6 Gewindemuttern 7 aufschraubbar sind. Das Drehteil 2 ist an einem Innenumfang des Stützelements 4 drehbar gelagert. Von dem Innenumfang des Stützelements 4 steht ein Zapfen 8 radial nach innen ab, der in die an einem Außenumfang des Drehteiles 2 ausgebildete Kulissenführung 9 eingreift. An einem Außenumfang des Stützelements 4 ist eine Ringfeder 10 angeordnet, die den Zapfen 8 radial nach innen belastet. An einem Innenbereich des Drehteiles 2 ist ein Außenbereich eines Koppelelements 11 drehbar gelagert, das ein radial erweitertes Kopfteil 12 aufweist. An dem Kopfteil 12 sind axial verlaufende Nuten und Zähne ausgebildet, die in korrespondierende Zähne und Nuten an einem Innenumfang einer Drehbuchse 13 axial verstellbar eingreifen.
Die Drehbuchse 13 ist von einer Hauptdrehfeder 14 in die Offenlage des Schließelements 1 belastet. Hierzu ist die Hauptdrehfeder 14 einerseits an der Drehbuchse 13 und andererseits an einem ortsfesten Teil 15 abgestützt. Die Drehbuchse 13 kann sich nach der Montage des Schließelements und seiner Teile lediglich in einer zugewandten stirnseitigen Aufnahmeöffnung 16 in dem Stützelement 4 verdrehen. Das von einer Druckfeder 17 axial nach außen belastete Koppelelement 11 kann sich gegenüber der Drehbuchse 13 axial verstellen und mit dieser mitdrehen. Von dem das Koppelelement 11 lagernden Innenumfang des Drehteiles 2 steht ein Bolzen 18 radial nach innen ab und greift in eine Langlochführung 19 an einem Außenumfang des Koppelelements 11 ein. Die Langlochführung 19 verläuft etwa geradlinig schräg über einen Umfangsbereich des Koppelelements 11. Eine Drehfeder 20, die einerseits an dem Drehteil 2 und andererseits an dem Koppelelement 11 abgestützt ist, belastet das Drehteil 2 in die Offenlage des Schließelements 2. Eine Sperrklinke 21 kann um eine durch einen Schwenkbolzen 22 gebildete Schwenkachse zwischen einer Entriegelungslage und einer Verriegelungslage verschwenken und ist von einer als Übertotpunktfeder ausgebildeten Blattfeder 23 je nach der Stellung der Sperrklinke entweder in die Entriegelungslage oder in die Verriegelungslage belastet. Der Schwenkbolzen 22 ist an dem nach außen gewandten Kopfbereich eines Stützbolzens 24 ausgebildet, der das Koppelelement 11 und das Stützelement 4 axial durchsetzt. Nach dem ein Einbau des Schließelements und seiner Teile sind die in der Figur dargestellten Teile so axial ineinander geschoben, dass bis auf das Schließelement 1 alle anderen wesentlichen Teile innerhalb des Stützelements 4 angeordnet sind. An einem Innenumfang des Koppelelements 11 sind axial hintereinander zwei unterschiedlich große Zähne ausgebildet, von denen der radial kleinere Zahn einen Sperrzahn bildet. In der die Öffnung 38 in der Außenwand 36 verschließenden Schließlage des Schließelements 1 hintergreift die Sperrklinke 21 den radial kleineren Sperrzahn, wodurch eine Öffnungsbewegung des Schließelements 1 verhindert ist. Die Drehfeder 14 ist härter als die Drehfeder 20 ausgebildet oder stärker als die Drehfeder 20 vorgespannt.
In 2 ist die an einem Außenumfang des Drehteiles 2 ausgebildete Kulissenführung 9 erkennbar, die einen Axialführungsbereich 25 aufweist, an dessen Innenbereich sich ein erster Schrägführungsabschnitt 26 anschließt, der mit einer axialen Steigung über einen Umfangsbereich des Drehteiles 2 verläuft. An das von dem Axialführungsbereich 25 abgewandte Ende 37 des ersten Schrägführungsabschnitts 26 schließt sich ein zweiter Schrägführungsabschnitt 27 an, der bereichsweise etwa parallel zum ersten Schrägführungsabschnitt 26 verläuft und sich in Umfangsrichtung zurück bis über den Axialführungsbereich 25 hinaus erstreckt. Von dem zurückgeführten Ende des zweiten Schrägführungsabschnittes 27 bis etwa zum mittleren Axialbereich des Axialführungsabschnittes 25 verläuft ein dritter Schrägführungsabschnitt 28. An den Übergangsstellen vom ersten Schrägführungsabschnitt 26 zum zweiten Schrägführungsabschnitt 27 und vom zweiten Schrägführungsabschnitt 27 zum dritten Schrägführungsabschnitt 28 und vom dritten Schrägführungsabschnitt 28 zum Axialführungsbereich 25 ist jeweils ein radialer Absatz gebildet, durch den verhindert ist, dass sich der in die Kulissenführung 9 eingreifende Zapfen 8 von dem zweiten Schrägführungsabschnitt 27 in den ersten Schrägführungsabschnitt 26 sowie vom dritten Schrägführungsabschnitt 28 in den zweiten Schrägführungsabschnitt 27 sowie vom Axialführungsbereich 25 in den dritten Schrägführungsabschnitt 28 zurück verlagern kann.
In der 5 entsprechenden Schließlage des Schließelements, greift der in 1 dargestellte Zapfen 8 etwa in den axial mittleren Bereich des Axialführungsbereiches 25 ein. In dieser Schließlage hintergreift die Sperrklinke 21 gemäß 3 den Sperrzahn 29 an einem Innenumfang des Koppelelements 11. Durch manuellen Druck auf das Schließelement 1 können das Drehteil 2 und über den an einem Endbereich der Langlochführung 19 anliegenden Bolzen 18 das Koppelelement 11 axial verstellt werden, wobei die Sperrklinke 21 an einer Anlagefläche 30 des radial größeren Zahnes 31 zur Anlage kommt und in die 4 entsprechende Entriegelungslage geschwenkt wird, in der die Sperrklinke 21 von der Blattfeder 23 in 1 belastet verbleibt. Bei der durch den Druck auf das Schließelement 1 bewirkten Verstellbewegung gelangt der Zapfen 8 zunächst in den äußeren Endbereich 32 des Axialführungsbereiches. Nach dem Entriegeln der Sperrklinke 21 wird durch die Kraft der vorgespannten Druckfeder 17 in 1 das Koppelelement 11 axial nach außen verstellt, bis das Schließelement 1 über die Kontur der Außenwand 36 des Kraftfahrzeugs zumindest etwas hervor steht. Der Zapfen 8 befindet sich nun am Innenende 33 des Axialführungsbereiches 25. In dieser vorstehenden Lage des Schließelements 1 können die vorgespannte Drehfeder 20 und die vorgespannte Hauptdrehfeder 14 wirksam werden, die das Schließelement in die in 6 dargestellte Öffnungslage verschwenken. Dabei gelangt der Zapfen 8 in der Offenlage des Schließelements 1 an das von dem Axialführungsbereich 25 entfernte Ende 37 des ersten Schrägführungsabschnittes 26. Bei der Verstellbewegung in die Offenlage wird im Zusammenwirken des Schrägführungsabschnittes 26 mit dem Zapfen 8 das Schließelement 1 etwas weiter von der Außenwand 36 des Kraftfahrzeugs entfernt. Die in 6 angedeutete Einfüllöffnung 34 eines Tankbehälters kann beispielsweise durch Abschrauben eines Tankdeckels geöffnet werden, um Kraftstoff in den Tankbehälter einzufüllen.
Nach dem Tankvorgang können durch manuelles Verschwenken des Schließelements 1 in die in 7 dargestellte Überschließlage die Drehfeder 20 und die Drehfeder 14 gespannt werden. Dabei erfolgt zunächst eine relative Drehbewegung des Drehteiles 2 gegenüber dem Koppelelement 11, wodurch über den in die schräge Langlochführung 19 im Koppelelement eingreifenden Bolzen 18 eine axiale Bewegung des Koppelelements 11 zu der Sperrklinke 21 erfolgt, wodurch entweder die Blattfeder 23 oder die Sperrklinke 21 in eine Lage verstellt wird, in der bei einer weiteren axialen Verstellbewegung des Koppelelements 11 ein selbsttätiges Verriegeln des Koppelelements 11 durch ein Einfallen der Sperrklinke 21 hinter dem Sperrzahn 29 erfolgen kann. Beim manuellen Verstellen des Schließelements 1 von der Offen lage in die Vorschließlage gleitet der Zapfen 8 in dem zweiten Schrägführungsabschnitt 27 entlang und gelangt in Umfangsrichtung über den Axialführungsbereich 25 hinaus an das andere Ende 35 des zweiten Schrägführungsabschnittes 27, wodurch sich das Schließelement 1 der Außenwand 36 des Kraftfahrzeugs annähert. Wird etwa in der in 7 dargestellten Überschließlage das Schließelement 1 losgelassen, wird im wesentlichen durch die vorgespannte Hauptdrehfeder 14 das Schließelement 1 in die in 5 dargestellte Hauptschließlage winkelmäßig und axial zurück verstellt, wobei die Druckfeder 17 zunehmend vorgespannt wird. Bei dieser selbsttätigen Rückstellbewegung des Schließelements 1 gleitet der ortsfeste Zapfen 8 in dem dritten Schrägführungsabschnitt 28 entlang und erreicht die der Schließlage des Schließelements 1 entsprechende Ausgangslage etwa im axial mittleren Bereich des Axialführungsbereiches 25.
Der Zapfen und die Kulissenführung der Zapfen-Kulissenführung können auch an dem jeweils anderen Teil, an dem Stützelement bzw. an dem Drehteil ausgebildet sein. Ebenso können der Bolzen und die Langlochführung der Bolzen-Langlochführung an dem jeweils anderen Teil, an dem Stützelement bzw. an dem Koppelelement ausgebildet sein. Die Langlochführung und die Kulissenführung können jeweils im Verlauf an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. Das Koppelelement kann auch entfallen. Beispielsweise in diesem Fall kann an Stelle der Drehfeder und der Hauptdrehfeder ein einziges Drehfederelement vorgesehen sein. Bei einem Entfall des Koppelelements ist die Drehbuchse nicht erforderlich. Die Sperrklinke kann auch auf andere Weise, beispielsweise über einen Bowdenzug gelöst werden. Die Verstelleinrichtung eignet sich für ein beliebiges Schließelement, beispielsweise für eine Tankklappe oder einen Tankdeckel an einem Kraftfahrzeug. Die konstruktiven Einzelheiten können von einem Fachmann in einem weiten Bereich vorgegeben werden.

Claims

Verstelleinrichtung für ein Schließelement, insbesondere für eine Tankklappe, das mit einem Drehteil fest verbunden ist, das über eine Zapfen-Kulissenführung gegenüber einem ortsfesten Stützelement aus einer eine Öffnung verschließenden Schließlage axial verstellbar und danach oder gleichzeitig um eine an dem Stützelement ausgebildete Schwenkachse in eine die Öffnung zumindest größtenteils freigebende Offenlage schwenkbar ist, da durch gekennzeichnet, dass in der Schließlage das Drehteil oder ein damit in Verbindung stehendes Koppelelement (11) von einer lösbaren Sperrklinke (21) festgehalten ist und das Drehteil (2) und/oder gegebenenfalls das Koppelelement (11) von wenigstens einer Feder (Druckfeder 17, Hauptdrehfeder 14, Drehfeder 20) in die Offenlage des Schließelements (1) belastet sind.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch manuellen Druck auf das Schließelement (1) das Drehteil (2) axial von der Öffnungslage weg gegen die Kraft einer vorgespannten Druckfeder (17) in eine Entriegelungslage verstellt und dabei die Sperrklinke (21) entriegelt, wodurch sich das Schließelement (1) unter der Kraft der Druckfeder (17) und wenigstens einer vorgespannten Drehfeder (14, 20) selbsttätig in die Offenlage verstellen kann.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen-Kulissenführung (3) eine Kulissenführung (9) entweder an einem Außenumfangsbereich des Drehteiles (2) oder an einem Innenumfangsbereich des Stützelements und einen von dem anderen Teil, von dem Drehteil oder Stützelement (4), abstehenden Zapfen (8) aufweist, der in die Kulissenführung (9) eingreift.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehteil (2) über eine Bolzen-Langlochführung (Bolzen 18, Langlochführung 19) begrenzt gegenüber dem Koppelelement (11) verdrehbar ist und eine Drehfeder (20) das Drehteil (2) gegenüber dem Koppelelement (11) in die Offenlage des Schließelements (1) belastet.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen-Langlochführung eine an dem Drehteil oder Koppelelement (11) ausgebildete Langlochführung (19) aufweist, in die ein von dem anderen Teil, von dem Koppelelement oder von dem Drehteil (2) abstehender Bolzen (18) eingreift.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Langlochführung (19) mit axialer Steigung schräg über einen Umfangsbereich des betreffenden Drehteiles oder Koppelelements (11) verläuft
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (11) axial verstellbar und drehfest mit einer Drehbuchse (13) verbunden ist, die von einer einerseits ortsfest abgestützten Hauptdrehfeder (14) in die Öffnungsrichtung des Schließelements (1) belastet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (21) an einem das Stützelement (4) und das Koppelelement (11) koaxial durchsetzenden Stützbolzen (24) schwenkbar abgestützt ist und von einer Übertotpunktfeder (Blattfeder 23) abhängig von der Lage des Stützbolzens (21) entweder in eine das Drehteil (2) bzw. das Koppelelement (11) freigebende Entriegelungslage oder in eine das Drehteil (2) bzw. das Koppelelement (11) festhaltende Verriegelungslage belastet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an einem Außenumfangsbereich des Drehteiles (2) ausgebildete Kulissenführung (9) einen etwa parallel zur Achse des Drehteiles (2) verlaufenden Axialführungsbereich (25) aufweist, der sich in der Schließlage des Schließelements (1) in beide entgegengesetzte Axialrichtungen von dem Zapfen (8) weg erstreckt, wobei der Zapfen (8) nach dem Entriegeln der Sperrklinke (21) bei der durch die wenigstens eine Feder (Druckfeder 17) bewirkten axialen Verlagerung des Drehteiles (2) in Richtung der Offenlage des Schließelements (1) an ein Innenende (33) des Axialführungsbereiches (25) gelangt, in der sich das Schließelement (1) in einer Abhebelage vor der Außenwand (36) befindet.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Innenende (33) des Axialführungsbereiches (25) ein erster Schrägführungsabschnitt (26) anschließt, in dem der Zapfen (8) beim Verdrehen des Schließelements (1) von der Abhebelage in die Offenlage des Schließelements (1) entlang gleitet und sich dabei das Schließelement (1) von der Außenwand (36) weiter entfernt
Verstelleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den ersten Schrägführungsabschnitt (26) ein zweiter Schrägführungsabschnitt (27) anschließt, der bereichsweise etwa parallel zum ersten Schrägführungsabschnitt (26) verläuft und in dem der Zapfen (8) entlang gleitet, wenn das Schließelement (1) manuell gegen die Kraft der wenigstens einen Feder (Hauptdrehfeder 14, Drehfeder 20) aus der Offenlage über die Abhebelage hinaus in eine Überschließlage vor der Außenwand (36) gedreht und dabei die wenigstens eine Feder (Hauptdrehfeder 14, Drehfeder 20) vorgespannt wird.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem freien Ende (35) des zweiten Schrägführungsabschnittes (27) und etwa dem mittleren Bereich des Axialführungsbereiches (25) ein dritter Schrägführungsabschnitt (28) befindet, in dem der Zapfen (8) entlang gleitet, wenn nach dem Loslassen des Schließelements (1) in der Überschließlage das Schließelement (1) durch die Vorspannkraft der wenigstens einen Feder (Hauptdrehfeder 14, Drehfeder 20) selbsttätig in die Schließlage zurück verstellt wird.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung auf 9) an den Übergangsstellen vom ersten Schrägführungsabschnitt (26) zum zweiten Schrägführungsabschnitt (27) und vom zweiten Schrägführungsabschnitt (27) zum dritten Schrägführungsabschnitt (28) und vom dritten Schrägführungsabschnitt (28) zum Axialführungsbereich (25) jeweils einen radialen Absatz bildet, durch den verhindert ist, dass sich der Zapfen (8) von dem zweiten Schrägführungsabschnitt (27) in den ersten Schrägführungsabschnitt (26) sowie vom dritten Schrägführungsabschnitt (28) in den zweiten Schrägführungsabschnitt (720) sowie vom Axialführungsbereich (25) in den dritten Schrägführungsabschnitt (25) zurück verlagern kann.
Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptdrehfeder (14) härter als die Drehfeder (20) ausgebildet oder stärker als die Drehfeder (20) vorgespannt ist und beim manuellen Rückstellen des Schließelements (1) von der Offenlage in die Überschließlage das Drehteil (2) gegenüber dem Koppelelement (11) gedreht und dabei die Drehfeder (20) gespannt sowie das Koppelelement (11) axial von dem Drehteil (2) entfernt, wodurch entweder die Sperrklinke (21) oder die auf die Sperrklinke einwirkende Feder in eine Lage verstellt wird, in der die Sperrklinke (21) selbsttätig in ihre Sperrlage einfallen und das Drehteil bzw. das Koppelelement (11) verriegeln kann, wenn sich das Schließelement (1) in der Schließlage befindet.