DE19832910C2 - Verschlußvorrichtung für Kraftfahrzeugtanks - Google Patents
Verschlußvorrichtung für KraftfahrzeugtanksInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für Kraft
fahrzeugtanks. Üblicherweise umfasst eine solche Vorrichtung
einen Tankdeckel, der meist nach Art eines Bajonettverschlus
ses in der Einfüllöffnung des Einfüllrohres des Tankes fi
xierbar ist. Die Einfüllöffnung sowie der Tankdeckel sind in
einer mit einer Tankklappe abschließbaren Ausnehmung in der
Fahrzeugkarosserie, der sog. Tankmulde untergebracht.
Nachteilig bei der herkömmlichen Ausgestaltung ist allgemein
die Notwendigkeit des manuellen Öffnens und Schließens des
Tankdeckels beim Tanken. Insbesondere bei Dieselkraftstoffen
ist der Tankdeckel häufig verschmutzt, so dass eine Ver
schmutzung der Hände nur durch Benutzung von Handschuhen ver
mieden werden kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass
der Tankdeckel nicht ordnungsgemäß am Einfüllrohr befestigt
ist und dadurch Kraftstoffgeruch in den Fahrzeuginnenraum ge
langen kann. Auch kann der nicht ordnungsgemäß aufgesetzte
Tankdeckel während der Fahrt verlorengehen. Schließlich kann
der Tankdeckel nach den Tanken an der Tankstelle vergessen
werden. Während der Fahrt kann dann flüssiger Kraftstoff aus
dem Einfüllrohr herausschwappen.
Eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen des Tankdeckels ist
in US 5,072,986 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird der
Tankdeckel um eine parallel zu der vom Öffnungsrand des Ein
füllrohres aufgespannten Ebene verlaufenden Achse mit Hilfe
eines Hebelgestänges und eines Antriebselementes geschwenkt.
Der Tankdeckel wird in seiner Verschlussstellung durch das
Antriebselement auf die Öffnung des Einfüllrohres gepresst.
Eine Verriegelung des Tankdeckels ist nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternativ gestaltete Ver
schlussvorrichtung vorzuschlagen, die insbesondere im Hin
blick auf eine Verriegelbarkeit des Tankdeckels verbessert
ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verschlussvorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Sie umfasst eine Antriebselement
zum automatischen Öffnen und Schließen des Tankde
ckels, eine dem Antriebselement nachgeschaltetes Hebelgetrie
be und eine Steuerungseinrichtung, mit der der Antrieb vom
Fahrzeuginnenraum, insbesondere vom Fahrersitz aus ansteuer
bar ist. Zur Verriegelung des Tankdeckels ist Verriegelungs
schieber vorgesehen, der auf der Tankdeckeloberseite zwischen
einer Freigabe- und einer Verriegelungsstellung geführt ist.
Das eine Ende des Verriegelungsschiebers ist mit dem Hebelge
triebe verbunden, während sein anderes Ende in der Verriege
lungsstellung mit einer mit Radialabstand zum Tankdeckel an
geordneten Hinterschneidung in Eingriff steht. Mit einer sol
chen Verschlussvorrichtung sind die eingangs genannten
Nachteile völlig umgangen. Die einzige erforderliche manuelle
Tätigkeit beim Tanken ist es, die Zapfpistole in das Einfüll
rohr einzuführen und am Ende des Betankungsvorgangs wieder
herauszunehmen. Und and die Zapfsäule zu hängen. Das Öffnen
und Schließen des Tankdeckels erfolgt ganz einfach durch ei
nen im Fahrzeuginnenraum angeordneten Druckknopf, einen
Schalter o. dgl. Das Schließen des Tankdeckels kann auch über
eine logische Erkennung ausgelöst werden. Es ist beispiels
weise denkbar, dass bei geöffnetem Tankdeckel das Einschalten
der Zündung das Schließen des Tankdeckels bewirkt.
Für den Öffnungs- und Schließmechanismus stehen naturgemäß
eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten zur Verfügung. Eine
fertigungstechnisch einfach zu realisierende und zuverlässige
Ausführung besteht darin, dass der Tankdeckel an einer mit
Radialabstand zu ihm angeordneten, parallel zu seiner Plan
ebene verlaufenden Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Er
kann somit durch ein einfach gestaltetes Hebelgetriebe oder
dergleichen mit Hilfe des Antriebselements geöffnet und ge
schlossen werden. Zweckmäßigerweise liegt die Schwenkachse
mit ihren Enden in einem ersten Schwenkauge zweier am Außen
umfang des Tankdeckels angeformter Haltewangen ein, deren
Planebenen sowohl parallel zueinander als auch parallel zu
einer gedachten Durchmesserlinie des Tankdeckels verlaufen.
Der sich zwischen den Haltewangen erstreckende Abschnitt der
Schwenkachse durchgreift die Freienden zweier an der Außenum
fangsfläche des Einfüllrohres angeformter und davon schräg
abstehender leistenförmiger Träger. Zum Schwenkantrieb des
Tankdeckels ist eine Fixierachse vorhanden, die parallel zur
Schwenkachse verläuft und deren Enden jeweils in einem zwei
ten Schwenkauge der Haltewangen einliegen. An der Fixierachse
setzt eine Antriebsstange des Antriebselements, vorzugsweise
die Kolbenstange eines pneumatischen Membranzylinders an. Die
zwei Schwenkaugen der Haltewangen sind so angeordnet, dass
ihre Verbindungslinie mit der Planebene des Tankdeckels einen
zur Antriebsstange hin geschlossenen spitzen Winkel bildet.
Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein zweiarmiger, um die
genannte Schwenkachse sckwenkbarer Winkelhebel. Vorzugsweise
ist zwischen der Antriebsstange und der Fixierachse ein
Schwenkarm zwischengeschaltet, der mit seinem antriebsseiti
gen Ende über eine Gelenkachse mit der Antriebsstange gelen
kig verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleis
tet, dass die Antriebsstange nur eine Translationsbewegung
ausführt. Dadurch ist sowohl eine eventuell erforderliche
Gleitführung der Antriebsstange als auch die Befestigung des
Antriebselements an der Fahrzeugkarosserie vereinfacht.
Die Fixierachse ist in den zweiten Schwenkaugen der Haltewan
gen gelagert, die als Langlöcher ausgebildet sind und die
sich parallel zur Bewegungsrichtung des Verriegelungsschie
bers erstrecken. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet,
dass die Antriebsstange zunächst den Verriegelungsschieber
aus seiner Verriegelungsstellung in die Freigabestellung be
wegt und erst dann der Tankdeckel vom Einfüllrohr wegge
schwenkt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Tankde
ckel ein im Wesentlichen topfförmiges Gehäuse, in dem ein a
xial beweglich gelagertes, mit dem Öffnungsrand der Einfüll
öffnung zusammenwirkendes Dichtungsteil angeordnet ist. Das
Dichtungsteil durchsetzt mit wenigstens zwei Anpresslaschen
die Gehäuseoberseite. Die Anpresslaschen flankieren seitlich
den Verriegelungsschieber und wirken mit ihm nach Art eines
Keilgetriebes derart zusammen, dass das Dichtungselement in
der Verriegelungsstellung des Tankdeckels gegen den Öffnungs
rand des Einfüllrohres gepresst ist. Durch diese Ausgestal
tung ist gewährleistet, dass der Tankdeckel stets hermetisch
dicht auf dem Einfüllrohr aufsitzt.
Die Bewegungskoppelung zwischen dem Tankdeckel und der Tank
klappe ist in einer bevorzugtem Ausführungsform dadurch be
werkstelligt, dass die Translationsbewegung der Antriebsstan
ge über eine Verbindungsstange auf die nach Art eines zweiarmigen
Hebels fahrzeugseitig gelagerte Tankklappe übertragen
wird.
In Fahrzeugen ist vielfach ein pneumatisches oder hydrauli
sches Bordnetz vorhanden. Es ist dann zweckmäßig, ein eben
solches Antriebselement zu verwenden. Aber auch in Fahrzeu
gen, die kein solches Bordnetz haben, kann hydraulische oder
pneumatische Energie leicht durch einen Kompressor oder eine
Hydraulikpumpe erzeugt werden. Selbstverständlich kann auch
ein elektrisches Antriebselement verwendet werden. Bevorzugt
werden allerdings pneumatische Antriebselemente eingesetzt,
da sie einfacher aufgebaut, leichter und umweltfreundlich
sind. Besonders bevorzugt wird ein doppeltwirkender pneumati
scher Membranzylinder eingesetzt. Als Druckquelle dient der
Atmosphärendruck, der Membranzylinder ist also unterdruckbe
tätigt. Als Unterdruckquelle dient beispielsweise der in dem
Ansaugrohr des Motors herrschende Unterdruck.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine pneu
matische oder hydraulische Handpumpe vorgesehen, die in das
Antriebselement fördert und dieses in Öffnungsrichtung beauf
schlagt. Im Falle eines Ausfalls der Steuereinrichtung kann
dann der Tankdeckel von Hand geöffnet werden. Bei einem wei
teren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Öffnungs- und
Schließbewegung des Tankdeckels mit der Öffnungs- und
Schließbewegung der Tankklappe zwangsgekoppelt. Auf diese
Weise kann durch einen einzigen Antrieb sowohl die Tankklappe
als auch der Tankdeckel geöffnet und geschlossen werden.
Die Erfindung wird nun anhand von in den beigefügten Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung in perspek
tivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend der Linie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 ein Draufsicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2 bei
geschlossenem Tankdeckel und geschlossener Tankklappe,
Fig. 4 einen pneumatischen Membranzylinder mit Notbetätigung,
Fig. 5 einen pneumatischen Membranzylinder mit einer alternativen
Notbetätigung,
Fig. 6 ein Funktionsschaubild, das eine erfindungsgemäße
Verschlußvorrichtung in steuerungsmäßiger Umgebung zeigt, und
Fig. 7 das Detail VII von Fig. 3.
Bei der Abbildung gemäß Fig. 1 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur die
mechanischen Komponenten einer Verschlußvorrichtung dargestellt, nämlich das
obere Ende eines Einfüllrohres 1 mit einer Einfüllöffnung 2, ein Tankdeckel 3, eine
Tankklappe 4 sowie eine Antriebsstange 5. Die Antriebsstange 5 wirkt über ein
weiter unten näher erläutertes Hebelgetriebe mit dem Tankdeckel 3 zusammen.
Der Tankdeckel setzt sich im wesentlichen aus einem im wesentlichen
topfförmigen Deckelgehäuse 6 und einem darin angeordneten Dichtungsteil 7
zusammen. An der Außenumfangsfläche des Deckelgehäuses 6 sind zwei
Haltewangen 9 angeformt. Die Haltewangen 9 sind beabstandet und parallel
zueinander angeordnet. Ihre Planebenen verlaufen parallel zur Mittellängsachse 8
des Deckels bzw. zu einer Durchmesserlinie 10 und flankieren diese. In dem dem
Tankdeckel 3 abgewandten radial außenliegenden Bereich der Haltewangen 9 ist
jeweils ein erstes Schwenkauge 13 angeordnet. In den Schwenkaugen 13 liegt
eine Schwenkachse 14 mit ihren Enden ein. Die Schwenkachse 14 durchgreift mit
ihrem zwischen den Haltewangen 9 angeordneten Abschnitt zwei von der
Außenumfangsfläche des Einfüllrohres 1 schräg nach oben abstehende und in
Querschnitt etwa rechteckige Träger 15. Der Tankdeckel 3 ist somit schwenkbar
an den Trägern 15 bzw. am Einfüllrohr 1 gelagert. Die Schwenkachse 14 weist
einen Radialabstand zum Tankdeckel 3 auf und verläuft parallel zu dessen
Planebene 20 bzw. zu der vom Öffnungsrand 16 des Einfüllrohres 1
aufgespannten Ebene 21. Außerdem verläuft die Schwenkachse 14 rechtwinklig
zu der gedachten Durchmesserlinie 10 des Tankdeckels. Auf der Oberseite 17
des Deckelgehäuses 6 ist ein Verriegelungsschieber 18 in Richtung der
Durchmesserlinie 10 verschiebbar geführt. Die Durchmesserlinie 10 bildet somit
die Bewegungsrichtung 19 des Verriegelungsschiebers bzw. einer das Öffnen und
Schließen des Tankdeckels 3 bewirkenden Antriebsstange 5 eines
pneumatischen Membranzylinders 23 (Fig. 4-6). Der Verriegelungsschieber 18 ist
ein flaches, plattenförmiges, im Querschnitt etwa rechteckiges Teil, das mit einer
seiner Flachseiten auf der Oberseite 17 des Deckelgehäuses 6 aufliegt. Der
Verriegelungsschieber 18 ist seitlich und in Richtung der Mittellängsachse 8 des
Tankdeckels 3 mit Hilfe zweier ihn flankierender Führungsvorsprünge 24 geführt.
Die Führungsvorsprünge 24 sind im wesentlichen Winkelprofile, deren einer
Schenkel etwa rechtwinklig aus der Tankdeckel-Oberseite 17 hervorsteht und
deren anderer Schenkel 25 sich parallel zur Planebene des
Verriegelungsschiebers 18 verläuft und der sich in dessen dem Deckelgehäuse 6
abgewandte Oberseite 26 hineinerstreckt. An seinem der Antriebsstange 5
zugewandten Ende weist der Verriegelungsschieber 18 zwei seitlich von ihm
abstehende Führungszapfen 27 auf, die jeweils in einem die Haltewange 9
durchsetzenden zweiten Schwenkauge der Haltewangen 9 einliegen. Die zweiten
Schwenkaugen sind als Langlöcher 28 ausgebildet, die sich parallel zur
Bewegungsrichtung 19 bzw. zur Planebene 20 des Tankdeckels 3 erstrecken. Die
gedachte Verbindungslinie 22 zwischen dem ersten Gelenkauge 13 und dem
zweiten Gelenkauge bzw. dem Langloch 28 einer Haltewange bildet mit der
Planebene 20 des Tankdeckels einen zur Antriebsstange hin geschlossenen
Winkel α. Die Führungszapfen 27 und damit der Verriegelungsschieber 18 sind in
Bewegungsrichtung 19 um eine Strecke 29 verschiebbar, die sich aus der
Differenz aus der Länge der Langlöcher 28 und dem Durchmesser der
Führungszapfen 27 ergibt. Die Führungszapfen 27 werden von den Enden einer
den Verriegelungsschieber 18 quer durchsetzenden Fixierachse 30 gebildet. Von
der der Antriebsstange 5 zugewandten Stirnseite 33 des Verriegelungsschiebers
erstreckt sich etwa mittig eine Ausnehmung 34 in Verriegelungsrichtung 35. In der
Ausnehmung 34 liegt das eine Ende eines Schwenkarmes 36 ein und ist von der
Fixierachse 30 durchsetzt. Das andere, der Antriebsstange 5 zugewandte Ende,
ist etwa U-förmig ausgebildet, wobei die beiden U-Schenkel 37 von einer mit
Gelenkachse 38 bezeichneten Achse durchsetzt sind. Die Gelenkachse 38
verläuft parallel zur Fixierachse 30. In den zwischen den U-Schenkeln 37
vorhandenen Zwischenraum ragt die Antriebsstange 5 mit einem
Schwenkauge 39 hinein. Das Schwenkauge 39 ist von der Gelenkachse 38
durchgriffen.
Das Deckelgehäuse 6 umfaßt eine Grundplatte 40, an deren Rand eine etwa
rechtwinklig nach unten abstehende Schürze 43 angeformt ist. Innerhalb der
Schürze 43 ist das Dichtungsteil 7 axial beweglich angeordnet. Von dessen
Oberseite 44 stehen etwa rechtwinklig insgesamt vier Anpreßlaschen 45 ab, die
entsprechend bemessene Öffnungen 46 in der Grundplatte 40 durchgreifen. Die
Anpreßlaschen sind im wesentlichen plattenförmige Teile, die mit ihren einander
zugewandten Flachseiten eine zusätzliche seitliche Führung des
Verriegelungsschiebers 18 gewährleisten. Die Anpreßlaschen 45 liegen sich
paarweise gegenüber. Sie sind im wesentlichen in Bewegungsrichtung 19
verlaufende Langlöchern 47 durchsetzt. In diese Langlöcher greifen
Führungszapfen 48, die seitlich aus zwei in Bewegungsrichtung 19 beabstandet
angeordneten, aus der Oberseite 26 des Verriegelungsschiebers 18 vorstehenden
Haltevorsprüngen 49 abstehen. Der Mittelabschnitt 50 der Langlöcher 47 verläuft
in Verriegelungsrichtung 35 schräg nach oben, wie insbesondere aus Fig. 7
ersichtlich ist. Er bildet mit der Verriegelungsrichtung 35 einen sich in derselben
Richtung öffnenden spitzen Winkel β.
Das der Antriebsstange 5 abgewandte Verriegelungsende 53 des
Verriegelungsschiebers 18 greift in der Verriegelungsstellung (Fig. 3) in eine
Durchgangsöffnung 54 einer Wand 55 ein. Die Wand 55 ist an der
Außenumfangsfläche des Einfüllrohres 1 angeformt und weist - bei
geschlossenem Tankdeckel gesehen - einen Radialabstand zur
Außenumfangsfläche des Deckelgehäuses 6 bzw. der Schürze 43 auf. In
Richtung der Mittellängsachse 56 des Einfüllrohres gesehen, erstreckt sich die
Wand 55 über die von dem Öffnungsrand 16 aufgespannte Ebene 21 hinaus.
Die Tankklappe 4, die in Fig. 3 aus zeichnerischen Gründen durchsichtig
dargestellt ist, ist auf eine nicht näher beschriebene Art und Weise mittels einer
Schwenkachse 57 an der Karosserie eines Fahrzeuges (nicht dargestellt)
schwenkbar fixiert. Die Schwenkachse 57 verläuft parallel zu den übrigen Achsen,
beispielsweise parallel zur Gelenkachse 38. Die Schwenkachse 57 durchsetzt
zwei jeweils einen zweiarmigen Hebel bildende Schwenkarme 58. Die
Schwenkachse 57 ist so positioniert, daß die Schwenkarme 58 jeweils in einen
längeren Schenkel 58a und einen kürzeren Schenkel 58b unterteilt sind. Das
Freiende der längeren Schenkel 58a ist mit der Unter- bzw. der Innenseite 59 der
Tankklappe 4 verbunden. Am Freiende der kürzeren Schenkel 58b ist ein
Kupplungszapfen 60 angeordnet, der im wesentlichen rechtwinklig aus den
einander abgewandten Außenseiten der Schwenkarme 58 vorsteht. Die
Kupplungszapfen 60 greifen in ein jeweils an dem einen Ende zweier seitlich am
Einfüllrohr 1 mit Radialabstand vorbeigeführter Verbindungsstangen 63
angeordnetes Langloch 64 ein. Das andere Ende der Verbindungsstangen 63 ist
als axial verbreitertes Schwenkauge 65 ausgebildet. Die Schwenkaugen 65 der
Verbindungsstangen 63 sind von der seitlich aus den U-Schenkeln 37 des
Schwenkarmes 36 vorstehenden Gelenkachse 38 durchgriffen. Die
Verbindungsstange 63 ist gewinkelt, wobei sich ein erster Abschnitt 63a von den
Kupplungszapfen 60 etwa in Bewegungsrichtung 19 wegerstreckt und sich daran
ein in der Seitenansicht gemäß Fig. 2 schräg nach oben wegerstreckender
Abschnitt 63b anschließt.
Wird ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Situation die Antriebsstange 5 durch
ein weiter unten beschriebenes Antriebselement in Öffnungsrichtung 66 bewegt,
wird zunächst nur der Verriegelungsschieber 18 bewegt. Er wird um die
Verschiebestrecke 29 verschoben. Am Ende dieser Bewegung liegen die
Führungszapfen 27 bzw. die Fixierachse 30 an den antriebsseitigen Enden der
Langlöcher 28, an das Verriegelungsende 53 des Verriegelungsschiebers 18
befindet sich außerhalb der Durchgangsöffnung 54. Ab diesem Zeitpunkt wird die
lineare Bewegung der Antriebsstange 5 über das von dem Schwenkarm 36 der
Gelenkachse 38, der Fixierachse 30, der Schwenkachse 14 und den
Haltewangen 9 gebildete Hebelgetriebe in eine Schwenkbewegung des
Tankdeckels 3 umgewandelt, wobei dieser in Richtung des Pfeiles 67 von der
Einfüllöffnung 2 des Einfüllrohres 1 weggeschwenkt wird. In der Anfangsphase der
Antriebsstangenbewegung, in der der Verriegelungsschieber 18 in seine
Freigabestellung bewegt wird, und in der die Freigaberichtung 66 im wesentlichen
parallel zur Bewegungsrichtung 19 des Verriegelungsschiebers 18 und parallel zur
Verriegelungsrichtung 19 des Verriegelungsschiebers 18 verläuft, bleibt auch die
Tankklappe 4 zunächst noch unbewegt. Erst wenn der Kupplungszapfen 60 an
dem der Antriebsstange 5 abgewandten Ende 68 des Langloches 64 anschlägt,
wird die Tankklappe in Richtung des Pfeiles 69 geschwenkt. Vorher bzw. zu
Beginn der Bewegung der Antriebsstange 5 in Öffnungsrichtung 66 ist die
Tankklappe 4 verriegelt, weil ein an ihrer Innenseite 59 angeordnetes
klammerartiges Verriegelungsteil 61 eine kopfförmige Verbreiterung 62 der
Antriebsstange 5 hintergreift. Wenn die Antriebsstange 5 ihre maximale
Hubstrecke zurückgelegt hat, sind der Tankdeckel 3 und die Tankklappe 4 so weit
aus der Tankmulde 70 des Fahrzeugs herausgeschwenkt, daß die
Einfüllöffnung 2 zum Einführen einer Zapfpistole frei zugänglich ist. Nach
beendigtem Tankvorgang bewegt sich die Antriebsstange 5 in Schließrichtung 41.
Dabei führt die Verbindungsstange 63 aufgrund ihres Langloches 64 zunächst
einen Leerhub aus. Dagegen wird der Tankdeckel 3 sofort in Richtung des
Pfeiles 73 geschwenkt. In der geöffneten Stellung des Tankdeckels 3 wirkt
nämlich aufgrund der Winkelstellung zwischen den Langlöchern 28 und der
Schließrichtung 41 keine Kraftkomponente in Verriegelungsrichtung 35 auf den
Verriegelungsschieber 18. Der Tankdeckel 3 wird deshalb zunächst so weit nach
unten geschwenkt, bis sein Dichtungsteil 7 bzw. das an dessen Unterseite
angeordnete Dichtungselement 74 auf dem Öffnungsrand 16 der Einfüllöffnung 2
aufliegt. Erst dann wird der Verriegelungsschieber in Verriegelungsrichtung 35 um
die Verschiebestrecke 29 verschoben. Er greift am Ende dieser Bewegung mit
seinem Verriegelungsende 53 in die Durchgangsöffnung 54 der Wand 55 ein. Die
Schließbewegung des Tankdeckels wird durch eine an dem von der
Schwenkachse 14 durchsetzten Freiende der Träger 15 angeordnete
Drehfeder 71, die Schließbewegung der Tankklappe wird durch eine am
Schwenkarm 58 angeordnete Drehfeder 72 unterstützt. Dies hat zur Folge, daß
die in Verriegelungsrichtung 35 wirkende Kraftkomponente der von der
Antriebsstange 5 ausgeübten Antriebskraft stets geringer bleibt als die zum
Verschieben des Verriegelungsschiebers notwendige Kraft. Während der
Veschiebebewegung des Verriegelungsschiebers werden die Anpreßlaschen 46
aufgrund des schräg verlaufenden Mittelabschnitts 50 ihres Langloches 47 durch
die Führungszapfen 48 in Richtung des Pfeiles 75 bewegt. Die Folge ist, daß das
Dichtungselement 74 auf den Öffnungsrand 16 gedrückt wird. Das
Dichtungselement ist ringscheibenförmig ausgebildet und wird von einem
zentralen Träger 76 gehalten, der innerhalb des Dichtungsteils 7 in Richtung der
Mittellängsachse 8 beweglich ist. Zwischen dem Träger 76 und der Unterseite 77
des Dichtungsteils ist eine Druckfeder 78 eingespannt. Durch diese Ausgestaltung
werden Fertigungstoleranzen ausgeglichen und gewährleistet, daß das
Dichtungselement 74 stets mit im wesentlichen gleichbleibender Anpreßkraft auf
den Öffnungsrand 16 gedrückt wird.
Die Abbildungen Fig. 4 und 5 zeigen ein als pneumatischer Membranzylinder 23,
23a ausgebildetes Antriebselement. Der Membranzylinder 23 weist ein
Gehäuse 80 auf, das von einer Membran 83 in einen ersten Zylinderraum 84 und
einen zweiten Zylinderraum 85 unterteilt ist. Auf der dem zweiten Zylinderraum
zugewandten Membranseite ist die Antriebsstange 5 angesetzt und durchgreift
das Gehäuse 80. Auf der dem ersten Ventilraum 84 zugewandten Membranseite
ist eine Betätigungsstange 86 angesetzt, die ebenfalls das Gehäuse 80
durchgreift. Am Freiende der Betätigungsstange 86 ist eine Handhabe 87, etwa
ein Griffteller o. dgl. angeordnet. Die Betätigungsstange dient dazu, im Falle eines
Systemausfalls, insbesondere des Ausfalles des elektrischen Bordnetzes, eine
Öffnung der Tankklappe 4 und des Tankdeckels 3 vornehmen zu können. Dazu
wird die Betätigungsstange 86 in Freigaberichtung 66 bewegt. Die
Zylinderräume 84, 85 sind über Anschlüsse 88, 89 mit Über- oder Unterdruck
beaufschlagbar. Es ist auch denkbar, daß nur ein Anschluß, etwa der Anschluß 88
vorhanden ist, über den der erste Zylinderraum 84 je nach der gewünschten
Bewegungsrichtung der Antriebsstange 5 einmal mit Überdruck und das andere
Mal mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Membranzylinder 23a ist nur die Antriebsstange 5
vorhanden, eine Betätigungsstange fehlt hingegen. Die Notbetätigung wird hier
durch eine pneumatische Handpumpe bzw. durch eine Luftpumpe 90
gewährleistet. Es handelt sich hier um eine Membranpumpe, deren Membrane 93
in Ansaugrichtung von einer Druckfeder 94 beaufschlagt ist. Die Luftpumpe fördert
in den Zylinderraum 85 des Membranzylinders 23a. Dort baut sich ein Überdruck
gegenüber dem ersten Zylinderraum 84 auf, wodurch die Antriebsstange in
Freigaberichtung 66 bewegt wird.
Fig. 6 zeigt auf stark vereinfachte Weise das Zusammenspiel zwischen den
mechanischen und den steuerungstechnischen Elementen einer
erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung. Der obere Abschnitt des
Einfüllrohres 1, der Tankdeckel 3 und die Tankklappe 4 sowie die deren
mechanisches Zusammenspiel ermöglichenden Komponenten bilden zusammen
eine mechanische Baugruppe 95. Der obere Abschnitt des Einfüllrohres 1 ist ein
separater Einfüllstutzen 96 (siehe auch Fig. 1 und 2), der mit dem Einfüllrohr 1
verbindbar ist. Tankdeckel 3 und Tankklappe 4 sind in Fig. 6 nur schematisch
angedeutet. Die Steuerung der mechanischen Baugruppe 95 wird durch eine
Steuerungsbaugruppe 97 bewerkstelligt. Diese umfaßt ein von einem
Elektromagneten 98 betätigtes 4/3-Wegeventil 99 und eine vorzugsweise im
Fahrzeuginnenraum angeordnete Steuereinrichtung 100. Die
Steuereinrichtung 100 umfaßt einen etwa mit einem Druckknopf betätigbaren
Schalter 103, mit dem ein Signal zur Ansteuerung des Elektromagneten 98
auslösbar ist. Der Elektromagnet 98 wird in der Folge mit Strom beaufschlagt und
bewegt das Ventil 99 in die Schaltstellung II. In dieser Schaltstellung ist der erste
Ventilraum 85 des Membranzylinders 23 über eine Leitung 104 und über einen
Atmosphärenanschluß 105 mit der Atmosphäre, und der erste Zylinderraum 84
über eine Leitung 106 mit dem Saugrohr 107 des Fahrzeugmotors (nicht
dargestellt) verbunden. Der Atmosphärendruck bewegt die Membran 83 und
dementsprechend die Antriebsstange 5 in Freigaberichtung 66; Tankdeckel 3 und
Tankklappe 4 werden geöffnet. Am Membranzylinder 23 ist eine Notbetätigung
nach Fig. 4, d. h. also eine Betätigungsstange 86 vorhanden. Die Notbetätigung
kann aber gemäß Fig. 5 ausgestaltet sein. Zum Schließen des Tankdeckels 3 und
der Tankklappe 4 wird das Ventil 99 entweder über den Schalter 103 oder über
eine Schaltlogik angesteuert und in seine Schaltstellung I bewegt. In dieser
Schaltstellung ist der zweite Zylinderraum 85 mit Unterdruck beaufschlagt,
wodurch die Membran 83 in Verriegelungsrichtung 35 bewegt wird. In der
Mittelschaltstellung 0 sind beide Zylinderräume mit der Atmosphäre verbunden,
auf beiden Seiten der Membrane 83 herrscht deshalb der gleiche Druck, auf die
Antriebsstange 5 wirkt infolgedessen keine Kraft. Diese Schaltstellung wird sowohl
am Ende des Schließ- als auch am Ende des Öffnungsvorganges automatisch
eingestellt. Sollte bei geöffnetem Tankdeckel das elektrische Bordnetz ausfallen,
kann der Tankdeckel 3 dennoch geschlossen werden, indem die Tankklappe 4
per Hand geschlossen wird. Bei Ausfall des elektrischen Bordnetzes wird das
Ventil 99 durch eine Rückstellfeder 108 in die Schaltstellung I bewegt. In dieser
Schaltstellung ist der erste Zylinderraum 84 über die Leitung 106 mit dem
Atmosphärenanschluß verbunden. Die Antriebsstange 5 kann daher, ohne daß
sich ein Gegendruck aufbaut, in Freigaberichtung 66 bewegt werden. Im zweiten
Zylinderraum 85 herrscht, da der Fahrzeugmotor beim Betanken abgestellt ist,
ebenfalls Atmosphärendruck.
Die oben erwähnte Schaltlogik kann so gestaltet sein, daß bei geöffnetem
Tankdeckel ein Schließvorgang ausgelöst wird, sobald die Zündung des
Fahrzeuges eingeschaltet wird.
Um das oben erwähnte Schließen der Tankklappe 4 per Hand zu ermöglichen,
muß generell die Antriebsstange 5 im wesentlichen ohne Überwindung einer
größeren Gegenkraft in Öffnungsrichtung 66 bewegt werden können. Im Falle
eines pneumatischen Antriebselements ist das auf die oben geschilderte Art und
Weise möglich. Falls als Antriebselement ein Elektromotor eingesetzt wird, muß
die Verbindung zwischen Antriebsstange 5 und Motor bzw. einem gegebenenfalls
zwischen Motor und Antriebsstange eingeschaltetem Getriebe derart sein, daß die
Antriebsstange in Öffnungsrichtung 66 bewegbar ist. Beim Schließen der
Tankklappe 4 und des Tankdeckels 3 per Hand muß auch der
Verriegelungsschieber 18 wieder in seine Verriegelungsstellung gebracht werden,
in der sein Verriegelungsende 53 in die Durchgangsöffnung 54 hineinragt. Wird
die Tankklappe in Richtung des Pfeiles 109 bewegt, wird diese Bewegung über
die Verbindungsstange 63 und die Gelenkachse 38 auf die Antriebsstange 5
übertragen, die sich dadurch in Schließrichtung 41 bewegt und den Tankdeckel in
Richtung des Pfeiles 73 in seine geschlossene Stellung schwenkt. Um den
Verriegelungsschieber 18 in seine Verriegelungsstellung verschieben zu können,
weist das Verriegelungsteil 61 in Richtung der Gelenkachse 38 beabstandet
angeordnete Keilflächen 110 auf, die mit der Umfangsfläche 111 der axial
verbreiterten Schwenkaugen 65 im Sinne eines Keilgetriebes zusammenwirken.
Gegen Ende der Klappbewegung in Richtung des Pfeiles 109 treffen die
Keilflächen 110 auf die Schwenkaugen 65 auf. Die Tankklappe wird dann weiter in
Richtung des Pfeiles 109 bewegt. Dabei wird die Antriebsstange 5 in
Schließrichtung 41 bzw. der Verriegelungsschieber 18 in Verriegelungsrichtung 35
bewegt. Um ein vollständiges Verriegeln des Tankdeckels 3 zu ermöglichen, muß
die Tankklappe 4 über ihre in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie 112 angedeutete
Endstellung hinaus in die Tankmulde 70 hineingedrückt werden. Die
Schwenkaugen 65 werden dabei durch die Keilflächen 110 in Schließrichtung 41
bewegt und der Tankdeckel 3 verriegelt. Nach dem Loslassen der Tankklappe 4
wird diese durch eine an der Innenwand der Tankmulde 70 befestigte
Federzunge 113 wieder in die Endstellung gemäß Linie 112 bewegt.
Claims (19)
1. Verschlußvorrichtung für die Einfüllöffnung (2) eines Kraft
fahrzeugtankes mit
einem Antriebselement zum Öffnen und Schließen eines mit der Einfüllöffnung eines Tankeinfüllrohres zusammenwirkenden Tankdeckels (3),
einem dem Antriebselement nachgeschalteten Hebelgetriebe, und
einer Steuerungseinrichtung (100), mit der das Antriebsele ment vom Fahrzeuginnenraum, insbesondere vom Fahrersitz aus ansteuerbar ist,
gekennzeichnet durch
einen auf der Oberseite (17) des Tankdeckels (3) zwischen einer Freigabe- und einer Verriegelungsstellung geführten Verriege lungsschieber (18), der mit seinem einen Ende mit dem Hebel triebe verbunden ist und der mit seinem anderen Ende, nämlich seinem Verriegelungsende (53) in der Verriegelungsstellung im Eingriff und in der Freigabestellung außer Eingriff mit einer mit Radialabstand zum Tankdeckel angeordneten Hinterschneidung steht.
einem Antriebselement zum Öffnen und Schließen eines mit der Einfüllöffnung eines Tankeinfüllrohres zusammenwirkenden Tankdeckels (3),
einem dem Antriebselement nachgeschalteten Hebelgetriebe, und
einer Steuerungseinrichtung (100), mit der das Antriebsele ment vom Fahrzeuginnenraum, insbesondere vom Fahrersitz aus ansteuerbar ist,
gekennzeichnet durch
einen auf der Oberseite (17) des Tankdeckels (3) zwischen einer Freigabe- und einer Verriegelungsstellung geführten Verriege lungsschieber (18), der mit seinem einen Ende mit dem Hebel triebe verbunden ist und der mit seinem anderen Ende, nämlich seinem Verriegelungsende (53) in der Verriegelungsstellung im Eingriff und in der Freigabestellung außer Eingriff mit einer mit Radialabstand zum Tankdeckel angeordneten Hinterschneidung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hinterschneidung von einer in Bezug auf das Einfüll
rohr (1) radial verlaufenden Durchgangsöffnung (54) einer Wand
(55) gebildet ist, wobei die Wand (55) an der Außenumfangsflä
che des Einfüllrohres (1) angeformt ist und sich axial über
dessen Öffnungsrand (16) hinauserstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tankdeckel (3) an einer mit Radialabstand zu ihm ange
ordneten, parallel zu seiner Planebene (20) bzw. zu der vom
Öffnungsrand (16) der Einfüllöffnung (2) aufgespannten Ebene
(21) verlaufenden Schwenkachse (14) schwenkbar gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenkachse (14) mit ihren Enden in ersten Schwenkau
gen (13) zweier an der Außenumfangsfläche des Einfüllrohres
eingeformten Haltewangen (9) gelagert ist, wobei die Planebenen
der Haltewangen parallel sowohl zueinander als auch parallel zu
einer gedachten Durchmesserlinie (10) des Tankdeckels (3) ver
laufen, und dass die Schwenkachse (14) mit ihrem zwischen den
Haltewangen angeordneten Abschnitt am Freiende zweier von der
Außenumfangsfläche des Einfüllrohres (1) schräg abstehender
Träger (15) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
eine parallel zur Schwenkachse (14) verlaufende Fixierachse
(30), deren Enden jeweils in einem zweiten Schwenkauge der Hal
tewangen (9) einliegen und die mit einer Antriebsstange (5) des
Antriebselements verbunden ist, wobei eine gedachte Verbin
dungslinie (22) zwischen dem ersten und dem zweiten Schwenkauge
einer Haltewange (9) mit der Planebene des Tankdeckels (3) ei
nen zur Antriebsstange hin geschlossenen spitzen Winkel α bil
det.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verriegelungsschieber (18) mit seinem einen Ende mit
der Fixierachse (30) verbunden ist, wobei die die Fixierachse
(30) lagernden Schwenkaugen als sich parallel zur Bewegungs
richtung (19) des Verriegelungsschiebers (18) erstreckende
Langlöcher (28) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch
einen Schwenkarm (36) dessen eines Ende an der Fixierachse (30)
und dessen anderes Ende an einer parallel zur Fixierachse (30)
verlaufenden Gelenkachse (38) gelagert ist, wobei an der Ge
lenkachse (38) auch die Antriebsstange (5) angelenkt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tankdeckel ein im Wesentlichen topfförmiges Deckelge häuse (6) und ein darin axial beweglich gelagertes, mit dem Öffnungsrand (16) zusammenwirkendes Dichtungsteil (7) aufweist, wobei
das Dichtungsteil (7) mit wenigstens zwei Anpresslaschen (55)aus des Oberseite (17) des Tankdeckels (3) herausragt,
die Anpresslaschen (45) den Verriegelungsschieber (18) seit lich flankieren und
derart mit ihm nach Art eines Keilgetriebes zusammenwirken, dass das Dichtungselement (7) in der Verriegelungsstellung gegen den Öffnungsrand (16) des Einfüllrohres (1) gepresst ist.
dass der Tankdeckel ein im Wesentlichen topfförmiges Deckelge häuse (6) und ein darin axial beweglich gelagertes, mit dem Öffnungsrand (16) zusammenwirkendes Dichtungsteil (7) aufweist, wobei
das Dichtungsteil (7) mit wenigstens zwei Anpresslaschen (55)aus des Oberseite (17) des Tankdeckels (3) herausragt,
die Anpresslaschen (45) den Verriegelungsschieber (18) seit lich flankieren und
derart mit ihm nach Art eines Keilgetriebes zusammenwirken, dass das Dichtungselement (7) in der Verriegelungsstellung gegen den Öffnungsrand (16) des Einfüllrohres (1) gepresst ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Anpresslaschen (45) Langlöcher (47) vorhanden
sind, die einen sich zumindest über einen Teil ihrer Länge er
streckenden schräg verlaufenden Abschnitt (50) aufweisen, der
mit der Oberseite (17) des Tankdeckels (3) bzw. mit der
Bewegungsrichtung (19) einen in Verriegelungsrichtung (35) ge
öffneten spitzen Winkel β bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Öffnungs- und Schließbewegung des Tankdeckels (3) mit
der Öffnungs- und Schließbewegungs einer Tankklappe (4)
zwangsgekoppelt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tankklappe (4) an dem einen Schenkel (58a) wenigstens
eines als zweiarmiger Hebel ausgebildeten, fahrzeugseitig
schwenkbar gelagerten Schwenkarms (58) fixiert ist, wobei des
sen anderer Schenkel (58b) über wenigstens eine Verbindungs
stange (63) mit der Gelenkachse (33) bewegungsgekoppelt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsstange an ihrem mit dem Schwenkarm (58)
der Tankklappe (4) zusammenwirkenden Ende eine sich etwa in
Stangenlängsrichtung erstreckendes Langloch (64) aufweist, in
das ein seitlich vom Schwenkarm (58) abstehender Kupplungszap
fen (60) eingreift.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der obere Bereich des Einfüllrohres (1) ein separates
Teil ist, das zusammen mit dem Tankdeckel (3) und der Tank
klappe (4) sowie zusammen mit dem das mechanische Zusammen
spiel von Tankdeckel und Tankklappe bewerkstelligenden Kompo
nenten zu einer einheitlichen Baugruppe zusammengefasst sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
ein pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Antriebs
element.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch
einen pneumatischen Membranzylinder (23) als Antriebselement.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Membranzylinder (23) doppeltwirkend und unterdruckbe
tätigt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
gekennzeichnet durch
eine Steuereung der Unterdruckbeaufschlagung des Membranzylin
ders (23) mit Hilfe eines 4/3-Wegeventils (99)
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wegeventil (99) elektromagnetisch betätigt ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch
eine pneumatische oder hydraulische, in das Antriebselement
fördernde und diese in Öffnungsrichtung im Sinne einer Notbe
tätigung beaufschlagende Handpumpe.
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