DE19849947C2 - Automatische Betankungseinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Betankungseinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Betankungs­ einrichtung ist beispielsweise aus der DE 39 30 981 A1 bekannt.

Beim manuellen Betanken eines Kraftfahrzeugs wird zuerst der Tankverschlußdeckel eines Einfüllstutzens des zu betankenden Kraftfahrzeugs entriegelt und entfernt, worauf eine Zapfpistole in den Einfüllstutzen eingeführt und das Ventil der Zapfpistole betätigt wird. Diese Handgriffe müssen beim automatischen Betanken von einem Roboterarm ausgeführt werden, der von einer Sensorik in die richtige Position bezüglich des zu betankenden Fahrzeugs und dessen Einfüllstutzen gesteuert wird. Um eine aufwendige Entriegelung und Entfernung des Tankverschlußdeckels zu vermeiden, gehen alle bekannten Betankungsroboter, z. B. gemäß der DE 42 42 243 A1 von einem Tankverschluß in Form eines Adapters aus, der anstelle des Tankverschlußdeckels auf dem Einfüllstutzen befestigt ist und so ausgebildet ist, daß er automatisch beim Einführen der Zapfpistole den Einfüllstutzen öffnet. Beispielsweise ist ein solcher Tankverschluß als Federklappe ausgebildet, welche von der Spitze der Zapfpistole beim Einführen in ihre Offenstellung geschwenkt wird. Eine andere Variante eines automatisch öffnenden Tankverschlusses ist in der EP 0 761 486 A1 gezeigt, welche aus einem Drehschieber besteht, dessen Betätigungsring mit der Zapfpistole verrastbar ist, so daß sich der Drehschieber mittels einer Drehbewegung der Zapfpistole öffnen läßt. Innerhalb der Zapfpistole ist ein Füllrohr längsverschieblich gelagert, daß nach erfolgter Öffnung des Drehschiebers in der Einfüllstutzen vorgeschoben wird.

Es hat sich indessen gezeigt, daß es bei vielen Kraftfahrzeugen aufgrund der ungünstigen Einbaulage des Einfüllstutzens nicht möglich ist, die relativ großkalibrige Zapfpistole an den Betätigungsring des aufgesetzten Adapters anzu­ docken und einen Betankungsvorgang vorzunehmen.

Aus der DE 39 30 981 A1 ist eine automatische Betankungseinrichtung bekannt, bei welcher die Zapfpistole von einem Greifelement bezüglich der horizontalen Ebene schwenkbar ist. Die Zapfpistole ist in herkömmlicher Weise gekröpft. Für jede einzelne Kraftstoffsorte ist eine gesonderte Zapfpistole vorgesehen. Die jeweilige Zapfpistole für die gewünschte Kraftstoffsorte wird von dem Greifelement erfaßt und formschüssig mit demselben verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine automatische Betankungseinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher für mehrere Kraftstoffsorten nur ein einziger Füllschlauch mit einer einzigen Zapfpistole vorgesehen und die automatische Betankung von Kraftfahrzeugen unabhängig von der jeweiligen Einbaulage ihrer Einfüllstutzen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der automatischen Betankungseinrichtung nach der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Zapfpistole des einzigen Füllschlauchs für mehrere Kraftstoffsorten als kleinkalibriges, gerades Rohr auszubilden, dessen Neigung bezüglich der Horizontalen entsprechend der Einbaulage jedes vorhandenen Einfüllstutzens einstellbar ist. Damit läßt sich das Rohr in einer geradlinigen Bewegung von dem Roboterarm in den Einfüllstutzen einführen, wobei dessen Verschluß, z. B. in Form einer Federklappe, beim Einführen des Rohrs geöffnet wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht eines an einem verfahr­ baren Schlitten angebrachten Roboterarms;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Halterung am Vorderende des Roboterarms nach Fig. 1, welche zur Aufnahme eines in Fig. 3 gezeigten Füllrohrs dient;

Fig. 3 eine perspektivische, schematische Ansicht eines Füllrohrs, welches an der Halterung nach Fig. 2 befestigt ist, wobei das Füllrohr mit seinem hinteren Ende an einem Füllschlauch angeflanscht ist sowie mit seinem vorderen Ende in einen Einfüllstutzen eines Kraftfahr­ zeugtanks einführbar ist;

Fig. 4A eine Seitenansicht des Füllrohrs nach Fig. 3;

Fig. 4B eine Vorderansicht des Füllrohrs nach Fig. 3;

Fig. 4C eine perspektivische Ansicht des Füllrohrs nach Fig. 3, dessen Bewegungsmöglichkeiten durch Achsenpfeile angedeutet sind;

Fig. 5A eine schamatische Ansicht eines mit einem elastischen Abdichtungsbalg an seinem Vorderende versehenen Füllrohrs nach der Erfindung in einer Stellung vor dem Andocken an den Tankeinfüllstutzen, und

Fig. 5B eine schamatische Ansicht des Füllrohrs nach Fig. 5A nach erfolgtem Andocken an den Tankeinfüllstutzen.

Die in Fig. 1 schematisch gezeigte automatische Betankungseinrichtung 1 umfaßt einen Schlitten 2, welcher linear z. B. auf Schienen in Richtung der Pfeile 2a, 2b verfahrbar ist. Der Schlitten 2 trägt eine nicht gezeigte Führungseinrichtung für einen Füllschlauch 12 (Fig. 3), welcher z. B. über eine Zapfsäule mit Mengenmesser und Förderpumpe an den Lagertank einer Kraftstoffsorte angeschlossen ist. Vorzugsweise kann der Füllschlauch 12 mit einem Verteiler an eine Zapfsäule für mehrere Kraftstoffsorten angeschlossen werden. Eine solche "Einschlauch­ technologie" ist speziell beim automatischen Betanken von Vorteil, da der Roboterarm der Betankungseinrichtung 1 nicht drei Füllschläuche für die üblichen drei Kraftstoffsorten, sondern nur einen einzigen Füllschlauch 12 zu handhaben braucht.

An dem verfahrbaren Schlitten 2 ist ein zweiarmiger Roboterarm 3, 4 über ein Kugelgelenk 5 angebracht. Das Gelenk 5 ist um eine vertikale Achse 5a drehbar und bezüglich der Horizontalen um einen Winkel µ schwenkbar. Ferner kann das Gelenk 5 z. B. über ein nicht gezeigtes Teleskop vertikal verfahren werden. Die Arme 3 und 4 des Roboterarms 3, 4 sind über ein Kugelgelenk 6 miteinander verbunden. Am freien Ende des vorderen Armes 4 befindet sich ein Drehgelenk 7, das um eine Drehachse 10 rotierbar ist.

In Fig. 2 ist das freie Ende des vorderen Armes 4 mit dem Drehgelenk 7 näher gezeigt. Das Gelenk 7 trägt koaxial zu seiner Drehachse 10 ein Rohrstück 8, das um die Drehachse 10 rotiert werden kann. Senkrecht zu seiner Achse 10 ist am Rohrstück 8 eine Rohrmuffe 9 starr befestigt, welche durch Rotation des Gelenks 7 um die Drehachse 10 in ihrer Neigung bezüglich der Horizontalen geschwenkt werden kann. Diese Verschwenkbarkeit ist an Hand von Fig. 3 näher erläutert.

Wie Fig. 3 zeigt, umgreift die Rohrmuffe 9 ein gerades, starres Füllrohr 11, welches erfindungsgemäß die Zapfpistole bildet. An das hintere Ende des Füllrohrs 11 ist der Füllschlauch 12 angeflanscht, wohingegen das vordere Ende des Füllrohrs 11 zum Einführen in den Einfüllstutzen 13 eines Kraftfahrzeugtanks 16 vorgesehen ist. Auf dem Einfüllstutzen 13 ist an Stelle des üblichen Tankverschlußdeckels ein Adapter 14 aufgesetzt, in dessen Inneren eine gestrichelt angedeutete, federbelastete Verschlußklappe 15 schwenkbar gelagert ist. Beim Einführen des Füllrohrs 11 in den Adapter 14 wird die Verschlußklappe 15 von der Spitze des Füllrohrs 11 zum Ein­ füllstutzen 13 hin verschwenkt, wodurch der Strömungsweg von dem Füllschlauch 12 zum Kraftfahrzeugtank 16 freigegeben wird.

Wesentlich ist, daß die gegenüber der Horizontalen H um den Winkel β geneigte Längsachse 13a des abgewinkelten oberen Abschnitts des Einfüllstutzens 13 mit der Längsachse 11a des Füllrohrs 11 im wesentlichen zusammenfällt. Da der Neigungs­ winkel β von Kraftfahrzeug zu Kraftfahrzeug verschieden ist, muß bei jedem Betankungsvorgang der Neigungswinkel des Füllrohrs 11 durch eine entsprechende Drehung des Drehgelenks 7 an den Neigungswinkel β des zu betankenden Kraft­ fahrzeugs angepaßt werden. Dies erfolgt automatisch dadurch, daß der Fahrzeugtyp des zu betankenden Kraftfahrzeugs elektronisch festgestellt und anhand des ermittelten Fahrzeugtyps in einem Speicher "nachgesehen" wird, wie groß der Neigungswinkel β des betreffenden Kraftfahrzeug ist. Entsprechend dieser Ermittlung wird der Neigungswinkel des Füllrohrs 11 durch Steuerung des Dreh­ gelenks 7 eingestellt. Nach erfolgter Einstellung seines Neigungswinkels wird das Füllrohr 11 von dem Roboterarm 3, 4 in Richtung seiner Längsachse 11a (die dann mit der Längsachse 13a des Einfüllstutzens 13 zusammenfällt) gegen den Adapter 14 bewegt. Nach Öffnung der Verschlußklappe 15 kann der automatische Betankungs­ vorgang beginnen.

In den Fig. 4A bis 4C sind nochmals die Bewegungsmöglichkeiten für das Füllrohr 11 an Hand einer Seitenansicht (Fig. 4A), einer Vorderansicht (Fig. 4B) und einer perspektivischen Ansicht (Fig. 4C) durch Pfeile angedeutet.

Zum gasdichten Abdichten des Füllrohrs 11 gegenüber dem Einfüllstutzen 13 beim Befüllungsvorgang kann, wie in Fig. 5A und 5B gezeigt ist, das Füllrohr 11 mit einem elastischen Abdichtungsbalg 17 an seinem Vorderende (und gegebenenfalls auch über seine gesamte Länge) versehen sein. Beim Annähern an den Einfüllstutzen 13 legt sich, wie Fig. 5B zeigt, der Abdichtungsbalg 17 dichtend gegen den oberen Rand des Einfüllstutzens 13 bzw. (falls auch dem Einfüllstutzen 13 ein Adapter 14 aufgesetzt ist) des Adapters 14 dichtend an.

Wesentlich ist, daß das Füllrohr 11 kleinkalibrig, d. h., mit einen kleinen Außendurchmesser ausgebildet ist und keinerlei starre Umbauteile aufweist, wie dies bei dem eingangs erläuterten Stand der Technik der Fall ist. Das "schlanke" Füllrohr 11 läßt sich praktisch bei allen vorhandenen Kraftfahrtypen geradlinig in der Längsachse 13a des Einfüllstutzens 13 einführen. Auch eine Ausbildung als elastisch verbiegbares Rohr ist für das Einfüllrohr 11 nicht erforderlich, was in der Praxis beim automatischen Betanken erhebliche Vorteile hat. Verformbare Füllrohre haben nämlich die Tendenz, nach einiger Zeit ihre elastischen Eigenschaften zu verringern, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Einfüllstutzens 13 steigt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß auf dem Einfüllstutzen 13 ein Adapter 14 mit einer Verschlußklappe 15 angebracht ist. Vielmehr kann der Adapter 14 vollständig für solche Fahrzeuge entfallen, welche herstellerseitig mit modernen Tankverschlüssen ausgerüstet sind, die eine automatische Betankung gestatten. Bei diesen modernen Tankverschlüssen braucht kein Verschlußdeckel mehr abgenommen zu werden. Allerdings werden sich auch derart ausgerüstete Fahrzeuge nach wie vor dadurch unterscheiden, daß sie Einfüllstutzen aufweisen, die von Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Neigungswinkel β besitzen. Diesen unterschiedlichen Neigungswinkeln β trägt die Erfindung Rechnung.

Claims (2)

1. Automatische Betankungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Zapfpistole, die von einem Roboterarm eines Betankungsroboters in einen Tankeinfüllstutzen eines Kraftfahrzeugs einführbar ist und dabei zur Anpassung ihrer Neigung an die vorhandene Neigung des jeweiligen Tankeinfüllstutzens bezüglich der Horizontalen schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfpistole aus einem geraden Füllrohr (11) besteht und daß das Füllrohr (11) mit einem Füllschlauch (12) verbunden ist, der über einem Verteiler an eine Zapfsäule für mehrere Kraftstoffsorten angeschlossen ist.

2. Automatische Betankungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gerade Füllrohr (11) mit einem elastischen, balgenähnlichen Element (17) versehen ist, welches dichtend gegen den oberen Rand des Tankeinfüllstutzens (13) bzw. gegen den oberen Rand eines auf den Tankeinfüllstutzen (13) aufgesetzten Adapters (14) andrückbar ist.