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Die
Erfindung betrifft einen Tankverschluß mit zwei relativ zueinander
drehbaren Teilen, von denen eines ein bajonettartig in einem Tankstutzen
zu verriegelndes Verschlußstück und das
andere ein Griffstück
ist, daß relativ
zu dem Verschlußstück entgegen
der Kraft einer elastischen Rückstelleinrichtung
in Verriegelungsrichtung des Verschlußstückes drehbar ist, und mit einer
Rasteinrichtung zur Erzeugung eines hörbaren Rastgeräusches.
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Bei
bekannten Tankverschlüssen
dieser Art weist das Verschlußstück zwei
radial vorspringende Knebel auf, die hinter einen am Tankstutzen
gebildeten Bajonettring greifen. Die Abschnitte des Bajonettrings,
an denen die Knebel angreifen, weisen zumeist eine gewisse Gewindesteigung
auf, so daß das
Verschlußstück unter
Kompression einer Dichtung fest gegen den Tankstutzen angedrückt wird.
Beim Schließen
des Tankverschlusses wird das Drehmoment vom Griffstück auf das
Verschlußstück übertragen,
so daß die
Knebel in die Verriegelungsposition gelangen. Die Rasteinrichtung
hat den Zweck, dem Benutzer eine hörbare Rückmeldung zu geben, wenn die
Verriegelungsposition erreicht ist und somit die Dichtung ausreichend
komprimiert ist.
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Wenn
die Verriegelungsposition erreicht ist und sich somit das Verschlußstück nicht
weiter drehen läßt, führt das
weiterhin von Hand auf das Griffstück ausgeübte Drehmoment dazu, daß sich das Griffstück relativ
zu dem Verschlußstück verdreht. Wenn
der Benutzer das Rastgeräusch
hört, läßt er das
Griffstück
los, so daß dieses
unter der Kraft der elastischen Rückstelleinrichtung wieder in
die Ausgangsstellung in Bezug auf das Verschlußstück zurückkehrt. Wenn das Griffstück in Gegenrichtung
gedreht wird, so wird das Verschlußstück durch Anschläge mitgenommen,
so daß es
entriegelt wird und abgenommen werden kann.
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Die
Rasteinrichtung wird bisher durch ein elastisch radial nach außen vorgespanntes
Rastorgan aus Kunststoff gebildet, das sich mit dem Griffstück mitdreht
und in eine einzige an dem Verschlußstück ausgebildete Rast einfällt, wenn
das Griffstück ausreichend
weit verdreht worden ist. Bei der Rückwärtsbewegung des Griffstückes wird
das Rastorgan durch eine Auflaufschräge wieder aus der Rast herausgedrückt.
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Ein
Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß das Rastorgan, wenn es in
die Rast einfällt, an
der Auflaufschräge
entlanggleitet, wobei seine Bewegung durch Reibung gehemmt wird,
so daß nur ein
schwaches, leicht zu überhörendes Rastgeräusch entsteht.
Dieser Nachteil ist besonders ausgeprägt, wenn sowohl das Rastorgan
als auch die Rast aus Kunststoff bestehen. In diesem Fall kommt es
außerdem
aufgrund der Reibung zwischen den beiden Kunststoffteilen zu einem
unerwünschten Stick-Slip-Effekt.
Außerdem
zeigt es sich, daß das Rastgeräusch temperaturabhängig ist,
da sich die akustischen Eigenschaften des durch das Griffstück und/oder
das Verschlußstück aus Kunststoff
gebildeten Resonanzkörpers
in Abhängigkeit
von der Temperatur ändern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Tankverschluß der eingangs genannten Art
zu schaffen, bei dem temperaturunabhängig ein deutlich hörbares Rastgeräusch entsteht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Rasteinrichtung ein Rastorgan, das durch eine Einwegkupplung mit
einem der beiden Teile verbunden ist, und an dem anderen Teil einen
Kranz von Rasten aufweist, in die das Rastorgan einfallen kann.
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Die
Einwegkupplung sorgt dafür,
daß sich das
Rastorgan in Bezug auf das Bauteil, das den Kranz der Rasten bildet,
nur in einer Richtung drehen läßt. Bei
jedem Schließvorgang
wird das Rastorgan um eine Rast weiter gedreht. Dies hat den Vorteil, daß an dem
Rastorgan und den Rasten keine Auflaufschrägen vorhanden zu sein brauchen,
an denen das Rastorgan beim Einrasten hinabgleitet. Das Rastorgan
kann somit abrupt in die Rast einfallen, so daß ein deutlich hörbares Geräusch entsteht.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das
Rastorgan kann durch eine Feder, vorzugsweise aus Metall gebildet
werden, die an einem drehbaren Rastring angeordnet ist, der zusammen mit
einem der beiden Teile, beispielsweise mit dem Griffstück, eine
Einwegkupplung bildet. Der Kranz von Rasten ist dann an dem Verschlußstück ausgebildet.
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In
einer Ausführungsform
sind die Rasten innenseitig an einer Umfangswand des Verschlußstückes gebildet,
und die Feder an dem Rastring ist radial nach außen vorgespannt.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist der Kranz von Rasten am Boden des Verschlußstückes und/oder des Griffstückes ausgebildet,
und die Feder ist elastisch in einer Richtung parallel zur Drehachse vorgespannt.
Wenn der Kranz von Rasten am Griffstück ausgebildet ist, wirkt die
Einwegkupplung zwischen dem Rastring und dem Verschlußstück.
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Die
elastische Rückstelleinrichtung
kann durch eine als Torsionsfeder wirkende Schraubenfeder gebildet
werden, die unter Vorspannung zwischen dem Verschlußstück und dem
Griffstück
montiert ist, damit am Beginn der Schließbewegung ein ausreichendes
Drehmoment auf das Verschlußstück übertragen
werden kann und sich das Griffstück
erst dann relativ zu dem Verschlußstück weiterdreht, wenn das Verschlußstück seine
Verriegelungsstellung nahezu erreicht hat und somit einem erhöhten Widerstandsmoment
unterliegt.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird die elastische Rückstelleinrichtung
durch eine Blattfeder gebildet, die in ihrer Normalstellung, in
der sie nicht vorgespannt zu sein braucht, an einem exzentrischen
Nocken anliegt und bei höherem
Drehmoment durch den Nocken elastisch verformt wird. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß sich
die Rückstelleinrichtung
leichter montieren läßt.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
vereinfachten axialen Schnitt durch einen Tankverschluß gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Verschlußstück des Tankverschlusses
nach 1 in der Draufsicht;
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3 einen
Teilschnitt längs
der Linie III-III in 2;
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4 eine
teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Tankverschlusses gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel;
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5 einen
Schnitt durch den Tankverschluß längs der
Linie V-V in 4; und
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6 einen
Schnitt analog zu 5, für eine andere Betriebsposition
des Tankverschlusses.
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Der
in 1 gezeigte Tankverschluß weist ein haubenartiges Griffstück 10 auf,
das drehbar auf einem Verschlußstück 12 sitzt
und dieses übergreift. Das
Griffstück 10 ist
aus Kunststoff hergestellt und bildet einen Griffbalken 14,
der sich längs
eines Durchmessers erstreckt. Das Verschlußstück 12 weist ein topfförmiges Gehäuse 16 aus
Blech auf, das am oberen Rand einen nach außen vorspringenden Flansch 18 bildet
und von einer Dichtung 20 umgeben ist, die durch den Flansch
gegen den Rand eines nicht gezeigten Tankstutzens gespannt werden kann.
Am Boden des Gehäuses 16 ist
ein Verriegelungsteil 22 befestigt, das zwei radial vorspringende Knebel 24 bildet,
die unter einen an dem Tankstutzen gebildeten, an Teilen seines
Umfangs unterbrochenen Bajonettring 26 greifen, wie für eine andere
Ausführungsform
in 4 dargestellt ist. Die Teile des Bajonettrings 26,
an denen die Knebel 24 angreifen, weisen eine gewisse Gewindesteigung
auf, so daß das
Verschlußstück 12 fest
gegen den Tankstutzen gespannt und somit die Dichtung 20 komprimiert wird,
wenn das Verschlußstück 12 in
die Verriegelungsstellung gedreht wird.
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Das
Gehäuse 16 des
Verschlußstückes ist oben
durch eine drehfest mit diesem verbundene Mitnehmerscheibe 28 aus
Kunststoff abgedeckt, wie in 1 gezeigt
ist. In der Mitnehmerscheibe 28 ist ein Rastring 30 aus
Kunststoff drehbar gelagert. Dieser Rastring 30 bildet
an einer Stelle seines Umfangs, links in 1, eine
elastisch nach oben vorspannte Feder 32. An einer oberen
Wand 34 des haubenförmiges
Griffstücks 10,
auf der sich außen
der Griffbalken 14 befindet, ist innenseitig ein Kranz
von Rasten 36 angebracht, die durch radial verlaufende
Rippen gebildet werden und an denen die Feder 32 einfallen kann.
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Die
Mitnehmerscheibe 28 bildet in der Mitte eine Nabe 38,
die von einer Schraubenfeder 40 umgeben ist. Ein radial
vorspringender Schenkel 42 der Schraubenfeder 40 ist
in dem Griffbalken 14 des Griffstücks 10 verankert,
während
ein am anderen Ende der Schraubenfeder sitzender Schenkel 44 in der
Mitnehmerscheibe 28 verankert ist. Auf diese Weise wirkt
die Schraubenfeder 40 als Torsionsfeder, mit der sich ein
Drehmoment von dem Griffstück 10 auf
das Verschlußstück 12 übertragen
läßt. In der Einbaustellung
ist die Schraubenfeder 40 derart vorgespannt, daß sie das
Griffstück 10 in
der Drehrichtung, in der das Verschlußstück 12 entriegelt wird, gegen
einen an diesem Verschlußstück gebildeten, nicht
gezeigten Anschlag treibt. Wenn das Griffstück 10 in Verriegelungsrichtung
gedreht wird, wird folglich durch die Schraubenfeder 40 von
Anfang an ein relativ hohes Drehmoment auf das Verschlußstück 12 übertragen,
so daß dieses
unter Überwindung
des Reibungswiderstands der Dichtung 20 und der Knebel 24 in
Verriegelungsrichtung gedreht werden kann. Erst wenn gegen Ende
der Verriegelungsphase die Knebel 24 auf die Gewindesteigungsflächen des
Bajonettrings 26 auflaufen und somit das zu überwindende
Widerstandsdrehmoment auf etwa 1,6 bis 2, Nm zunimmt, bleibt das
Verschlußstück 12 stehen,
während
das Griffstück 10,
wenn es vom Benutzer weitergedreht wird, sich allein relativ zu
dem Verschlußstück 12 verdreht.
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Infolge
dieser Verdrehung wird schließlich die
Feder 32 hörbar
in der nächsten
der Rasten 36 einrasten. Auf diese Weise erkennt der Benutzer,
daß er
den Tankverschluß fest
genug angezogen hat. Wenn er nun das Griffstück losläßt, kehrt dieses unter der
Wirkung der Schraubenfeder 40 in die Ausgangsstellung zurück, wobei
durch die in die Raste 36 eingefallene Feder 32 auch
der Rastring 30 mitgenommen wird.
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Wenn
der Tankverschluß in
Entriegelungsrichtung gedreht wird, so drehen sich das Griffstück 10,
das Verschlußstück 12 und
der Rastring 30 als eine Einheit. Wenn jedoch bei einem
erneuten Schließvorgang
das Griffstück
in Verriegelungsrichtung gedreht wird, muß sichergestellt sein, daß der Rastring 30 stehen
bleibt und nicht durch die Feder 32 mitgenommen wird, damit
die Feder dann hörbar in
der nächsten
Rast 36 des Rastrings einfallen kann. Dies wird dadurch
erreicht, daß der
Rastring 30 mit dem Verschlußstück 12 durch eine Einwegkupplung 46 verbunden
ist, wie mit Bezug auf 2 näher erläutert werden soll.
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In 2 blickt
man bei abgenommenen Griffstück
von oben auf die Mitnehmerscheibe 28 des Verschlußstückes 12.
Von dem Griffstück 10 sind
lediglich die Rasten 36 strichpunktiert angedeutet. Der Rastring 30,
der drehbar in einer Nut der Mitnehmerscheibe 28 liegt,
weist am inneren Umfangsrand eine asymmetrische, sägezahnförmige Zahnung 48 auf, die
zusammen mit einer an der Mitnehmerscheibe 28 gebildeten
Klinke 50 die nach Art eines Klinkengesperres wirkende
Einwegkupplung 46 bildet.
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Wenn
das Verschlußstück 12 die
Verriegelungsposition erreicht hat und das Griffstück 12 relativ
zu dem Verschlußstück in Verriegelungsrichtung weiter
gedreht wird, so drehen sich die Rasten 36 in 2 im
Uhrzeigersinn, während
der Rastring 30 durch die Klinke 50 festgehalten
wird. Eine der Rasten 36, die in 2 und 3 mit 36a bezeichnet
ist, gleitet daher auf die Feder 32 auf. Wenn diese Rast 36a schließlich das
Ende der Feder 32 erreicht, so rastet die Feder 32 hörbar ein.
Wenn anschließend das
Griffstück
durch die Kraft der Schraubenfeder 40 wieder in Gegenuhrzeigerrichtung
gedreht wird, so schiebt die Rast 36a, die dann vor der
Stirnkante der Feder 32 liegt, diese Feder und damit den
gesamten Rastring 30 in Gegenuhrzeigerrichtung zurück. Die Klinke 50 an
der drehfest am Verschlußstück gehaltenen
Mitnehmerscheibe 28 gleitet dabei über den nächsten Zahn der Zahnung 48 hinweg
und fällt
hinter diesem Zahn ein, so daß die
in 2 gezeigte Ausgangsposition wiederhergestellt
ist, nur mit dem Unterschied, daß nun die Rasten 36 um
einen Schritt weitergeschaltet wurden. Es versteht sich, daß die Rasten 36 und
die Zähne
der Zahnung 48 in gleichen Winkelabständen angeordnet sind, beispielsweise
in Winkelabständen
von 24°.
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4 bis 6 zeigen
eine modifizierte Ausführungsform,
an der zum einen eine andere denkbare Gestaltung der Rasteinrichtung
und der Einwegkupplung und zum anderen eine mögliche alternative Gestaltung
der elastischen Rückstelleinrichtung
für das
Griffstück
illustriert werden.
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Der
in 4 gezeigte Tankverschluß weist ein Griffstück 52 und
ein Verschlußstück 54 auf.
Das Griffstück 52 weist
wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform den Griffbalken 14 auf,
der in 4 jedoch im Querschnitt dargestellt ist. Das Verschlußstück 54 bildet
die Knebel 24, die in der bereits beschriebenen Weise mit
dem Bajonettring 26 zusammenwirken.
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Zur
elastischen Rückstellung
des Griffstücks 52 in
Bezug auf das Verschlußstück 54 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Blattfeder 56 vorgesehen, die in Längsrichtung durch den Griffbalken 14 verläuft und
mit beiden Enden in dem Griffbalken verankert ist, wie sich deutlicher
in 5 erkennen läßt. Mit
ihrem Mittelteil liegt die Blattfeder 56 an einem halbkreisförmigen Nocken 58 an,
der fest auf einer Nabe 60 des Verschlußstückes sitzt. Die Blattfeder 56 verläuft außermittig
durch eine den Nocken 58 übergreifende Hülse 62,
die das Spiel der Blattfeder 56 begrenzt.
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Wie
weiterhin in 5 zu erkennen ist, sind die
Rasten 36 hier an einer inneren Umfangswand des Verschlußstücks 54 gebildet,
die den Rastring 30 umgibt. Die Feder 32 ist am äußeren Umfangsrand des
Rastrings 30 gebildet und radial nach außen vorgespannt,
so daß sie
in die Rasten 36 einfallen kann.
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Die
Einwegkupplung 46 wirkt in diesem Fall zwischen dem Rastring 30 und
dem Griffstück 52 und wird
durch die Zahnung 48 am Innenrand des Rastrings 30 sowie
durch eine vertikal von dem Griffbalken 14 nach unten vorspringende
Klinke 64 gebildet.
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6 zeigt
die Situation, in der das Griffstück 52 in Uhrzeigerrichtung über die
Verriegelungsposition des Verschlußstücks 54 hinaus verdreht wurde.
Bei dieser Drehung hat die Klinke 64 den Rastring 30 mitgenommen,
so daß die
Feder 32 über die
Rast 36a hinweggleitet und kurz davor ist, in diese Rast
einzufallen.
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Da
in dem in 5 gezeigten Zustand die Blattfeder 56 satt
an dem halbkreisförmigen
Nocken 58 anliegt, kann beim Schließen des Tankverschlusses von
Anfang an ein hohes Drehmoment auf das Verschlußstück 54 übertragen
werden. Wenn das Verschlußstück 54 schließlich seine
Verriegelungsposition erreicht hat und das Griffstück 52 allein
weitergedreht wird, so wird die Blattfeder 56 durch eine Kante
des Nockens 58 elastisch ausgelenkt, wie in 6 dargestellt
ist. Auf diese Weise wird eine elastische Rückstellkraft erzeugt, die die
Tendenz hat, das Griffstück 52 wieder
im Gegenuhrzeigersinn zurückzudrehen.
Wenn die Feder 32 hinter der Rast 36a eingefallen
ist, kann sich jedoch der Rastring 30 nicht wieder mit
zurückdrehen.
Stattdessen glei tet nun die Klinke 64 an der Zahnung 48 des
Rastrings entlang, bis sie hinter dem nächsten Zahn einfällt.
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Bei
beiden gezeigten Ausführungsformen wird
der Rastring 30 mit der Feder 32 relativ zu den Rasten 36 nur
in einer Richtung verdreht, und bei jedem Schließvorgang wird von einer Rast
zur nächsten
weitergeschaltet. Aus diesem Grund ist es möglich, daß sich die Feder 32,
wenn sie über
die Rast hinweggleitet, schlagartig entspannen kann und somit hörbar in
der neuen Rast einfällt.
Während
sich der Rastring 30 bei jedem Schließvorgang schrittweise relativ
zu dem Verschlußstück 12 (1)
bzw. relativ zu dem Griffstück 52 (5)
verdreht, hat das Griffstück 52 in
der Verriegelungsstellung stets dieselbe Position relativ zu dem
Bajonettring 26. So läßt sich
beispielsweise erreichen, daß der
Griffbalken 14 bei verriegeltem Tankverschluß stets
die gleiche Orientierung hat, beispielsweise waagerecht, was im Hinblick
auf die Crashsicherheit des Tankverschlusses von Vorteil ist.