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Die
Erfindung betrifft einen Tankstutzen für Kraftfahrzeuge mit einem
den Tankstutzen durchsetzenden Füllkanal,
in dem eine Verschlußklappe
angeordnet ist, die aus einer den Füllkanal verschließenden Schließstellung
gegen eine Federwirkung in Füllrichtung
in eine Offenstellung bewegbar ist, sowie mit einer Sperreinrichtung,
die zumindest zwei über den
Umfang der Verschlußklappe
verteilte Sperriegel aufweist, die in einer Sperrstellung mit der
Verschlußklappe
in deren Schließstellung
derart zusammenwirken, dass eine Bewegung der Verschlußklappe
in ihre Offenstellung blockiert ist, und die gegen eine Federwirkung
aus der Sperrstellung in eine Freigabestellung bewegbar sind, in
der die Verschlußklappe
in ihre Offenstellung bewegbar ist, wobei die Sperriegel mit Betätigungsvorsprüngen gekoppelt
sind, die in Sperrstellung der Sperriegel in den Füllkanal
in Füllrichtung
vor der Verschlußklappe
hineinragen und durch Einschieben einer Zapfpistole radial nach
außen
unter Bewegung der Sperrie gel aus der Sperr- in die Freigabestellung
verdrängbar
sind.
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Die
Zapfpistolen von Tankstellen haben je nachdem, welcher Kraftstoff
damit zugeführt
werden soll, unterschiedliche Durchmesser. Den größten Durchmesser
haben die Zapfpistolen für
Dieselbenzin, während
Zapfpistolen für
bleihaltiges Benzin einen mittleren Durchmesser und die für bleifreies
Benzin einen geringen Durchmesser haben. An diese unterschiedlichen
Durchmesser sind die Füllkanäle von Tankstutzen
angepaßt,
d.h. die Tankstutzen für
mit bleifreiem Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen haben einen Füllkanal
mit einem so geringen Durchmesser, dass nur eine Zapfpistole für bleifreies
Benzin eingeführt
werden kann, während
die anderen Zapfpistolen nicht eingesteckt werden können. Die Tankstutzen
für bleihaltiges
Benzin haben einen Füllkanal
mit mittlerem Durchmesser, so dass eine entsprechende Zapfpistole
eingeführt
werden kann (natürlich
auch eine solche für
bleifreies Benzin), nicht jedoch eine Zapfpistole für Dieselkraftstoffe.
Den größten Durchmesser
haben die Füllkanäle von Tankstutzen
für mit
Diesel betriebenen Kraftfahrzeuge. In deren Füllkanal paßt auch eine Zapfpistole für Dieselkraftstoff
(und damit auch alle anderen Zapfpistolen).
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Mit
dieser gegenseitigen Anpassung von Zapfpistolendurchmesser und Füllkanalquerschnitt wird
verhindert, dass in Tanks für
mit bleifreiem Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen bleihaltiges Benzin oder
gar Dieselkraftstoff einge füllt
wird und hierdurch der Katalysator zerstört wird. Umgekehrt bieten solche
Tankstutzen keine Gewähr
dafür,
dass nicht versehentlich in den Tank eines mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeuges
Benzin eingefüllt
wird. Dies kann die Zerstörung
des Dieselmotors zur Folge haben.
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Um
dies zu verhindern, wird in den Füllkanal eines Tankstutzens,
der für
den Tank eines mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeuges bestimmt ist,
eine Verschlußklappe
angeordnet, die sich normalerweise durch Einwirkung einer Federkraft
in einer Schließstellung
befindet und die mit einer Sperreinrichtung zusammenwirkt, die ein Öffnen der
Verschlußklappe nur
dann zuläßt, wenn
in den Füllkanal
eine für
Dieselkraftstoff vorgesehene Zapfpistole, also eine solche mit großem Durchmesser,
eingeführt
wird. Hierzu weist die Sperreinrichtung zumindest einen Sperriegel
auf, der in seiner Sperrstellung mit der Verschlußklappe
in deren Schließstellung
derart in Eingriff steht, dass die Verschlußklappe in Richtung auf ihre Offenstellung
blockiert ist. Die Sperriegel sind mit Betätigungsnocken gekoppelt, die
in Sperrstellung der Sperriegel in den Füllkanal in Füllrichtung
vor der Verschlußklappe
hineinragen. Durch Einschieben einer für Dieselkraftstoff vorgesehenen
Zapfpistole werden die Betätigungsnocken
radial nach außen verdrängt und
verschwenken hierdurch die Sperriegel in eine Freigabestellung,
in der die Verschlußklappe
frei bewegt werden kann. Durch weiteres Einschieben der Zapfpistole
wird dann die Verschlußklappe
gegen eine Federwirkung in ihrer Offenstellung verschwenkt.
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Wird
eine Zapfpistole für
Benzin eingeführt, gelingt
dies wegen des Sperriegels nicht, so dass die Verschlußklappe
blockiert bleibt und somit ein weiteres Einführen der Zapfpistole und ein
Betanken mit ungeeignetem Kraftstoff unmöglich ist.
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Eine
solche Sperreinrichtung ist beispielsweise aus der
US 3,730,216 A bekannt. Sie
hat allerdings nur einen einzigen Sperriegel. Diese Lösung ist relativ
unsicher, weil der Sperriegel durch schräges Einführen einer Benzin-Zapfpistole mit geringem Durchmesser
in die Freigabestellung bewegt werden kann, so dass dann eine Betankung
mit Benzin möglich
ist. Um insoweit eine höhere
Sicherheit zu erreichen, ist es beispielsweise aus den
DE 40 39 269 C1 ,
DE 100 51 212 A1 und
EP 1 262 355 B1 bekannt, über den
Umfang der Verschlußklappe
verteilt mehrere, meist drei, Sperriegel vorzusehen. Es hat sich jedoch
gezeigt, dass es auch dann durch ungeschickte oder aber auch gewollte
Bewegung einer Zapfpistole geringen Durchmessers möglich ist,
die Betätigungsnocken
im wesentlichen zeitgleich so zu beaufschlagen, dass sämtliche
Sperriegel die Verschlußklappe
freigeben. Dem kann nur durch Erhöhung der Anzahl auf vier bis
acht Sperriegel entgegengewirkt werden, wie dies in der Praxis geschieht. Es
versteht sich, dass hierdurch der konstruktive Aufwand und der Montageaufwand
erhebliche Kosten verursacht.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Tankstutzen der
eingangs genannten Art so auszubilden, dass er trotz einfachen Aufbaus eine
sichere Sperrfunktion für
die Verschlußklappe bei
Einführung
einer für
Benzin vorgesehenen Zapfpistole gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass Sperriegel und Verschlußklappe Eingriffselemente
aufweisen, die derart geformt sind, dass sie in Sperrstellung der
Sperriegel und in Schließstellung
der Verschlußklappe
nicht in Eingriff mit der Verschlußklappe sind, jedoch bei Verschwenkung
der Verschlußklappe
in Richtung von deren Offenstellung in Eingriff kommen, soweit der
bzw. die Sperriegel noch in Sperrstellung befindlich ist bzw. sind,
wobei sich die Eingriffselemente in Bewegungsrichtung des bzw. der
Sperriegel derart überdecken, dass
er bzw. sie nicht mehr in Freigabestellung bewegbar ist bzw. sind.
Grundgedanke der Erfindung ist es, Sperriegel und Verschlußklappe
so auszubilden, dass ein minimales Verschwenken der Verschlußklappe
durch Krafteinwirkung auf diese möglich ist, dabei aber ein solcher
Eingriff zwischen Verschlußklappe
und Sperriegel erfolgt, dass die Sperriegel blockiert werden, d.h.
auch durch Krafteinwirkung auf die Betätigungsvorsprünge nicht
mehr in ihre Freigabestellung bewegbar sind. Wird eine für Benzin
bestimmte Zapfpistole in einen solchen Tankstutzen zentral eingeführt, kann
zwar die Verschlußklappe ein
wenig aufgestoßen
werden. Dies führt
jedoch zu einem Verhaken der Sperriegel mit der Verschlußklappe
unter Blockierung der Sperriegel, so dass auch ein seitliches Auslenken
der Zapfpistole und damit eine Beaufschlagung eines Betätigungsvorsprungs
und des zugehörigen
Sperriegels nicht mehr zu einer Bewegung des Sperriegels in Freigabestellung
führt.
Bei einer schrägen
Einführung
bleibt die Verschlußklappe
blockiert, selbst wenn dabei zunächst
ein Betätigungsvorsprung
beaufschlagt und dadurch der zugehörige Sperriegel in Freigabestellung
bewegt wird. Bei weiterem Einschieben wird dann die Verschlußklappe
geringfügig
aufgestoßen mit
der Folge, dass sie nach einer kurzen Schwenkbewegung mit dem bzw.
den nicht betätigten
Sperriegeln verhakt und dieser bzw. diese Sperriegel blockiert wird
bzw. werden.
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Mit
dieser Ausbildung von Verschlußklappe und
Sperreinrichtung ist auch bei Verwendung von nur zwei Sperriegeln
gesichert, dass die Verschlußklappe
ein vollständiges
Einführen
einer für
Benzin bestimmten Zapfpistole und damit eine Befüllung mit Benzin unmöglich ist.
Gegenüber
den bekannten Tankstutzen kann dieses Ziel mit einer wesentlichen geringeren
Anzahl von Sperriegeln und folglich mit geringerem Kostenaufwand
an Material und Montage erreicht werden.
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Grundsätzlich ist
es unerheblich, wie die Eingriffselemente im einzelnen ausgebildet
sind, sofern deren Funktion in oben beschriebenem Sinne gegeben
ist, also in Schließstellung
noch kein die Beweglichkeit der Sperrie gel blockierender Eingriff
gegeben ist, vielmehr dieser Eingriff erst durch ein minimales Verschwenken
der Verschlußklappe
erzielt wird. Konkret kann dies beispielsweise dadurch geschehen,
dass die Eingriffselemente als Eingriffsstege ausgebildet sind,
die in Schließstellung
der Verschlußklappe
Abstand zueinander haben, jedoch bei Bewegung der Verschlußklappe
aus der Schließstellung
in eine solche Überdeckung
kommen, dass der jeweils zugehörige
Sperriegel in seiner Sperrstellung blockiert ist.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sperriegel
um zur Mittelachse des Füllkanals
parallele Schwenkachsen verschwenkbar gelagert sind. Im Stand der
Technik sind die Sperriegel solcher Tankstutzen grundsätzlich um Achsen
verschwenkbar, die quer zur Mittelachse des Füllkanals verlaufen. Die erfindungsgemäß vorgesehene
Schwenkanordnung erlaubt eine einfachere Montage und gibt zusätzliche
Sicherheit, insbesondere wenn bei zwei Sperriegeln die Schwenkanordnung
so getroffen ist, dass sie bei Bewegung aus der Sperrstellung in
die Freigabestellung entgegengesetzt verschwenken.
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Was
die Ausbildung von Sperriegeln und Betätigungsvorsprung betrifft,
empfiehlt es sich, sie in an sich bekannter Weise als einheitliches
Formteil auszubilden. Die Betätigungsvorsprünge sind
zweckmäßigerweise
nockenförmig
mit Schrägflächen ausgebildet,
an denen die Zapfpistole zur Anlage kommt und entlang gleiten kann.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sperriegel
in Füllrichtung gesehen
vor einem Dichtsitz der Verschlußklappe angeordnet sind und
so in Schließstellung
der Verschlußklappe
vor dem Einfluß der
tankseitigen Atmosphäre
geschützt
sind.
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Was
die Anordnung der Sperriegel anbetrifft, ist eine gleichmäßige Verteilung über den
Umfang der Verschlußklappe
empfehlenswert. Dies bedeutet, dass die zwei Sperriegel diametral
gegenüberliegend angeordnet
werden.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch den erfindungsgemäßen Tankstutzen
mit geschlossener Verschlußklappe;
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2 einen
Querschnitt durch den Tankstutzen gemäß 1;
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3 einen
Längsschnitt
durch den Tankstutzen gemäß den 1 und 2 mit
eingeschobener Diesel-Zapfpistole;
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4 einen
Querschnitt durch den Tankstutzen gemäß 3;
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5 einen
Längsschnitt
durch den Tankstutzen gemäß den 1 und 2 mit
eingeschobener Benzin-Zapfpistole und
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6 einen
Querschnitt durch den Tankstutzen gemäß 5.
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Der
in den Figuren dargestellte Tankstutzen 1 weist ein zylindrisches
Außenrohr 2 auf,
dessen oberes Ende eine Einfüllöffnung 3 mit
einem nach innen umgebördelten
Rand 4 aufweist. Von innen in den Rand 4 eingesetzt
ist ein Haltering 5, über
den ein Dichtungsring 6 fixiert wird. In der Stellung gemäß den 1 und 2 liegt
an dem Dichtungsring 6 von innen eine scheibenförmige Tankklappe 7 an,
die von einer sich an der Innenwand des Außenrohrs 2 abstützenden,
als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 8 gegen den
Dichtungsring 6 gedrückt wird.
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Etwa
in der Mitte des Tankstutzens 1 ist eine sich quer zur
Längsachse
des Außenrohrs 2 erstreckende
Bodenplatte 9 angeordnet und mit der Innenseite des Außenrohrs 2 abdichtend
verbunden. Die Bodenplatte 9 schließt mit einem Rand 10 eine
im wesentlichen kreisförmige,
gegenüber
der Mittelachse des Außenrohrs 2 von
der Druckfeder 8 weg versetzte Öffnung ein. Der Rand 10 ist
von einem Dichtungsring 11 umgeben. In der Stellung gemäß den 1 und 2 liegt
an dem Dichtungsring 11 eine Verschlußklappe 12 abdichtend
an. Diese Verschlußklappe 12 ist
um eine Schwenkachse 13 verschwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 13 verläuft quer
zur Längsachse
des Außenrohrs 2 und
tangential zur vom Rand 10 eingefaßten Öffnung. Um die Schwenkachse 13 ist
eine Feder 14 gewickelt, deren Federarm 15 an
der Unterseite der Verschlußklappe 12 anliegt
und aufgrund der Federspannung bestrebt ist, die Verschlußklappe 12 gegen
den Dichtungsring 11 zu drücken.
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Auf
der Bodenplatte 9 sind beidseits der vom Rand 10 umgrenzten Öffnung zwei
Schwenkhebel 16, 17 angeordnet, die auf Achsen 18, 19 gelagert sind,
die sich parallel zur Längsachse
des Außenrohrs 2 erstrecken.
Die Ausführung
und Anordnung der Schwenkhebel 16, 17 ist spiegelbildlich.
An den freien Enden der Schwenkhebel 16, 17 sind
Sperrkörper 20, 21 angeformt,
die im oberen Bereich Betätigungsnocken 22, 23 und
im unteren Bereich Sperriegel 24, 25 ausbilden,
die endseitig in nach oben gerichteten Eingriffshaken 26, 27 auslaufen.
Um die Achsen 18, 19 ist jeweils eine Feder 28 bzw. 29 gewickelt,
deren jeweils einer Federarm 30 bzw. 31 sich an
der Innenwand des Außenrohrs 2 und
deren jeweils anderer Federarm 32 bzw. 33 sich
an den Sperrkörpern 20, 21 abstützen. Hierdurch
werden die Sperrkörper 20, 21 radial
nach innen, d.h. gegeneinander gedrückt, wobei sie in der in den 1 und 2 gezeigten
Stellung an nicht näher
dargestellten Anschlägen
anliegen. In der in den 1 und 2 dargestellten
Sperrstellung stehen sich die beiden Sperriegel 24, 25 diametral
und mittig zur vom Rand 10 eingefaßten Öffnung gegenüber.
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Die
Verschlußklappe 12 ist
im Querschnitt hutförmig
ausgebildet und hat deshalb eine nach oben bis in den Bereich der
Sperriegel 24, 25 reichende Ausformung 34.
Im Bereich des oberen Endes der Ausformung 34 sind außenseitig
gegenüber den
Sperriegeln 24, 25 Eingriffsstege 36, 37 vorgesehen,
die den Eingriffshaken 26, 27 mit Abstand gegenüberstehen,
jedoch denen gegenüber
radial nach außen
versetzt sind.
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In
den 1 und 2 befindet sich der Tankstutzen 1 in
seiner Ruhestellung, d.h. die Tankklappe 7 ist geschlossen,
die Verschlußklappe 12 befindet
sich in ihrer Schließstellung
und die Sperriegel 24, 25 in ihrer jeweiligen
Sperrstellung, d.h. der radial am weitesten innen liegenden Stellung.
Wird nun – wie
in den 2 und 3 zu sehen – in den Tankstutzen 1 eine
Diesel-Zapfpistole eingeführt,
wird zunächst
die Tankklappe 7 gegen die Wirkung der Druckfeder 8 nach
innen um ihre horizontale, d.h. quer zur Längsachse des Außenrohrs 2 verlaufenden Achse
verschwenkt. Das untere Ende der Diesel-Zapfpistole 38 wird
dann durch einen konisch zulaufenden Einsatz 39 in Richtung
auf die Mitte der Verschlußklappe 12 gelenkt.
Der Einsatz 39 umgibt zusammen mit dem Außenrohr 2 einen
Fülkanal 40, der
sich nach unten jenseits der Verschlußklappe 12 fortsetzt.
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Durch
die Führung
des Einsatzes 39 läuft das
untere Ende der Diesel-Zapfpistole 38 auf die von den Betätigungsnocken 22, 23 gebildeten Schrägflächen auf.
Da der Ab stand der Betätigungsnocken 22, 23 geringer
ist als der Durchmesser der Diesel-Zapfpistole 38, werden
die Betätigungsnocken 22, 23 radial
nach außen
um die Achsen 18, 19 verschwenkt (vgl. 4).
Da die Betätigungsnocken 22, 23 und
die Sperriegel 24, 25 ein zusammenhängendes
Formteil bilden, führt
dies auch zu einer entsprechenden Verschwenkung der Sperriegel 24, 25, und
zwar so weit, dass sie außerhalb
des Bereichs der Eingriffsstege 36, 37 zu liegen
kommen.
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Bei
weiterer Abwärtsbewegung
der Diesel-Zapfpistole 38 stößt dessen unteres Ende auf
die Oberseite der Ausformung 34 und damit der Verschlußklappe 12 und
hebt diese von dem Dichtungsring 11 ab. Die Verschlußklappe 12 verschwenkt
in gleicher Weise wie die Tankklappe 7 und gibt damit die
von dem Rand 10 umschlossene Öffnung vollständig frei.
Die Diesel-Zapfpistole 38 erreicht dann die in 3 zu
erkennende Stellung, in der dann der Befüllvorgang vonstatten gehen
kann.
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Das
Herausziehen der Diesel-Zapfpistole 38 geschieht dann in
umgekehrter Richtung nach oben, wobei nacheinander die Verschlußklappe 12 aus
ihrer Offenstellung in die in 1 dargestellte
Schließstellung
zurückschwenkt,
dann die Schwenkhebel 17, 18 ebenfalls wieder
radial nach innen in die in 1 gezeigte
Stellung zurückschwenken
und schließlich
die Tankklappe 7 wieder in ihre Schließstellung zurückklappt.
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In
den 5 und 6 ist die Situation bei Einführen eine
Benzin-Zapfpistole 41 dargestellt. Ihr Durchmesser ist
signifikant kleiner als der der Diesel-Zapfpistole 38,
und zwar so klein, dass die Betätigungsnocken 22, 23 bei
zentralem Einführen
der Benzin-Zapfpistole 41 in den Füllkanal 40 an den
Betätigungsnocken 22, 23 berührungslos
vorbeifahren würde.
In der Darstellung gemäß den 5 und 6 ist
die Benzin-Zapfpistole 41 jedoch schräg nach rechts versetzt in den
Füllkanal 40 eingeführt. Hierdurch
ist der rechte Betätigungsnocken 23 so
beaufschlagt worden, dass er radial nach außen durch Verschwenkung um
die Achse 19 verdrängt
und damit außerhalb
des Eingriffsbereichs zwischen Sperriegel 25 und Eingriffshaken 27 bewegt
worden ist. Die Kraftausübung
des unteren Endes der Benzin-Zapfpistole 41 auf die Verschlußklappe 12 führt dazu,
dass die Verschlußklappe 12 ein
wenig von dem Dichtungsring 11 durch Verschwenkung um ihre Schwenkachse
abgehoben, also nach unten verschwenkt wird. Dies hat zur Folge,
dass der rechte Eingriffssteg 37 an dem gegenüberliegenden
Eingriffshaken 27 vorbeistreift, also von diesem nicht aufgehalten
wird, der linke Eingriffssteg 36 den Eingriffshaken 26 jedoch
außenseitig
hinterfaßt,
beide also miteinander verhaken, weil der Sperrkörper 20 durch die
Benzin-Zapfpistole 41 nicht beaufschlagt worden ist und
damit noch in seiner Sperrstellung befindlich ist. Durch dieses
Verhaken wird die Verschlußklappe 12 an
einer weiteren Verschwenkung gehindert mit der Folge, dass die Benzin-Zapfpistole 41 nicht
weiter eingeführt
werden kann. Der hierdurch erzeugte Wi derstand signalisiert dem
Benutzer der Benzin-Zapfpistole 41, dass er die falsche
Zapfpistole verwendet, und er wird deshalb den Betankungsversuch
abbrechen.
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Würde die
Benzin-Zapfpistole 41 zentral eingeführt, würde keiner der beiden Betätigungsnocken 22, 23 beaufschlagt,
sondern nur die Verschlußklappe 12.
Diese würde
um einen minimalen Winkel verschwenken, bis deren Eingriffsstege 36, 37 hinter
die jeweils gegenüberliegenden
Eingriffshaken 26 bzw. 27 fassen würden. Die
Verschlußklappe 12 wäre dann
ebenso blockiert wie die beiden Sperriegel 24, 25.
Auch in diesem Fall würde
der von der Verschlußklappe 12 verursachte
Widerstand dem Benutzer signalisieren, dass er die falsche Zapfpistole
verwendet.