-
Die Erfindung betrifft eine Tankanlage.
-
Tankanlagen für Kraftfahrzeuge weisen einen Tankverschluss auf, welcher über den Tankstutzen einen Zugang zum Kraftstofftank bildet und über einen Tankdeckel verschlossen wird. Der Tankstutzen dient der Befüllung des Kraftstofftanks. Der am außenseitigen Ende des Tankstutzens angeordnete Tankdeckel dichtet im geschlossenen Zustand des Tankverschlusses den Kraftstofftank gas- und druckdicht nach außen ab, so dass bspw. während der Benutzung des Kraftfahrzeugs keine flüchtigen Stoffe des Kraftstoffs entweichen können.
-
Durch den gas- und druckdichten Verschluss des Kraftstofftanks, kann sich, bspw. bei höheren Temperaturen, ein Überdruck im Kraftstofftank ausbilden. Durch Öffnen des Tankdeckels bei Überdruck im Kraftstofftank kann es zu einem schlagartigen Entweichen von Kraftstoffdämpfen kommen, welche potentiell gesundheitsschädliche flüchtige Stoffe des Kraftstoffs beinhalten. Dabei kann auch Kraftstoff mitgerissen werden, nach außen gelangen und Bedienpersonal oder die Umwelt verschmutzen.
-
In der
GB 2 286 182 A wird eine Tankanlage beschrieben, welche zum Abbau des Überdrucks einen Entlüftungskanal aufweist, welcher bspw. eine Passage zwischen dem Kraftstofftank und einem Aktivkohlefilter bildet. Der Aktivkohlefilter dient zur Aufnahme der flüchtigen Stoffe des Kraftstoffs und kann einen zumindest teilweisen Druckabbau bewirken. Der Entlüftungskanal kann ausgehend vom Tankstutzen angeordnet sein, um von diesem kritischen Punkt die Kraftstoffdämpfe weg zum Aktivkohlefilter zuleiten. Die Öffnung zum Entlüftungskanal kann über ein Druckentlastungsventil geregelt werden, so dass bei Überdruck im Kraftstofftank ein Weg vom Tankstutzen zum Entlüftungskanal zugänglich ist. Allerdings ist bei Überdruck ein Öffnen des Tankverschlusses trotzdem möglich.
-
Ein Tankverschluss, der sich dieses Problems annimmt, wird in der
DE 199 56 350 A1 offenbart. Bei dem dort beschriebenen Tankverschluss ist ein Betätigungsantrieb mit einer Tankklappe und dem Druckentlastungsventil gekoppelt, womit eine Öffnung des Tankverschlusses bei Überdruck verhindert werden soll.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Tankanlage so auszubilden, dass ein Druckabbau bei Öffnung des Tankverschlusses stattfinden kann und damit ein Entweichen von Kraftstoffdämpfen und Kraftstoff zuverlässig vermieden wird.
-
Die erfindungsgemäße Tankanlage umfasst einen Tankverschluss, der als Drehverschluss ausgebildet ist, mit einem Tankstutzen und einen Tankdeckel, welcher durch Drehung einen dichtenden Abschluss des Tankstutzens bildet. Weiter umfasst die Tankanlage einen Entlüftungskanal und ein steuerbares Stellelement. Der Tankstutzen der Tankanlage dient als Öffnung des Kraftstofftanks. Über diese Öffnung kann bei geöffnetem Tankverschluss der Kraftstofftank mit Kraftstoff betankt werden. Das Stellelement ist zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung beweglich, wobei in der Öffnungsstellung eine Verbindung zum Lüftungskanal geöffnet und die Drehung des Tankdeckels freigegeben ist, während in der Schließstellung die Verbindung zum Lüftungskanal geschlossen und die Drehung des Tankdeckels blockiert ist.
-
Dadurch kann, wenn sich das steuerbare Stellelement in der Öffnungsstellung befindet, ein Überdruck im Kraftstofftank abgebaut werden, indem über den Entlüftungskanal ein Druckausgleich stattfindet und bspw. Kraftstoffdämpfe, welche bspw. aus flüchtigen Bestandteilen des Kraftstoffs bestehen, auf diesem Weg entweichen können. Dies kann bei Öffnung des Tankdeckels das Entweichen von Kraftstoff und Kraftstoffdämpfen verhindern und somit eine Gefährdung von Mensch und Umwelt mindern. Eine Verzögerung zwischen dem Öffnen des Lüftungskanals und der Öffnung des Tankverschlusses kann sich durch die Zeit, welche der Bediener zwischen Schaltung des Stellelements und der Drehung des Tankverschlusses benötigt, ergeben. Eine unbeabsichtigte Öffnung des Tankverschlusses kann dadurch verhindert werden, dass das Stellelement in Schließstellung die Drehung des Tankdeckels blockiert.
-
Die Tankanlage ist bevorzugt die Tankanlage eines Kraftfahrzeugs, besonders bevorzugt eines zwei, drei oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs, wie bspw. ein Motorrad, Motorroller, Trike oder Quad. In besonders bevorzugten Ausführungen ist die Tankanlage Teil der Kraftstoffanlage eines Motorrads.
-
Der Drehverschluss ist besonders bevorzugt als Gewindeverschluss ausgestaltet, vorteilhaft kann aber auch eine Ausgestaltung als Bajonettverschluss sein. Wenn der Drehverschluss als Gewindeverschluss ausgestaltet ist, weist der Tankstutzen bevorzugt ein Innengewinde und der Tankdeckel ein passendes Außengewinde auf.
-
Der Tankdeckel weist, um einen dichten Abschluss des Tankverschluss zu bilden, bevorzugt eine Dichtung auf. Besonders bevorzugt ist die Dichtung knapp oberhalb des Gewindes angeordnet, so dass durch Drehung ein dichtender Abschluss des Kraftstoffstanks mit dem oberen Rand des Tankstutzens gebildet werden kann. Vorteilhaft ist es, wenn die Dichtung aus einem dem Bestandteilen des Kraftstoffs gegenüber unempfindlichen und undurchlässigen Material besteht.
-
Der Entlüftungskanal führt bevorzugt zu einem Behälter, welcher einen Aktivkohlefilter beinhaltet. Der Aktivkohlefilter kann die in den Kraftstoffdämpfen enthaltenen flüchtigen Bestandteilen eines Kraftstoffs binden. Dadurch können potenziell gesundheitsschädliche Bestandteile des Kraftstoffs aufgefangen, der Druck im Tank zumindest teilweise verringert und damit eventuelle Gefahren für Personen gemindert werden.
-
Die Tankanlage bietet einen sicheren Verschluss des Kraftstofftanks und dient gleichzeitig zum Druckablass vor einer Öffnung des Verschlusses. Beide Funktionen werden durch das Stellelement bewirkt. Die Verwendung eines gemeinsamen Elements für den Druckablass und das Ver- und Entriegeln des Tankverschlusses vereinfacht den Aufbau und die Bedienung der Tankanlage. In Schließstellung ist der Tankverschluss sicher verschlossen, während in der Öffnungsstellung ein einfacher und, durch den automatischen Druckablass, sicherer Zugang zum Kraftstofftank besteht.
-
Bevorzugt weist die Tankanlage einen Sensor für die Stellung des Stellelements auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor ein Signal liefert für eine Steuereinheit, die mit der Zündung eines Motors kommuniziert. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Zündung und das Stellelement über einen Zündwahlschalter bedient werden. Somit kann sowohl eine Öffnung des Kraftstofftanks bei laufendem Motor, als auch die Öffnung durch unbefugte Personen, ohne Zündschlüssel, verhindert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug mit geöffnetem Tank gestartet wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Tankanlage ist das Stellelement in die Wand des Tankstutzens eingelassen und radial zum Tankverschluss verstellbar. Bevorzugt ist das Stellelement auch ein Zugangspunkt zum Entlüftungskanal. Das Stellelement besitzt in einer vorteilhaften Ausführung der Tankanlage einen Riegel, welcher entlang einer zum Tankverschluss radialen Bewegungsrichtung beweglich ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Tankdeckel eine Öffnung aufweist, in der der Riegel des Stellelements formschlüssig aufgenommen werden kann. Dadurch kann die Drehung des Tankdeckels freigegeben oder blockiert, bzw. die Verbindung zum Entlüftungskanal geöffnet oder geschlossen werden. Dies erhöht die Sicherheit des Tankverschluss.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Tankanlage kann der Sensor ermitteln, ob der Riegel sich in der Öffnung des Tankdeckels befindet oder nicht. Der Riegel befindet sich bspw. nicht in der Öffnung des Tankdeckels, wenn der Tankdeckel nicht richtig in den Tankstutzen gedreht wurde, z.B. nach Befüllung des Kraftstofftanks. Wird nun bspw. die Zündung des Motors über den Zündwahlschalter betätigt, so kann ein Signal an die Steuereinheit gesendet werden. Die Steuereinheit versucht daraufhin das Stellelement in die Schließstellung zu schalten. Der Riegel kann bei einem nicht dichtend in den Tankstutzen eingedrehten Tankdeckel aber nicht in die vorgesehene Öffnung verfahren. Der Sensor ermittelt diese Fehlstellung des Stellelements und liefert ein entsprechendes Signal für die Steuereinheit. Die Steuereinheit verhindert dann eine Zündung des Motors. Erst wenn der Tankdeckel in die richtige Position gedreht wurde, in der der Riegel in der Öffnung aufgenommen werden kann, erfolgt die Zündung des Motors. Dadurch kann eine Zündung bei Fehlstellung des Stellelements, bspw. bei unvollständig geschlossenem Tankverschluss, verhindert und die Bediensicherheit erhöht werden.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Stellelement verstellbar, bspw. über einen Spindelantrieb, einen Federmechanismus oder ein elektromechanisches Element. Besonders vorteilhaft als Antrieb für das Stellelement ist bspw. die Verwendung eines Hubmagneten oder anderer elektromechanischer Elemente, wie z.B. einem Elektromotor oder einem Piezoantrieb. Dadurch kann das Stellelement präzise und zuverlässig seine Stellung ändern. Insbesondere bevorzugt ist somit ein gemeinsames Stellelement für beide Funktionen, Verriegelung und Entlüftung, vorgesehen. Weiter bevorzugt kann die Verstellung zur Erfüllung beider Funktionen durch eine einheitliche Bewegung, insbesondere Linearbewegung bewirkt werden. Somit kann auf zwischengeschaltete Getriebe o. Ä. verzichtet werden.
-
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der Tankanlage weist das Stellelement ein bewegliches Teil auf, welches in der Öffnungsstellung eine Verbindung zum Lüftungskanal öffnet und die Drehung des Tankdeckels freigibt, und in der Schließstellung die Verbindung zum Lüftungskanal schließt und die Drehung des Tankdeckels blockiert. Damit kann der Aufbau des Stellelements vereinfacht werden. Um bspw. die Sicherheit der Benutzung des Tanksverschlusses zu erhöhen, kann das bewegliche Teil so ausgestaltet sein, dass es zu einer gewissen Verzögerung zwischen Entlüftung des Kraftstofftanks und der Freigabe des Tankdeckels kommt. Somit kann vor der Öffnung des Tankverschlusses bspw. ein Druckabbau im Kraftstofftank stattfinden, bzw. flüchtige Stoffe des Kraftstoffes im Aktivkohlefilter gebunden werden.
-
In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Stellelement ein Ventilelement und ein Riegelelement umfasst, wobei das Ventilelement die Verbindung zur Lüftungskanal öffnet bzw. schließt, und das Riegelelement die Drehung des Tankdeckels freigibt bzw. blockiert, wobei das Ventilelement und das Riegelelement zu gemeinsamen Bewegung miteinander gekoppelt sind. Dadurch können unter Umständen die einzelnen Elemente besser an ihre Funktion angepasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann auch dieser Aufbau des Stellelements dafür genutzt werden, dass es zu einer gewissen Verzögerung zwischen Entlüftung des Kraftstofftanks und der Freigabe des Tankdeckels kommt. Dadurch auch in dieser Ausführungsform der Kraftstofftank schon entlüftet werden, während der Tankdeckel noch nicht gedreht werden kann.
-
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Tankanlage, wobei sich ein Stellelement in einer Schließstellung befindet;
-
2 eine schematische Darstellung einer Kommunikation zwischen einem Sensor einer Tankanlage, einer Steuereinheit und einem Zündwahlschalter;
-
3 eine Übersichtszeichnung einer Tankanlage mit Tankverschluss und Stellelement im Querschnitt, wobei sich das Stellelement in Schließstellung befindet und ein Kraftstofftank und ein Aktivkohlefilter gezeigt sind;
-
4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Tankanlage, wobei sich das Stellelement in Öffnungsstellung befindet und
-
5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Tankanlage, wobei sich ein Stellelement in Schließstellung befindet und ein Tankdeckel geöffnet ist.
-
In 1 ist schematisch der Querschnitt einer Tankanlage 10 mit Tankverschluss 12 und Stellelement 30 dargestellt.
-
Die Tankanlage 10 beinhaltet einen Tankverschluss 12, welcher einen Tankstutzen 14 und einen Tankdeckel 16 umfasst. Der Tankstutzen 14 bildet einen Zugang eines Kraftstofftanks 40 (siehe auch 3), über welchen dieser befüllt werden kann. In der gezeigten Ausführungsform besitzt der Tankstutzen 14 ein Innengewinde, in welches der Tankdeckel 16 mit seinem Außengewinde eingepasst ist und eingeschraubt wird. Durch Drehung des Tankdeckels 16 kann daher ein dichtender Abschluss des Tankstutzens 14 gebildet werden, indem der Tankdeckel 16 so weit in den Tankstutzen 14 gedreht wird, so dass eine Dichtung 44 des Tankdeckels 16 hierfür ausreichend an die Oberseite des Tankstutzens 14 gedrückt wird.
-
In die Wand des Tankstutzens 14 ist ein Stellelement 30 eingelassen. Das Stellelement 30 kann durch einen Hubmagneten 36 in verschiedene Stellungen verfahren werden. Dieses Stellelement 30 steht radial zum Tankdeckel 16. Der Tankdeckel 16 weist eine Öffnung 38 auf, in der ein Riegel 34 des Stellelements 30 formschlüssig aufgenommen werden kann.
-
Die Öffnung 38 ist für den Riegel 34 nur zugänglich, wenn der Tankdeckel 16 sich in einer bestimmten Position im Tankstutzen 14 befindet. Diese Position zeichnet aus, dass der Tankdeckel 16 so in den Tankstutzen 14 eingeschraubt ist, dass ein dichtender Abschluss des Kraftstoffstanks 40 besteht. Diese Position kann bspw. durch ein Anschlagen des Tankdeckels 16 bestätigt werden.
-
In der 1 ist das Stellelement 30 in einer Schließstellung gezeigt, in welcher sich der Riegel 34 in der Öffnung 38 befindet. Durch die Schließstellung ist eine Drehung des Tankdeckels 16 blockiert und der Tankverschluss 12 kann nicht geöffnet werden. Zudem ist über das Stellelement 30 eine Verbindung 24 zu einem Entlüftungskanal 20 geschlossen und keine Kraftstoffdämpfe 42 aus dem Kraftstofftank 40 können über den Tankstutzen 14 zu dem Entlüftungskanal 20 gelangen. Daher verschließt das Stellelement 30 in der Schließstellung die Verbindung zum Entlüftungskanal 20 und verhindert ein Öffnen des Tankverschlusses 12.
-
In 2 ist die Kommunikation zwischen einem Sensor 32 einer Tankanlage, einer Steuereinheit 50 und einem Zündwahlschalter 60, welcher eine Zündung eines Motors bewirken kann, dargestellt. Die Stellung des Stellelementes 30 wird über den Sensor 32 erfasst. Dieser liefert in der dargestellten Ausführungsform ein Signal für eine Steuereinheit 50, welche mit dem Zündwahlschalter 60 und der Zündung des Motors kommuniziert. Das Signal des Sensors 32 verhindert oder ermöglich daher je nach Stellung des Stellelementes 30 die Zündung des Motors. Da in der 1 sich das Stellelement 30 in Schließstellung befindet, liefert der Sensor 32 ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 50, welche die Zündung des Motors ermöglicht.
-
Vom Stellelement 30 aus besteht eine Verbindung zu dem Entlüftungskanal 20, welcher in dieser Ausführungsform zu einem Behälter mit einem Aktivkohlefilter 22 führt. Dies ist in der Übersichtsdarstellung 2 gezeigt, in der die Tankanlage 10 mit dem Entlüftungskanal 20, dem Tankverschluss 12, dem Stellelement 30, dem Aktivkohlefilter 22 und dem Kraftstofftank 40 dargestellt ist. Der Entlüftungskanal 20 stellt eine Passage zwischen dem Aktivkohlefilter 22 und dem Kraftstofftank 40 da. Die Zugänglichkeit dieser Passage ist bestimmt durch die Stellung des Stellelements 30, da ein Flansch 35 des Riegels 34 die Verbindung zwischen dem Lüftungskanal 20 und dem Tankstutzen 14 schließen, bzw. öffnen kann. In der in 1 dargestellten Schließstellung ist diese Verbindung geschlossen.
-
Während der Fahrt eines die beschriebene Tankanlage 10 beinhaltenden Kraftfahrzeugs, bspw. eines Motorrades, befindet sich das Stellelement 30 in der Schließstellung. Der Riegel 34 ist in die Öffnung 38 des Tankdeckels 16 geschoben und die Verbindung 24 zum Entlüftungskanal 20 ist durch den Flansch 35 des Riegels 34 geschlossen. Soll nun der Kraftstofftank 40 des Motorrades betankt werden, so wird zunächst der Zündwahlschalter 60 betätigt und der Motor ausgestellt. Nun kann von einer Bedienperson der Zündwahlschalter 60 in eine Tankstellung geschaltet werden. Hierbei sendet der Zündwahlschalter 60 ein Signal an die Steuereinheit 50. Diese verarbeitet dieses Signal und sendet ein Signal an das Stellelement 32, damit dieses in eine Öffnungsstellung (siehe 4) verfährt.
-
In der 4 ist das Stellelement 30 in der Öffnungsstellung gezeigt. Der Riegel 34 ist aus der Öffnung 38 bewegt und gibt die Drehung des Tankdeckels 16 frei. Durch das Verfahren des Riegels 34 wird die Verbindung 24 zum Entlüftungskanal 20 durch den Flansch 35 nicht mehr verschlossen. Über diese Freigabe der Verbindung 24 zum Entlüftungskanal 20 können Kraftstoffdämpfe 42 aus dem Kraftstofftank 40 zu dem Aktivkohlefilter 22 gelangen. Am Aktivkohlefilter 22 können flüchtige Stoffe aus den Kraftstoffdämpfen gebunden werden. Dadurch kann auch, zumindest teilweise, ein Druckabbau im Kraftstofftank 40 stattfinden. Eine gewisse Verzögerung zwischen Entlüftung des Kraftstofftanks 40 und Öffnung des Tankverschlusses 12 ist bspw. durch die Zeit gegeben, welche die Bedienperson benötigt, um den Tankdeckel 16 aus dem Tankstutzen 14 zu drehen. Auch kann das Stellelement 30, insbesondere der Riegel 34, so ausgestaltet sein, dass der Flansch 35 die Verbindung 24 schon freigibt, während die Spitze des Riegels noch für kurze Zeit sich in der Öffnung 38 des Tankdeckels befindet.
-
Wenn der Tankdeckel 16 aus dem Tankstutzen 14 gedreht ist, kann der Kraftstofftank 40 über diese Öffnung mit Kraftstoff befüllt werden.
-
Nach Beendigung des Tankvorganges wird der Tankdeckel 16 wieder in den Tankstutzen 14 gedreht um den Tankverschluss 12 zu schließen. Wird der Tankdeckel 16 so in den Tankstutzen 16 hineingedreht, dass ein druckdichter Abschluss des Tankverschlusses 12 gebildet wird, kann der Riegel 34 durch ein entsprechendes Signal der Steuereinheit 50 in die Öffnung 38 verfahren werden, bspw. bei Start des Motors oder Abschließen des Motorrades. Der Flansch 35 des Riegels 34 verschließt dadurch die Verbindung 24 zum Entlüftungskanal 20. Damit befindet sich das Stellelement 30 wieder in Schließstellung (siehe 1).
-
Wird aber nach Betankung der Tankdeckel 16 nicht richtig in den Tankstutzen 16 hineingedreht kann kein druckdichter Abschluss des Tankverschlusses 12 gebildet werden (siehe 5). Wenn nun die Bedienperson den Zündwahlschalter 60, bspw. zur Zündung des Motors, betätigt, so sendet dieser Zündwahlschalter 60 ein Signal an die Steuereinheit 50 (siehe 2). Diese Steuereinheit 50 gibt daraufhin dem Stellelement 30 den Befehl, in die Schließstellung zu verfahren. Da der Tankdeckel 16 sich aber in der falschen Position befindet, kann der Riegel 34 nicht in die Öffnung 38 des Tankdeckels verfahren werden. Der Sensor 32 ermittelt diese geänderte Stellung des Stellelements 30 und liefert ein Signal für die Steuereinheit. Da diese Stellung weder der Schließstellung noch der Öffnungsstellung entspricht, kann die Steuereinheit 50 eine Zündung des Motors verhindern. Die Zündung des Motors kann daher erst erfolgen, wenn der Tankdeckel 16 in die richtige Position gedreht wurde, in der der Regel 36 in der Öffnung 38 aufgenommen werden kann. Die Steuereinheit kann zudem der Bedienperson ein Signal geben, bspw. akustisch und/oder visuell, damit diese angehalten ist den Tankdeckel 16 richtig zu schließen.
-
In einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform besteht das Stellelement 30 aus einem Ventilelement und einem Riegelelement, welche miteinander gekoppelt sind. Das Ventilelement öffnet, bzw. schließt die Verbindung zum Lüftungskanal 20, und das Ventilelement gibt die Drehung des Tankdeckels 16 frei, bzw. blockiert diese. Dieser Aufbau des Stellelements 30 kann dafür genutzt werden, dass es zu einer gewissen Verzögerung zwischen Entlüftung des Kraftstofftanks 40 und der Freigabe des Tankdeckels 16 kommt, da bspw. das Ventilelement zeitlich vor dem Riegelelement geschaltet werden kann. Dadurch kann der Kraftstofftank 40 schon entlüftet werden, während der Tankdeckel noch nicht gedreht werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- GB 2286182 A [0004]
- DE 19956350 A1 [0005]
