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Es wird eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen einer Tankklappe beschrieben, wobei die Einrichtung eine Tankklappe und eine Hebelanordnung umfasst.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Tankklappensysteme bekannt. In der Regel werden Tankklappen über einen Mechanismus im Bereich eines Fahrersitzes aus betätigt. Ein solcher Mechanismus kann bspw. einen Seilzug umfassen. Nach Betätigung eines Hebels oder einer anderen Einrichtung wird, z.B. über einen Seilzug, der Tankdeckel entriegelt und kann dann von Hand durch Verschwenken geöffnet werden.
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Es sind darüber hinaus Tankklappensysteme bekannt, wobei ein automatisches Öffnen erfolgen kann.
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DE 199 19 251 A1 offenbart eine Verschlussverrichtung für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs mit einem Kugelhahn zum Verschließen des Tankstutzens und einen mit dem Kugelhahn über einen Hebel gekoppelten Tankdeckel.
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DE 299 13 204 U1 offenbart eine automatische Verschlussvorrichtung für Kraftstofftanks, wobei ein Bajonettring vorgesehen ist, der zum Freigeben eines Tankstutzens verdreht werden muss. Anschließend kann der Verschluss für den Tankstutzen zusammen mit einem Tankdeckel verlagert werden.
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Herkömmliche Tankklappen laden im geöffneten Zustand jedoch weit aus. Hier kann es durch den vergleichsweise langen Hebel aus Tankklappe und Hebelarm zu großen Krafteinwirkungen auf Tankmodul und Fahrzeugseitenwand kommen. Weiterhin ist durch das Hinzukommen eines zweiten Füllrohres (SCR oder Gas) oder bei Plug-In-Derivaten der großen Ladesteckdose, das Tankmodul erheblich größer als bei konventionellen Kraftfahrzeugen. Auch im Hinblick auf das Design von Tankklappen sind die bekannten Ausführungen nachteilig, vor allem wenn die Tankdeckel größere Abmessungen aufweisen.
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Probleme bestehen weiter darin, dass die Geometrien von Tankmodulen inzwischen so groß geworden sind, dass es sehr schwierig ist geeignete Materialien und Geometrien zu finden, welche Missbrauchsanforderungen standhalten. Darüber hinaus bestehen Schwierigkeiten bei der Einhaltung von Fertigungstoleranzen, bedingt durch die vergrößerten Geometrien.
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Es ist daher Aufgabe eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Tankklappen anzugeben, welche die Probleme des Stands der Technik behebt, eine alternative Lösung zu den aus dem Stand der Technik bekannten Tankklappensystemen bereitstellt und ein sicheres sowie einfaches Öffnen und Schließen von Tankklappen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen technischen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben.
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Bei einer die vorstehend genannte Aufgabe lösende Einrichtung, mindestens aufweisend eine Tankklappe und eine Hebelanordnung,
- – weist die Hebelanordnung jeweils zwei Hebel auf, die seitlich an der Tankklappe verschwenkbar angeordnet sind,
- – bilden die zwei Hebel ein Viergelenk aus, und
- – weist die Tankklappe an der Innenseite mindestens einen Verschluss für einen Tankstutzen und/oder einen Verschluss für eine Energieversorgungsleitung auf.
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Die Ausbildung der Einrichtung gemäß den vorstehend genannten Merkmalen ermöglicht einen geringen Überstand der Tankklappe über eine Fahrzeugseitenwand in der geöffneten Stellung, wodurch ein möglicher Hebel bei Missbrauch sehr gering gehalten wird. Durch die parallele Öffnungsrichtung ist es zudem möglich, eine Abdichtung der Tankklappe direkt in einer Fuge zu realisieren. Die Tankklappe ist im Bereich einer Öffnung einer Fahrzeugwand angeordnet, wobei eine Abdichtung für verschiedene Zwecke dient. Zum einen wird verhindert, dass Stoffe in den Bereich hinter der Tankklappe in der geschlossenen Stellung der Tankklappe gelangen können und dass Stoffe aus dem Bereich hinter der Tankklappe austreten können.
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Ferner kommt der Hebelarm ohne ausladende Schwenklagerung aus, wodurch ein erheblicher Bauraumgewinn und eine Werkzeugkostenersparnis erreicht werden.
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Da die Tankklappe zusätzlich als Verschluss für den Tankstutzen und/oder als Verschluss für eine Energieversorgungsleitung dient, sind keine separaten Verschlüsse erforderlich. Ein Verlust von Verschlüssen wird dadurch zum Beispiel ausgeschlossen. Darüber hinaus kann mit einer Öffnungsbewegung sowohl ein Öffnen der Tankklappe als auch ein Öffnen des Tankstutzens bzw. ein Freigeben eines Anschlusses einer Energieversorgungsleitung erreicht werden. Ebenso wird beim Verschließen der Tankklappe automatisch auch der Tankstutzen bzw. der Anschluss verschlossen. Der Verschluss kann direkt an der Rückseite bzw. der dem Fahrzeug zugewandten Innenseite der Tankklappe angeordnet bzw. ausgebildet sein. Der Verschluss kann bspw. durch einen Dichtungsring realisiert werden.
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An der Innenseite können mindestens ein Verschluss für eine weitere Energieversorgungsleitung und/oder ein Verschluss für eine Fluidleitung vorgesehen sein. Insbesondere Fahrzeuge mit zusätzlichen Antriebsmöglichkeiten oder Fahrzeuge, die sowohl mit konventionellen Kraftstoffen (z.B. Benzin) als auch mit anderen Kraftstoffen (z.B. Erdgas) betrieben werden können, weisen daher mindestens zwei Kraftstofftanks und/oder einen Kraftstofftank und einen elektrischen Energiespeicher auf. Wenn die Tankstutzen bzw. die Anschlüsse gemeinsam hinter einer Tankklappe angeordnet sind, muss auch die Tankklappe entsprechend dimensioniert sein. Gerade relativ große Tankklappen laden im geöffneten Zustand entsprechend groß aus, so dass durch die vorstehend beschriebene Einrichtung verhindert wird, dass die Tankklappe weit absteht und kein großer Hebel bei Missbrauch zur Verfügung steht.
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Die weitere Energieversorgungsleitung kann einen Einfüllstuten für Gas aufweisen und/oder die weitere Energieversorgungsleitung kann eine elektrisch leitende Versorgungsleitung sein. Weiterhin kann die Fluidleitung eine Leitung für Harnstoff sein. Hybridfahrzeuge können je nach Ausführung entweder rein elektrisch, nur über einen Kraftstoff wie z.B. Benzin oder Diesel, oder gemeinsam über einen elektrischen Antrieb und einen Verbrennungsmotor angetrieben werden. Hybridfahrzeuge weisen deshalb sowohl einen konventionellen Tankstutzen als auch eine Ladesteckdose am Fahrzeug auf. Eine Tankklappe, die sowohl den Tankstutzen als auch die Ladesteckdose überdeckt, ist entsprechend groß ausgebildet.
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Weiterhin kann als Kraftstoff Diesel zugeführt werden, wobei ein Tankstutzen bzw. ein erstes Füllrohr mit einem Dieseltank und ein weiterer Stutzen bzw. ein zweites Füllrohr mit einem Harnstofftank verbunden sind. Das zweite Füllrohr bzw. der weitere Stutzen ist in dieser Ausführung ein SCR-Füllrohr (SCR – „Selective catalytic reduction“), durch welches das Betanken mit einer Harnstofflösung realisiert wird. Der Harnstoff dient zur Stickoxidreduzierung der Abgase.
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Mindestens einer der Hebel kann elektrisch verschwenkbar sein. Die Hebel sind an einem Ende mit der Tankklappe verschwenkbar verbunden und an dem anderen Ende an einem Fahrzeugteil verschwenkbar verbunden. Das Ende eines Hebels kann elektrisch verschwenkbar sein, wodurch bei einer elektrischen Ansteuerung der Bediener die Tankklappe zum Öffnen und Schließen nicht berühren muss.
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Die Einrichtung kann zusätzlich mindestens einen Aktuator und/oder mindestens einen Elektromotor zum Verschwenken mindestens eines Hebels aufweisen. Das Ende mindestens eines Hebels ist direkt oder indirekt mit dem Elektromotor oder dem Aktuator verbunden. In weiteren Ausführungen können eine Antriebswelle oder ein Antriebszapfen einen definierten Querschnitt aufweisen, der in einem Endabschnitt des mindestens einen Hebels aufgenommen ist, wobei der Endabschnitt einen korrespondierenden Querschnitt aufweist. In noch weiteren Ausführungen kann der Aktuator bspw. an einem Abschnitt des mindestens einen Hebels angreifen, der beabstandet zur Schwenkachse des Hebels ist.
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Die Hebel können gekrümmt sein. Dadurch kann die Tankklappe bspw. eine Tanköffnung in einer Fahrzeugwand im Wesentlichen vollständig freigeben und in der geöffneten Stellung relativ nahe an der Fahrzeugwand angeordnet sein, wobei der Verschwenkmechanismus einfach aufgebaut ist und die schwenkbaren Enden der Hebel an einem Abschnitt der Tanköffnung gelagert sind. Ferner ist es möglich, die Schwenkachsen der beiden Hebel an jeder Seite fahrzeugseitig relativ nah zueinander anzuordnen.
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Einer der Hebel an den Seiten der Tankklappe kann in weiteren Ausführungen an seinem der Tankklappe abgewandten Ende in einer Führung verschiebbar gelagert sein. Über den anderen Hebel erfolgt das Verschwenken, wobei dieser andere Hebel verdrehbar angeordnet ist. Der Hebel mit dem verschiebbaren Ende ist verschwenkbar mit der Tankklappe verbunden und kann beim Verschwenken eine Ausgleichsbewegung durch die verschiebbare Lagerung durchführen. Das verschiebbare Ende kann weiter mit weiteren Mitteln verbunden sein, die bspw. ein manuelles Verschieben und damit auch ein Verschwenken ermöglichen, wenn bspw. ein elektrisches Öffnen und Schließen der Tankklappe nicht möglich ist.
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In weiteren Ausführungen sind die der Tankklappe abgewandten Enden beider Hebel verschwenkbar an einer Gehäusewand angeordnet und mindestens eines der Enden ist mit einer Öffnungseinrichtung verbunden. Die Öffnungseinrichtung kann bspw. mindestens einen Elektromotor und/oder mindestens einen Aktuator aufweisen, welche entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungen ausgebildet sein können.
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Die Einrichtung kann in weiteren Ausführungen einen Notfall-Öffnungsmechanismus aufweisen, der über einen Seilzug, einen Knopf und/oder Hebel auslösbar ist. Bspw. ist der Seilzug mit einem Ende an einem verschiebbar geführten Ende eines Hebels oder mit einem Abschnitt eines Hebels verbunden, der beabstandet zur Schwenkachse ist. Der Notfall-Öffnungsmechanismus stellt sicher, dass ein Öffnen auch dann möglich ist, wenn bspw. elektrische Komponenten zum Öffnen und Schließen ausgefallen sind. Der Notfall-Öffnungsmechanismus kann weiter so ausgebildet sein, dass auch ein Schließen der Tankklappe erreicht werden kann.
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Der Seilzug, der Knopf und/oder der Hebel sind in weiteren Ausführungen mit einem Aktuator zum Verschwenken des mindestens einen Hebels verbunden.
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Die Einrichtung kann zusätzlich eine Federeinrichtung aufweisen, über welche die Tankklappe verschwenkbar ist. Entweder ist die Tankklappe manuell verschwenkbar und kann von einer Person nach einer Entriegelung über die Vier-Gelenk-Hebelanordnung verschwenkt werden, oder die Tankklappe wird bspw. elektrisch geöffnet und geschlossen, wobei die Federeinrichtung Teil eines Notfall-Öffnungsmechanismus ist. Über einen solchen Notfall-Öffnungsmechanismus kann auch ein Schließen erreicht werden. Die Federeinrichtung hilft beim Öffnen der Tankklappe, wobei die Tankklappe im geschlossenen Zustand über bspw. einen Haken verriegelt wird, der wiederrum über einen Schlüssel oder einen Seilzug in seine Entriegelungsstellung verbracht werden kann.
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Die hierin beschriebene Einrichtung eignet sich insbesondere für Fahrzeuge, welche mindestens zwei Stutzen, Füllrohre bzw. Steckdosen aufweisen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses und einer Tankklappe im geschlossenen Zustand;
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2 eine perspektivische Rückansicht der Tankklappe und des Gehäuses von 1;
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3 eine perspektivische Darstellung der Tankklappe in einem teilweise geöffneten Zustand;
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4 eine perspektivische Darstellung der Hebelanordnung und des Gehäuses ohne Tankklappe in einem teilweise geöffneten Zustand;
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5 eine perspektivische Rückansicht der Tankklappe, der Hebelanordnung und einer Antriebseinheit;
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6 eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe in einer geschlossenen Stellung;
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7 eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe in einer teilweise geöffneten Stellung;
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8 eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe in einer im Wesentlichen zur Hälfte geöffneten Stellung;
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9 eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe in einer fast geöffneten Stellung; und
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10 eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe in einer geöffneten Stellung.
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In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Teile entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Im Weiteren wird darauf verzichtet Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Tankklappe 10 im geschlossenen Zustand. Die Tankklappe 10 ist in einem Gehäuse 12 aufgenommen, wobei das Gehäuse 12 an einer Fahrzeugwand angeordnet ist und eine Öffnung umgibt. Das Gehäuse 12 ist an der Innenseite der Fahrzeugwand angeordnet und weist eine Öffnung auf, durch welche mindestens ein Tankstutzen oder eine Steckdose geführt ist. An dem Gehäuse 12 sind Hebel 16 und 18 einer Hebelanordnung verschwenkbar angeordnet, die an ihrem anderen Ende mit der Tankklappe 10 verschwenkbar verbunden sind. Die Hebelanordnung umfasst insgesamt vier Hebel 16 und 18, wobei jeweils ein Hebel 16 und ein Hebel 18 an gegenüberliegenden Seiten der Tankklappe 10 angeordnet sind.
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2 zeigt eine perspektivische Rückansicht der Tankklappe 10 und des Gehäuses 12 von 1. Die Hebel 16 und 18 an beiden Seiten der Tankklappe 12 weisen eine Krümmung auf.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Tankklappe 10 in einem teilweise geöffneten Zustand. Hierzu wird einer der Hebel 16 verschwenkt. Die anderen Hebel 16 und 18 dienen nur zur Stabilisierung und werden nicht angetrieben.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Hebelanordnung und des Gehäuses 12 ohne die Tankklappe 10 in einem teilweise geöffneten Zustand. Die vorderen Enden der Hebel 16 und 18, die mit der Tankklappe 10 verschwenkbar verbunden sind, weisen Zapfen auf, die in Öffnungen zweier Platten 22 (siehe 5) aufgenommen sind. Die Zapfen sind dabei verschwenkbar in den Öffnungen der Platten 22 gelagert. Die hinteren Enden der Hebel 16 und 18 weisen Zapfen auf, die in Öffnungen von Platten 21 verschwenkbar gelagert sind. Die Platten 21 sind am Gehäuse 12 angeordnet. Einer der Hebel 16 weist anstelle eines Zapfens, der nur in den Platten 21 gelagert ist, einen Antriebszapfen 24 auf, dessen vorderer Abschnitt ebenfalls in einer Platte 21 verschwenkbar gelagert ist und einen hinteren Abschnitt aufweist, der in eine Antriebseinheit 20 mündet.
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5 zeigt eine perspektivische Rückansicht der Tankklappe 10, der Hebelanordnung und der Antriebseinheit 20. Die Tankklappe 10 weist an der Innenseite einen Verschluss 14 auf. Über den Verschluss 14 werden in der geschlossenen Stellung der Tankklappe 10 ein Tankstutzen oder eine Steckdose abdichtend verschlossen. Die Tankklappe 10 stellt damit sowohl einen Verschluss 14 für mindestens einen Tankstutzen bzw. eine Steckdose als auch einen Verschluss analog zu einem herkömmlichen Tankdeckel bereit.
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Die Antriebseinheit 20 weist einen Elektromotor auf, der mit dem Antriebszapfen 24 gekoppelt ist. Der Antriebszapfen 24 weist einen vorderen Abschnitt auf, der ähnlich ausgebildet ist, wie die vorderen Abschnitte der anderen Zapfen, über welche die Hebel 16 und 18 verschwenkbar gelagert sind. Ein hinterer Abschnitt des Antriebszapfens 24 (in den Figuren nicht gezeigt) ist innerhalb des Gehäuses der Antriebseinheit 20 aufgenommen und weist ein Profil auf. Bspw. weist der hintere Abschnitt ein Profil mit einem kreuzförmigen Querschnitt auf. Eine Zahnradwelle weist einen Abschnitt mit einem Zahnrad und einen Abschnitt auf, in dem der Abschnitt mit dem kreuzförmigen Querschnitt des hinteren Abschnitts des Antriebszapfens 24 aufgenommen ist. Dieser Abschnitt der Zahnradwelle weist eine korrespondierende Öffnung auf, so dass der hintere, kreuzförmige Abschnitt des Antriebszapfens 24 verdrehsicher gehalten ist. Der Zahnradabschnitt der Zahnradwelle steht mit einer Spindel in Eingriff, die mit einer Antriebswelle des Elektromotors verbunden ist.
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Wird ein Öffnen der Tankklappe 10 detektiert, wird der Elektromotor in Betrieb genommen und bewirkt durch Verdrehen der Spindel eine Rotation der Zahnradwelle. Diese überträgt die Drehbewegung auf den Antriebszapfen 24. Wird der Antriebszapfen 24 verdreht, erfolgt ein Verdrehen des Hebels 16 und über die Kopplung der Tankklappe 10 mit den Hebeln 16 und 18 und deren drehbare Lagerung eine Verlagerung der Tankklappe 10, wie in den 6 bis 10 gezeigt.
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In weiteren Ausführungsformen weist ein Fahrzeug mindestens einen Stutzen (z.B. Tankstutzen), eine Fluidleitung und/oder eine Steckdose auf. Ein Tankstutzen kann bspw. für einen herkömmlichen Kraftstoff wie Benzin oder Diesel und der andere Tankstutzen für Erdgas ausgebildet sein. Weiterhin kann auch ein zweiter Stutzen zum Befüllen eines Harnstofftanks vorgesehen sein, wobei der Harnstoff für die selektive katalytische Reduktion (SCR) bei Dieselfahrzeugen verwendet wird.
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Die (Tank-)Stutzen sind über entsprechende Leitungssysteme mit Tanksystemen verbunden. In weiteren Ausführungen ist anstelle eines zweiten Tankstutzens eine Ladesteckdose vorgesehen. In noch weiteren Ausführungen können auch zwei Tankstutzen und/oder zwei Ladesteckdosen vorgesehen sein, wobei auch drei verschiedene Lade-/Tankeinrichtungen von einer gemeinsamen Tankklappe 10 abgedeckt werden können.
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An der Innenseite der Tankklappe 10 sind zusätzliche Verschlüsse 14 angeordnet, die bei einer verschlossenen Tankklappe 10 auch die Tankstutzen oder Steckdosen dicht verschließen.
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Die in den 1 bis 5 gezeigten Einrichtungen können bspw. als Tankmodul für ein Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Elektrotankmodule aus dem Stand der Technik besitzen i.d.R. zusätzlich zu einer Tankklappe, welche die Mulde nach außen verschließt, noch eine oder zwei innenliegende Klappen, die die Steckdose an sich verschließen. Der Kunde/Bediener muss somit erst die Tankklappe öffnen, um danach zusätzlich die Steckdosenabdeckung zu öffnen. Bei einem Öffnungsmechanismus gemäß der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführung ist dies nicht notwendig, da lediglich die Tankklappe 10 geöffnet werden muss und in diesem Zuge auch die Steckdose zum Nassbereich freigeben wird.
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6 zeigt eine schematische Schnittansicht der Anordnung von 1 mit einer Tankklappe 10 in einer geschlossenen Stellung. Die Tankklappe 10 liegt an einer umlaufenden Kante des Gehäuses 12 an. An der Kante und/oder an der Tankklappe 10 können Dichtungselemente angeordnet sein. Verschlüsse 14 sind in den 6 bis 10 nicht gezeigt.
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7 zeigt eine schematische Schnittansicht der Tankklappe 10 in einer teilweise geöffneten Stellung. Über die Antriebseinheit 20 ist der Hebel 16 mit dem Antriebszapfen 24 verschwenkt worden. Die anderen Hebel 16 und 18 unterstützen die Bewegung und werden automatisch mit verschwenkt. Aufgrund der drehbaren Lagerung der Zapfen der Hebel 16 und 18 behält die Tankklappe 10 ihre Ausrichtung bei und wird selbst nicht verschwenkt.
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8 zeigt eine schematische Schnittansicht der Tankklappe 10 in einer im Wesentlichen zur Hälfte geöffneten Stellung. Die Ausrichtung der Tankklappe 10 hat sich dabei nicht verändert.
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9 zeigt eine schematische Schnittansicht der Tankklappe 10 in einer weiter geöffneten Stellung. Die Ausrichtung der Tankklappe 10 ist weiterhin beibehalten worden und die Tankklappe 10 gibt die Öffnung, gebildet durch das Gehäuse 12, fast vollständig frei.
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10 zeigt eine schematische Schnittansicht der Tankklappe 10 in einer geöffneten Stellung. Die Ausrichtung der Tankklappe 10 ist beibehalten worden und die Tankklappe 10 versperrt den Zugang zu einem Tankstutzen und/oder einer Ladesteckdose nicht. Die Tankklappe 10 befindet sich außerhalb einer Öffnung, gebildet durch das Gehäuse 12, und weist nur einen geringen Hebel bei einem Missbrauch auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Tankklappe
- 12
- Gehäuse
- 14
- Verschluss
- 16
- Hebel
- 18
- Hebel
- 20
- Antriebseinheit
- 21
- Platte
- 22
- Platte
- 24
- Antriebszapfen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19919251 A1 [0004]
- DE 29913204 U1 [0005]
