DE4242244A1 - Handhabungsgerät zum automatischen Betanken von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät zum automa­ tischen Betanken von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Dieses bekannte Handhabungsgerät (DE-OS 14 82 693) ist als Verteilerkopf ausgebildet, der mittels eines Portal­ kranes für den Tankvorgang verfahrbar ist. Am Verteiler­ kopf ist die Zapfpistole mit dem Füllrohr befestigt, das zum Tanken aus dem Verteilerkopf herausgeschoben und in den Tankstutzen eingeführt wird. Mittels des Portalkrans wird der Verteilerkopf an die Tankklappe des zu betan­ kenden Kraftfahrzeuges herangeführt und das Füllrohr in den Tankstutzen eingeführt. Diese Betriebsweise setzt eine sehr lagegenaue Positionierung des Verteilerkopfes in bezug auf den Tankstutzen des Kraftfahrzeuges voraus. Kommt es während des Heran- und Einführens des Füllroh­ res zu Bewegungen des Kraftfahrzeuges, dann besteht die Gefahr, daß das Füllrohr nicht in den Tankstutzen ge­ langt, sondern auf die Karosserie des Kraftfahrzeuges trifft. Sie kann dabei die Karosserie des Kraftfahrzeu­ ges beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Handhabungsgerät so auszubilden, daß sich das Füllrohr mühelos in den Tankstutzen des zu betankenden Kraftfahrzeuges einführen läßt.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Handhabungsgerät erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Handhabungsgerät wird vor dem Einführen des Füllrohres in den Tankstutzen das Andock­ element an den Tankdeckel des Kraftfahrzeuges angedockt. Mit der Lageerkennungseinrichtung läßt sich das Andock­ element sehr genau zum Tankdeckel führen und an ihm festsetzen. Sobald der Andockvorgang abgeschlossen ist, besteht eine lagegenaue Positionierung des Handhabungs­ gerätes zum Tankstutzen des Kraftfahrzeuges. Darum läßt sich anschließend das Füllrohr ohne Schwierigkeiten in den Tankstutzen des Kraftfahrzeuges einführen. Sollten während des Heranführens des Füllrohres Relativbewegun­ gen zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Handhabungsgerät stattfinden, wirken sich diese Bewegungen nicht auf das problemlose Einführen des Füllrohres aus, da über das Andockelement jederzeit eine genaue Zuordnung von Tank­ deckel bzw. Tankstutzen und einzuführendem Füllrohr ge­ geben ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenan­ sicht ein erfindungsgemäßes Handhabungsgerät zum Betanken von Fahrzeugen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Handhabungsgerät ge­ mäß Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt sowie teilweise in Vorderansicht eine Hälfte des erfindungsgemäßen Handhabungsgerä­ tes,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine am Handha­ bungsgerät vorgesehene Öffnungseinrichtung zum Öffnen einer Tankklappe des zu betanken­ den Fahrzeuges,

Fig. 6 die Öffnungseinrichtung gemäß Fig. 5 beim Ab­ heben der Tankklappe,

Fig. 7 in vergrößerter Darstellung und teilweise in Ansicht und teilweise im Längsschnitt einen Teil eines Andockelementes des erfindungsge­ mäßen Handhabungsgerätes,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 in vergrößerter und perspektivischer Darstel­ lung das vordere Ende des Handhabungsgerätes mit dem Andockelement gemäß den Fig. 7 und 8,

Fig. 10 im Schnitt das Andockelement gemäß den Fig. 7 und 8 im angedockten Zustand an einem Tank­ deckel des zu betankenden Fahrzeuges,

Fig. 11 in schematischer Darstellung das erfindungs­ gemäße Handhabungsgerät vor dem Andockvor­ gang,

Fig. 12 in einer Darstellung entsprechend Fig. 11 das Handhabungsgerät, das an das zu betankende Fahrzeug angedockt ist.

Das Handhabungsgerät dient zur automatischen Betankung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen. Mit diesem Handhabungsgerät können flüssige oder gasförmige Kraftstoffe getankt werden, wie Benzin, Diesel, unter hohem Druck stehender Wasserstoff, Elektrolyte und der­ gleichen. Das Handhabungsgerät zeichnet sich durch eine hohe Robustheit gegen Vandalismus aus und ist wetterfest ausgebildet. Werden mit dem Handhabungsgerät Brennstoffe getankt, ist es entsprechend den jeweiligen Explosions­ schutz-Bestimmungen nach DIN/ISO bzw. EN ausgebildet.

Das Handhabungsgerät ist vorteilhaft ein Tankroboter 2, mit dem die Fahrzeuge vollautomatisch betankt werden können. Der Roboter 2 hat vorzugsweise eine Sechsachsen­ kinematik, so daß das am Handhabungsgerät vorgesehene Greifersystem 1 in allen sechs räumlichen Achsen geführt werden kann. Das Greifersystem 1 hat ein vorzugsweise zylindrisches Gehäuse 29 (Fig. 3), das, wie die Fig. 11 und 12 zeigen, um eine quer zu seiner Achse liegende Achse 30 schwenkbar mit einem Arm 31 des Handhabungsge­ rätes 2 verbunden ist. Das zylindrische Gehäuse 29 ragt teilweise in den Arm 31 und hat einen Boden 32, der das Gehäuse 29 gegenüber dem Arm 31 verschließt. Am gegen­ überliegenden Ende ist das Gehäuse 29 offen.

Im Gehäuse 29 ist ein in dessen Längsrichtung verschieb­ barer Schlitten 6 angeordnet, der mittels zweier diame­ tral einander gegenüberliegender Vorschubeinheiten 9 verfahrbar ist (Fig. 1 bis 3, 11 und 12). Der Schlitten 6 ist mit entsprechenden Führungselementen 33 in den Vorschubeinheiten 9 geführt (Fig. 11 und 12). Die Vor­ schubeinheiten 9 sind in herkömmlicher Weise ausgebil­ det. Die eine Vorschubeinheit 9 kann beispielsweise eine (nicht dargestellte) Gewindespindel aufweisen, die durch einen im Gehäuse 29 untergebrachten Motor 34 drehbar an­ getrieben werden kann. Auf dieser Gewindespindel sitzt das eine Führungselement 33 des Schlittens 6 mit einem entsprechenden Gewinde. Die andere Vorschubeinheit 9 kann eine (nicht dargestellte) Führungsstange aufweisen, auf der das andere Führungselement 33 des Schlittens 6 gelagert ist. Je nach Drehrichtung der Gewindespindel wird der Schlitten 6 in der gewünschten Richtung inner­ halb des Gehäuses 29 verschoben. In Fig. 11 befindet sich der Schlitten 6 in seiner zurückgefahrenen Stellung innerhalb des Gehäuses 29. In der Darstellung gemäß Fig. 12 ist der Schlitten 6 so weit verfahren worden, daß er teilweise aus dem freien Ende des Gehäuses 29 ragt.

Auf dem Schlitten 6 ist eine Spannvorrichtung 7 angeord­ net, mit der eine Zapfpistole 8 gehalten und fixiert wird. Die Zapfpistole 8 hat ein Füllrohr 10, das zum Be­ tanken in den Tankstutzen des Fahrzeuges eingeführt wird. Das Füllrohr 10 ragt über das vom Arm 31 abgewand­ te Ende des Schlittens 6. Die Zapfpistole 8 ist über ei­ ne Torsionskupplung 11 mit einem Kraftstoffschlauch 12 verbunden, der durch eine Öffnung im Boden 32 des Gehäu­ ses 29 in den Arm 31 des Handhabungsgerätes 2 sich er­ streckt. Der Kraftstoffschlauch 12 ist in bekannter Wei­ se mit einem (nicht dargestellten) Kraftstofftank ver­ bunden. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Kraftstoff­ schlauch durch Führungen 14 geführt, die sowohl im Ge­ häuse 29 als auch im Arm 31 angeordnet sind. Vorteilhaft sind die Führungen 14 frei drehbar gelagerte Rollen, die so angeordnet sind, daß der Kraftstoffschlauch 12 in seiner Längsrichtung leicht bewegt werden kann. Vorteil­ haft sind diese Rollen 14 jeweils über den Umfang des Kraftstoffschlauches verteilt angeordnet; beispielsweise sind jeweils drei Rollen in Form eines Dreieckes zuein­ ander angeordnet, so daß sie tangential am Kraftstoff­ schlauch 12 anliegen.

Um das Gehäuse 29 und damit das Greifersystem 1 um die Achse 30 gegenüber dem Arm 31 zu verschwenken, ist vor­ zugsweise zentrisch durch den Arm 31 eine Antriebswelle 35 geführt (Fig. 1 und 2), auf der drehfest ein senk­ recht von ihr abstehender Arm 36 sitzt, der am freien Ende mit einem Kupplungsteil 37 versehen ist, das in ein Kupplungsteil 38 eingreift. Es ist Bestandteil eines Ar­ mes 39, der drehfest auf der Schwenkachse 30 sitzt. Durch Drehen der Antriebswelle 35 wird somit über die beschriebene Kupplung 37, 38 das Greifersystem 1 um die Achse 30 geschwenkt.

Das Handhabungsgerät 2 ist mit einem Andockelement 3 versehen, das in den Fig. 1 und 2 schematisch darge­ stellt ist. Es befindet sich im Bereich außerhalb des Gehäuses 29 des Greifersystems 1 und dient dazu, das Handhabungsgerät 2 für den Tankvorgang an den Tankstut­ zen des Fahrzeuges anzudocken. Wie die Fig. 11 und 12 zeigen, ist das Andockelement 3 an einem Träger 40 befe­ stigt, der mit Vorschubantrieben 13 relativ zum Gehäuse 29 verfahrbar ist. Die Vorschubantriebe 13 können bei­ spielsweise Hydraulik- oder Pneumatikzylindereinheiten sein, die im Gehäuse 29 des Greifersystems 1 angeordnet sind (Fig. 1 bis 3, 11 und 12). Durch Ausfahren von Kol­ benstangen 41 (Fig. 12) wird der Träger 40 aus der Aus­ gangsstellung gemäß Fig. 11 in die Betriebsstellung ge­ mäß Fig. 12 verschoben.

Der Träger 40 hat eine nach Art einer Buchse ausgebilde­ te Führung 42 für das Füllrohr 10 der Zapfpistole 8 (Fig. 1 und 2). In der Ausgangslage gemäß Fig. 11 ragt das Füllrohr 10 nur wenig in Richtung auf das Andockele­ ment 3 über die Führung 42. Wird zum Betanken das Füll­ rohr 10 in noch zu beschreibender Weise in die Tankstel­ lung gemäß Fig. 12 verschoben, dann wird durch die Füh­ rung 42 sichergestellt, daß das Füllrohr einwandfrei in die Arbeitslage verschoben werden kann.

Um Toleranzen hinsichtlich der Positionierung der Füh­ rung 42 einfach ausgleichen zu können, ist der Träger 40 mit entsprechenden Ausgleichselementen 4 versehen (Fig. 1, 2, 11 und 12), die über den Umfang der Führung 42 verteilt angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Aus­ gleichselemente 4 als zentrisch angeordnete elastische Elemente mit hoher Axialsteifigkeit ausgebildet. Solche Ausgleichselemente sorgen dafür, daß die Führung 42 und damit das Füllrohr 10 der Zapfpistole 8 zentrisch in be­ zug auf das Andockelement 3 ausgerichtet sind und darum einfach in den Tankstutzen des Fahrzeuges eingeführt werden können.

Während des Tankvorganges kann es zu Bewegungen des Fahr­ zeuges relativ zum Handhabungsgerät kommen. Aus diesem Grunde sind am Träger 30 elektronische Sensoren 5 vorge­ sehen, die Wegmeßeinrichtungen, Dehnungsmeßstreifen oder dergleichen sein können. Sie erfassen Bewegungen des zu betankenden Fahrzeuges gegenüber dem Greifersystem 1 und geben entsprechende Signale an eine (nicht dargestellte) Steuereinheit, die aufgrund dieser Signale das Greifer­ system 1 und damit das Füllrohr 10 sofort nachführt, so daß eine Beschädigung des Tankstutzens bzw. des Fahrzeu­ ges und/oder des Greifersystems 1 zuverlässig verhindert wird.

Im Bereich des freien Endes des Greifersystems 1 ist ei­ ne Öffnungseinrichtung vorgesehen, mit der die Tankklap­ pe des Fahrzeuges geöffnet werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist diese Öffnungseinrichtung in den Fig. 1 bis 3, 11 und 12 nicht dargestellt. Die Ausbil­ dung der Öffnungseinrichtung soll anhand der Fig. 4 bis 6 erläutert werden.

Im Gehäuse 29 des Greifersystems 1 ist die Öffnungsein­ richtung 43 untergebracht, die mit einem eigenen Vor­ schubantrieb, zum Beispiel einer Kolben-Zylinder-Ein­ heit, zum Öffnen der Tankklappe aus dem Gehäuse 29 aus­ gefahren werden kann. Der Vorschubantrieb ist in den Fig. 4 bis 6 nicht dargestellt. Die Bauteile der Öff­ nungseinrichtung 43 sind vorteilhaft auf einem (nicht dargestellten) Träger angeordnet, der mittels des Vor­ schubantriebes aus dem Gehäuse 29 herausfahrbar ist.

Die Öffnungseinrichtung 43 hat einen in Achsrichtung des Gehäuses 29 verlaufenden Tragarm 44, der am freien Ende einen Schwenkarm 18 trägt. Er ist um eine senkrecht zum Tragarm 44 und zur Achse des Gehäuses 29 liegende Achse 45 schwenkbar. Der Schwenkarm 18 ist als einarmiger He­ bel ausgebildet, der mit seinem einen Ende um die Achse 45 schwenkbar am Tragarm 44 angelenkt ist und dessen an­ deres Ende eine Rolle 16 trägt, die frei drehbar auf ei­ ner senkrecht vom Schwenkarm 18 abstehenden Achse 46 ge­ lagert ist.

Der Schwenkarm 18 ist an seinem einen Ende mit einer Um­ lenkrolle 47 versehen, die drehfest mit dem Schwenkarm 18 verbunden und am freien Ende des Tragarmes 44 gela­ gert ist. Die Umlenkrolle 47 ist über einen Riemen 48 oder dergleichen mit einer weiteren Umlenkrolle 49 an­ triebsverbunden, die auf dem Träger der Öffnungseinrich­ tung 43 gelagert ist. Mit der Umlenkrolle 49 ist dreh­ fest ein erster Parallelogrammlenker 50 verbunden, der ebenfalls auf dem Träger der Öffnungseinrichtung 43 ge­ lagert ist. Der Parallelogrammlenker 50 ist an seinem anderen Ende an einem Träger 51 angelenkt, der zwei Saugnäpfe 15 trägt, mit denen die Tankklappe des zu be­ tankenden Fahrzeuges in noch zu beschreibender Weise er­ faßt und geöffnet wird. Am Träger 51 ist das eine Ende eines weiteren Parallelogrammlenkers 52 angelenkt, des­ sen anderes Ende in nicht näher dargestellter Weise am Träger der Öffnungseinrichtung 43 angelenkt ist. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, liegen die beiden Parallelo­ grammlenker 50, 52 in zueinander parallelen Ebenen. Der Träger 51 liegt, wie sich aus Fig. 4 ergibt, unter einem Winkel zur Längsrichtung der Parallelogrammlenker 50, 52. Die Saugnäpfe 15 sind vorteilhaft lösbar mit dem Träger 51 verbunden, so daß sie bei Bedarf leicht ausge­ wechselt werden können.

Die Umlenkrolle 49 hat wesentlich größeren Durchmesser als die Umlenkrolle 47.

Zum Verschwenken der Parallelogrammlenker 50, 52 ist ein (nicht dargestellter) Antrieb vorgesehen, der entweder an einem der Parallelogrammlenker oder an der Umlenkrol­ le 49 angreifen kann. Wenn sich das Handhabungsgerät 2 bzw. dessen Greifersystem 1 der Tankklappe des Fahrzeu­ ges nähert, ist die Öffnungseinrichtung 43 aus dem Ge­ häuse 29 des Greifersystems 1 ausgefahren und nimmt die in Fig. 5 dargestellte Lage ein, in der sich die Saug­ näpfe 15 sowie auch die übrigen Teile der Öffnungsein­ richtung im wesentlichen außerhalb des Gehäuses befin­ den. Um die Tankklappe des Fahrzeuges zu öffnen bzw. ab­ zuheben, wird der Antrieb eingeschaltet, so daß die Par­ allelogrammlenker 50, 52 im Uhrzeigersinn schwenken. Da der Parallelogrammlenker 50 drehfest mit der Umlenkrolle 49 verbunden ist, wird sie bei diesem Schwenkvorgang entsprechend gedreht. Über den Antriebsriemen 48 wird dadurch die Umlenkrolle 47 um die Achse 45 gedreht. Da­ durch wird gleichzeitig mit dem Verschwenken der Paral­ lelogrammlenker 50, 52 der Schwenkarm 18 mit der Rolle 16 im Uhrzeigersinn um die Achse 45 geschwenkt. Aufgrund der Untersetzung zwischen den beiden Umlenkrollen 47, 49 ist der Schwenkweg des Schwenkarms größer als der Schwenkweg der Parallelogrammlenker 50, 52. Um einen schlupffreien Antrieb zwischen den beiden Umlenkrollen 47, 49 zu gewährleisten, ist der Riemen 48 vorteilhaft ein Zahnriemen, der in eine entsprechende Verzahnung der Umlenkrollen 47, 49 eingreift. Die Parallelogrammlenker 50, 52 mit dem Träger 51 bilden ein Getriebe 17, das über das Untersetzungsgetriebe 47 bis 49 mit dem Schwenkarm 18 antriebsverbunden ist. Der Schwenkarm 18 wird infolge der beschriebenen Ausbildung zwangläufig um die Achse 47 gedreht, wenn die Parallelogrammlenker 50, 52 verschwenkt werden.

In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 5 bilden die Saugnäp­ fe 15 das vordere Ende der Öffnungseinrichtung 43. Die Rolle 16 ist in bezug auf die Saugnäpfe 15 zurückge­ setzt. Nähert sich daher das Handhabungsgerät 2 senk­ recht auf die Tankklappe des Fahrzeuges, kommen nur die Saugnäpfe 15 mit der Tankklappe in Berührung, nicht je­ doch die Rolle 16. Dadurch ist eine Beschädigung des Fahrzeuges beim Tankvorgang ausgeschlossen.

Um eine Saugwirkung zu erreichen, sind die Saugnäpfe 15 über Anschlüsse 53, 54 an (nicht dargestellte) Sauglei­ tungen des Handhabungsgerätes angeschlossen. Wenn die Saugnäpfe 15 an die Tankklappe angelegt sind, erfolgt über diese Saugleitung die Absaugung, beispielsweise nach dem Venturiprinzip, wodurch ein einwandfreier Kraftschluß zwischen den Saugnäpfen 15 und der Tankklap­ pe 19 erreicht wird. Während dieses Ansaugvorganges sind die Parallelogrammlenker 50, 52 vorzugsweise arretiert, so daß ungewollte Bewegungen der Öffnungseinrichtung 43 während des Ansaugvorganges verhindert werden. Dies kann durch eine Bremse, eine Rasteinrichtung oder dergleichen erfolgen. Sobald sich die Saugnäpfe 15 an der Tankklappe 19 festgesaugt haben, wird die Arretierung der Paralle­ logrammlenker 50, 52 gelöst und der beschriebene Antrieb eingeschaltet, so daß die Tankklappe 19 geöffnet wird. Das Greifersystem 1 bewegt sich entlang einer vorgegebe­ nen Bahn um die Schwenkachse der Tankklappe 19, bis sie teilweise geöffnet ist. Durch die Relativbewegung zwi­ schen den Saugnäpfen 19 und dem Gehäuse 29 des Greifer­ systems 1 bewegt sich die Rolle 16 um die Tankklappe 19. Die Saugluft wird dann abgestellt. Das Greifersystem 1 setzt die Öffnungsbewegung fort, so daß es nicht in den Schwenkbereich der Fahrzeugtüren gerät. Dadurch besteht nicht die Gefahr, daß die Tür beim Öffnen während des Tankvorganges an das Handhabungsgerät 2 anschlägt. Die Tankklappe 19 rastet in der geöffneten Endstellung ein. Dann kann die Öffnungseinrichtung 43 durch Entlüften der Saugnäpfe 15 von der Tankklappe 19 zurückgefahren und nach Zurückschwenken in die Lage gemäß Fig. 5 in das Ge­ häuse 29 des Greifersystems 1 zurückgefahren werden. Durch entsprechende Anschläge gelangt die Öffnungsein­ richtung 43 beim Zurückschwenken in die Lage gemäß Fig. 5 in eine definierte Ruhestellung.

Anschließend bewegt sich das Handhabungsgerät 2 auf den nunmehr zugänglichen Tankdeckel 22 des Fahrzeuges zu (Fig. 10). Damit das Füllrohr 10 exakt in den Tankstut­ zen 55 des Fahrzeuges eingeführt werden kann, ist das Handhabungsgerät mit einer optischen Signalerfassung 56 versehen (Fig. 7 und 8), durch welche sichergestellt wird, daß das Andockelement 3 genau zentrisch am Tank­ deckel 22 andocken kann. Zu diesem Zweck ist das Andock­ element mit Bildleitern 20 und Lichtleitern 21 versehen, die um 120° versetzt im Andockelement 3 untergebracht sind. Die Lichtleiter 21 enden jeweils in einer Leucht­ diode 59, die im Bereich des Greifersystems 1 unterge­ bracht ist. Die drei Bildleiter 20 enden in einem (nicht dargestellten) Anschlußstück, das an eine Zeilenkamera verdrehfest angeschraubt ist. Die Leiter 20, 21 liegen vor Witterung und mechanischer Beschädigung geschützt unter einer lichtdurchlässigen Abdeckung 57, die vor­ zugsweise durch einen Hartglaseinsatz gebildet ist. Die Leiter 20, 21 sind in axial verlaufenden Hohlräumen 58 des Andockelementes 3 untergebracht Das von den Leuchtdioden 59 am Ende der Lichtleiter 21 ausgesandte Licht tritt durch die Abdeckung 57 hindurch und fällt auf den Tankdeckel 22. Das an ihm reflektierte Licht wird von den Bildleitern 20 erfaßt und der Zeilen­ kamera zugeleitet, welche die von den Bildleitern zuge­ führten Signale auswertet. Da die Bild- und Lichtleiter 20, 21 über den Umfang des Andockelementes 3 verteilt angeordnet sind, kann mit den Lichtbündeln nahezu der gesamte Tankdeckel 22 erfaßt werden. Mittels dieser Sig­ nalerfassung 56 kann einfach festgestellt werden, welche Lage der Tankdeckel einnimmt, ob er beispielsweise schon geöffnet ist und dergleichen. Die Zeilenkamera kann dann entsprechende Signale zur Steuereinheit des Handhabungs­ gerätes 2 senden, das dann die entsprechenden Manipula­ tionen vornehmen kann. Mit der Signalerfassung 56 können außerdem Hindernisse im Weg vom Greifersystem 1 zum Tankdeckel 22 erfaßt werden, wie zum Beispiel eine Hand, eine zugefallene Tankklappe, ein falsch aufgedrehter Tankdeckel usw. Wie Fig. 8 zeigt, sind beispielhaft in jedem Hohlraum 58 zwei Lichtleiter 21 untergebracht, zwischen denen mit Abstand ein Bildleiter 20 verläuft.

Mit dem Andockelement 3 und der Signalerfassung 56 läßt sich das Handhabungsgerät 2 für den Tankvorgang nach dem Öffnen der Tankklappe 19 genau an den Tankdeckel 22 an­ schließen. In angedocktem Zustand wird das Andockelement 3 vorzugsweise verrastet. Das Andockelement 3 ist aus mit geringem Abstand nebeneinander liegenden elastischen Zungen 27 gebildet, die parallel zueinander verlaufen. Zwischen benachbarten Zungen 27 befinden sich Schlitze 25, die in Achsrichtung des Andockelementes 3 verlaufen (Fig. 7 bis 9). Die Zungen 27 sind am freien Ende mit einem radial nach innen gerichteten hakenförmigen Rast­ teil 60 versehen. Seine Ober- und Unterseite 61 und 62 (Fig. 7) verlaufen in Richtung auf die ebene Stirnseite 63 des Rastteiles konvergierend. Infolge der geneigten Ober- und Unterseite 61, 62 läßt sich das Andockelement 3 leicht in die Raststellung bringen und ebenso einfach wieder aus der Raststellung lösen. Die Rastteile 60 er­ strecken sich jeweils über die gesamte Breite der ela­ stischen Zungen 27. Mit den Rastteilen 60 ist eine schnell lösbare Verbindung zwischen dem Andockelement 3 und dem Tankdeckel 22 gewährleistet. Der Tankdeckel 22 ist mit einer innenseitigen Ringnut 23 versehen, in die die Rastteile 60 des Andockelementes 3 eingreifen. Der Tankdeckel 22 ist durch eine Klappe 24 geschlossen, die um eine Achse 64 schwenkbar gelagert ist, die senkrecht zur Andockrichtung 65 liegt. An dem der Schwenkachse 64 diametral gegenüberliegenden Bereich ist in der Ringnut 23 ein Verriegelungselement 66 schwenkbar gelagert, das mit einem Haken 67 in eine umfangsseitige Nut 68 der Klappe 24 in der Verriegelungsstellung eingreift.

Der Durchmesser der Klappe 24 ist kleiner als der Innen­ durchmesser des Andockelementes 3, jedoch größer als die lichte Weite zwischen den Stirnseiten 63 der Rastteile 60. Wird das Andockelement 3 in Andockrichtung 65 an die geschlossene Klappe 24 herangeführt, dann gelangen die Rastteile 60 mit ihren Schrägseiten 62 an einem abge­ schrägten Rand 69 der Klappe 24 sowie am Verriegelungs­ element 66 zur Anlage. Wird das Andockelement 3 weiter in Andockrichtung 65 herangeführt, schwenken die Rast­ teile 60 das Verriegelungselement 66 in die Freigabe­ stellung und die Klappe 24 in die in Fig. 10 dargestell­ te Offenstellung. Das Verriegelungselement 66 ist im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet. Der eine Schenkel 70 des Verriegelungselementes 66 weist am freien Ende den Haken 67 auf.

In der Verriegelungsstellung ist das Verriegelungsele­ ment 66 so angeordnet, daß seine beiden Schenkel 70, 71 entgegen der Andockrichtung 65 gerichtet sind. Dadurch gelangen die Rastteile 60 des Andockelementes 3 zwischen die beiden Schenkel 70, 71 (Fig. 10). Während des An­ dockvorganges wird darum das Verriegelungselement 66 in seine Freigabestellung geschwenkt, während gleichzeitig die Klappe 24 in der beschriebenen Weise in die Öff­ nungsstellung geschwenkt wird (Fig. 10). In der Rast­ stellung des Andockelementes 3 übergreift der abge­ schrägte Rand 69 der Klappe 64 sowie der Schenkel 70 des Verriegelungselementes 66 die entsprechenden Rastteile 60. Dadurch ist das Andockelement 3 während des nachfol­ genden Einführens des Füllrohres 10 in den Tankstutzen 55 einwandfrei ausgerichtet. Da das Andockelement 3 die federelastischen Zungen 27 aufweist, gestaltet sich der Andockvorgang sehr einfach und problemlos. Die Zungen 27 haben nur eine geringe Wandstärke, so daß in Verbindung mit den Längsschlitzen 25 die geforderte Flexibilität des Andockelementes 3 erreicht wird.

Wie Fig. 8 zeigt, kann das Andockelement 3 mit einem Überzug 26 versehen sein, vorzugsweise einem Gummiüber­ zug. Er ist vorteilhaft gasdicht ausgebildet, so daß während des Tankvorganges die entstehenden Kraftstoffga­ se über das Andockelement 3 abgesaugt werden können. Da­ durch treten die gesundheitsschädlichen Kraftstoffdämpfe nicht aus dem Tankstutzen 55 ins Freie. Das Handhabungs­ gerät 2 ist in diesem Falle mit einer entsprechenden Ab­ saugleitung versehen, in der beispielsweise ein Filter untergebracht sein kann, in dem die schädlichen Kraft­ stoffteile aufgefangen werden.

Zum Tankvorgang wird von ,der Spannvorrichtung 7 zunächst die Zapfpistole 8 übernommen und das Greifersystem 1 in eine definierte Ausgangslage zur Tankklappe 19 des zu betankenden Fahrzeuges positioniert. Anschließend wird die Öffnungseinrichtung 43 in der beschriebenen Weise aus dem Gehäuse 29 des Greifersystems 1 ausgefahren und mit den Saugnäpfen 15 die Tankklappe 19 geöffnet. An­ schließend wird die Öffnungseinrichtung 43 wieder in ih­ re Ausgangslage zurückgefahren. Nachdem die Tankklappe 19 geöffnet und eingerastet ist, bewegt sich das Handha­ bungsgerät 2 auf den Tankdeckel 22 zu. Die genaue Aus­ richtung des Andockelementes 3 in bezug auf den Tankdec­ kel 22 wird durch die beschriebene optische Signalerfas­ sung 56 erreicht. Eventuelle leichte Bewegungen des Fahrzeuges während dieser Annäherungsphase können über diese optische Signalerfassung 56 leicht ausgeglichen werden. Ist ein vorgegebener Abstand des Andockelementes 3 zum Tankdeckel 22 erreicht, erfolgt der Andockvorgang. Hierbei wird das Andockelement 3 über den Träger 40 in Achsrichtung des Gehäuses 29 des Greifersystems 1 gerad­ linig an den Tankdeckel 22 herangefahren. Die Rastteile 60 des Andockelementes 3 treffen hierbei in der be­ schriebenen Weise auf die Klappe 24 des Tankdeckels 22 auf. Da die lichte Weite des Andockelementes im Bereich der Rastteile 60 kleiner ist als der Durchmesser der Klappe 24, werden die Zungen 27 des Andockelementes 3 elastisch aufgeweitet und gleichzeitig das Verriege­ lungselement 66 und die Klappe 24 in die Offenstellung geschwenkt. Vorteilhaft kann das Andockelement 3 zusätz­ lich um seine Achse gedreht werden, wodurch ein sicheres Einrasten des Andockelementes in die Ringnut 23 des Tankdeckels 22 sichergestellt ist. Schließlich rasten die Rastteile 60 in der beschriebenen Weise an der Klap­ pe 24 des Tankdeckels 22 und am Verriegelungselement 66 ein. Damit ist der Andockvorgang abgeschlossen und das Greifersystem 1 in bezug auf den Tankdeckel 22 ausge­ richtet. Die toleranzausgleichenden Elemente 4 und die elektronischen Sensoren 5 bewirken beim Andockvorgang eine Nachgiebigkeit bzw. eine aktive Nachführung des Greifersystems 1.

Nach Beendigung des Andockvorganges wird der Schlitten 6 mittels der Vorschubeinheiten 9 aus dem Gehäuse 29 des Greifersystems 1 in die in Fig. 12 dargestellte Lage herausgefahren. Das Füllrohr 10 tritt durch das Andock­ element 3 hindurch und wird durch den offenen Tankdeckel 22 in den Tankstutzen 55 eingeführt. Eine eventuell im Tankstutzen 55 befindliche Bleifreiklappe 72 wird hier­ bei vom Füllrohr 10 aufgestoßen. Nunmehr kann der Betan­ kungsvorgang erfolgen.

Während des Tankvorganges werden die Kraftstoffdämpfe in der beschriebenen Weise über das Andockelement 3 abge­ saugt.

Nach Beendigung des Tankvorganges wird das Füllrohr 10 mittels des Schlittens 6 in die Ausgangslage zurückge­ fahren (Fig. 11). Die Bleifreiklappe 72 schließt unter Federkraft automatisch. Anschließend wird das Andockele­ ment 3 mittels des Trägers 40 in die Ausgangslage gemäß Fig. 11 zurückgefahren. Die Klappe 24 des Tankdeckels 22 wird dadurch freigegeben, so daß sie unter Federkraft in ihre Schließstellung zurückschwenkt, in der sie selbst­ tätig durch das Verriegelungselement 66 verriegelt wird.

Im Notfall, zum Beispiel bei unerwartet startendem Fahr­ zeug, werden das Füllrohr 10 und das Andockelement 3 schlagartig zurückgefahren, beispielsweise durch eine Schnellentlüftung des Vorschubantriebes.

Bei ordnungsgemäßem Ablauf wird nach dem Zurückfahren des Andockelementes 3 die Tankklappe 19 mittels des Greifersystems 1 wieder am Fahrzeug angebracht.

Das Greifersystem 1 wird vom Handhabungsgerät 2 in sechs Freiheitsgraden geführt, so daß eine problemlose automa­ tische Betankung des Fahrzeuges gewährleistet ist. Mit dem Greifersystem 1 wird die Zapfpistole 8 mit dem Kraftstoffschlauch 12 aufgenommen, die Tankklappe 19 und der Tankdeckel 22 geöffnet und eine Kupplung zwischen dem Tankdeckel 22 und dem Handhabungsgerät 2 erreicht. Das Andockelement 3 ist federelastisch ausgebildet, so daß auch bei angekoppeltem Greifersystem 1 Bewegungen des Fahrzeuges durch entsprechend elastische Verformung der Zungen 27 des Andockelementes 3 ausgeglichen werden können. Mit den Sensoren 5, den Bildleitern 20 und den Lichtleitern 21 ist ein sicheres Andocken des Greifersy­ stems 1 an das Kraftfahrzeug sichergestellt. Das Handha­ bungsgerät 2 läßt sich sehr schnell und rasch an das Kraftfahrzeug andocken. Die Ausgleichselemente 4 sorgen für einen Toleranzausgleich bei Lagedifferenzen zwischen dem Greifersystem 1 und dem Tankdeckel 22. Die elektro­ nischen Sensoren 5 führen das Greifersystem bei Bewegun­ gen des Kraftfahrzeuges während des Andockvorganges rasch nach, so daß der Andockvorgang zuverlässig durch­ geführt werden kann. Mit den Bildleitern 20 und den Lichtleitern 21 kann die Lage des Tankdeckels 22 zuver­ lässig erfaßt werden. Außerdem werden durch diese Ele­ mente unerwartete Hindernisse im Arbeitsraum des Andock­ elementes 3 zuverlässig erfaßt. Das Füllrohr 10 ist vor­ zugsweise elastisch ausgebildet, so daß eine Beschädi­ gung des Kraftfahrzeuges beim Einführen in den Tankstut­ zen 55 sowie beim Herausziehen aus dem Tankstutzen eben­ falls vermieden werden.

Claims (27)

1. Handhabungsgerät zum automatischen Betanken von Kraftfahrzeugen, mit mindestens einer Halterung für eine Zapfpistole, an die wenigstens ein Kraftstoff­ schlauch angeschlossen ist und die ein Füllrohr auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsgerät (2) zum Andocken an den Tankdeckel (22) des Kraftfahr­ zeuges wenigstens ein Andockelement (3) aufweist, dem eine Lageerkennungseinrichtung (56) zugeordnet ist, die an eine Steuerung des Handhabungsgerätes (2) angeschlossen ist.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockelement (3) elastisch nachgiebig ausgebildet ist.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockelement (3) mit Abstand nebeneinander liegende federelastische Zungen (27) aufweist.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (27) vorzugs­ weise am freien Ende jeweils wenigstens ein Rastteil (60) aufweisen.

5. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsein­ richtung (56) im Andockelement (3) untergebracht ist.

6. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsein­ richtung (56) in den Zungen (27) untergebracht ist.

7. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsein­ richtung (56) Bildleiter (20) und Lichtleiter (21) aufweist.

8. Handhabungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildleiter (20) an ein Bildaufnahmegerät, vorzugsweise eine Zeilenkame­ ra, angeschlossen sind.

9. Handhabungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (21) je­ weils in einer Leuchtdiode (59) enden.

10. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageerkennungsein­ richtung (56) hinter einer lichtdurchlässigen Abdeckung (57) liegt.

11. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockelement (3) an einem Träger (40) vorgesehen ist, der zwischen einer Ruhe- und einer Betriebslage verstellbar ist.

12. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Greifersystem (1) zum Öffnen der Tankklappe (19) des Kraftfahrzeuges aufweist.

13. Handhabungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (1) zwischen einer Ruhe- und einer Betriebslage ver­ stellbar ist.

14. Handhabungsgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (1) wenigstens einen Saugnapf (15) aufweist.

15. Handhabungsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugnapf (15) an ei­ ne Saugleitung angeschlossen ist.

16. Handhabungsgerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugnapf (15) mit­ tels eines Antriebes (17), vorzugsweise eines Paral­ lelogrammgestänges (50 bis 52), verstellbar ist.

17. Handhabungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Antrieb (17) eine Rolle (16) verschwenkbar ist.

18. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) auf einem Schlitten (6) vorgesehen ist, der in einem Ge­ häuse (29) des Greifersystems (1) verfahrbar ist.

19. Handhabungsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (6) mit der Halterung (7) in der Ruhelage innerhalb des Ge­ häuses (29) des Greifersystems (1) untergebracht ist.

20. Handhabungsgerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (6) unab­ hängig vom Träger (40) des Andockelementes (3) ver­ stellbar ist.

21. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (10) der Zapfpistole (8) durch das Andockelement (3) hindurch in den Tankstutzen (55) des Kraftfahrzeuges einführ­ bar ist.

22. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (10) feder­ elastisch ausgebildet ist.

23. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß über das Andockelement (3) beim Tankvorgang entstehende Kraftstoffdämpfe absaugbar sind.

24. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockelement (3) mit einem gasdichten Überzug (26) versehen ist.

25. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß dem Andockelement (3) Ausgleichselemente (4) zum Toleranzausgleich beim Andockvorgang zugeordnet sind.

26. Handhabungsgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichselemente (4) elastisch ausgebildet sind.

27. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifersystem (1) in sechs räumlichen Achsen führbar ist.