DE4422557C1 - Integrierter Tankverschluß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitstankverschluß für Kraftfahrzeuge, bei denen der Kraftstofftank verdeckt angeordnet ist.

Personenkraftwagen Caravans und vergleichbare Fahrzeuge weisen in der Regel einen Tankverschluß auf, bei dem der Tankeinfüllstutzen mit einem schraub- oder schwenkbaren Verschlußdeckel versehen ist. Tankeinfüllstutzen und Ver­ schlußdeckel sind aus sicherheitstechnischen Gründen in einer Karosseriemulde an geordnet, die aus ästhetischen und funktionalen Gründen vielfach durch eine Verschlußklappe verdeckt ist.

Beim Betankungsvorgang muß zunächst die Verschlußklappe weggeschwenkt werden, um den Zugang zum Verschlußdeckel zu ermöglichen. Aus ergonomischen Gründen sind dabei Mindestabmessungen für die Verschlußklappe und den Verschlußdeckel zu realisieren. Nach dem Wegschwenken der Verschlußklappe kann nachfolgend der Verschlußdeckel vom Tankeinfüllstutzen entfernt und separat abgelegt werden.

Als nachteilig erweist sich dabei, daß es bei der Manipulation des Verschlußdeckels leicht zu Verunreini­ gungen der Hände oder der Bekleidung des Autofahrers kommen kann, da die größte Zahl der Tankstellen im Selbst­ bedienungsmodus arbeitet.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich unmittelbar neben dem Tankeinfüllstutzen in der Regel keine Ablage­ flächen für den Verschlußdeckel finden. Damit ist eine Ablage des Verschlußdeckels auf anderen Teilen des PKW′s oder auf der Kraftstoffzapfsäule vorbestimmt. Damit besteht die latente Gefahr, daß es der Kraftfahrzeugführer nach Abschluß des Betankungsvorganges, insbesondere an Selbst­ bedienungseinrichtungen, versäumt, den Tankeinfüllstutzen ordnungsgemäß zu verschließen. Neben dem Verlust des Verschlußdeckels geht damit auch die Gefahr einher, daß es bei voll betanktem Fahrzeug zu Schwappverlusten von überströmendem Kraftstoff kommt, der unter Umständen ungehindert in das Erdreich dringen kann und die Umwelt belastet.

Desweiteren entsteht ein erhöhtes Sicherheitsrisiko im Falle eines Unfalls, z. B. bei einer frontalen Kollision mit einem anderen Fahrzeug, weil der dann spontan und in größeren Mengen aus tretende Kraftstoff leicht zu einer Explosion oder einem Brand führen kann.

Daneben bietet der Tankverschluß eines PKWs auch die Möglichkeit gewaltsamer Manipulationen. Um Unberechtigten den Zugang zum Kraftstofftank zu erschweren weisen Tank­ verschlüsse daher in der Regel im Verschlußdeckel eine integrierte Sicherheitsschließeinrichtung auf.

Zur Erleichterung des Betankungsvorganges sind verschiedene Lösungen bekannt, bei denen eine an der Karosserie angeschlagene Verschlußklappe und der Verschlußdeckel des Tankeinfüllstutzens mechanisch miteinander verbunden sind, so daß beim Herausführen oder -schwenken aus der Karosseriemulde beide Teile gleichzeitig bewegt werden.

So ist in der DE-OS 23 29 015 ein Tankverschluß beschrie­ ben, bei dem eine Tankverschlußklappe über einen Exzenter mechanischen Druck auf den stopfenförmig ausgebildeten Tankverschluß ausübt.

Gravierender Nachteil dieser Lösung ist, daß aufgrund unzureichend gelöster Dichtungsprobleme nicht verhindert werden kann, daß Kraftstoff an dem als Preßsitz ausge­ führten, topfförmigen Verschlußdeckel vorbei entweichen kann. Ebenso besteht die Gefahr, daß es bei einer Kollision des Fahrzeuges, insbesondere bei einem überschlag, zu einer Deformation der Verschließeinrichtungen kommt und in der Folge der topfförmige Deckel vom Tankeinfüllstutzen abge­ rissen wird.

Eine vergleichbare Lösung ist in der DE-GM 17 18 440 be­ schrieben. Auch hier ist die Verschlußklappe am Dom des Einfüllstutzens schwenkbar gelagert. Die axial verschieb­ bare, federelastische Kopplung des Verschlußdeckels mit der Verschlußklappe erfolgt über eine stiftförmige Verbindung.

Diesem Grundprinzip folgt auch die Tankverschlußeinrichtung gemäß EP 0096 604. Die mechanische Verbindung der schwenk­ baren Abdeckklappe mit dem Verschlußdeckel erfolgt durch ein Zylinderschloß. Hierbei ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, durch eine Drehbewegung den Verschlußdeckel durch eine an sich bekannte Bajonettsicherung zu arretieren.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Funktionsfähigkeit der kompletten Baugruppe relativ hohe Fertigungstoleranzen in axialer Richtung in bezug auf den Tankeinfüllstutzen voraussetzt. Auch ist die Lösung so beschaffen, daß durch Fertigungs- und Montagetoleranzen bei der Karosserie die Abdeckklappe keinen genauen und bündigen Abschluß zur umgebenden Beblechung der Karosserie ermöglicht.

Die Patentschrift FR 25 38 785 schlägt ebenfalls eine Lösung vor, die auf der Kopplung von Verschlußklappe und Tankdeckel durch ein kombiniertes Schloß abstellt. Dabei sind Verschlußklappe und Tankverschluß separat schwenkbar. Auch diese Lösung setzt die Einhaltung kleinster Fertigungs- und Montagetoleranz voraus, um sowohl eine hohe Funktionssicherheit der Baugruppe als auch den aus ästhetischen Gründen geforderten gering tolerierten Übergang von Verschlußklappe zum umgebenden Karosserieblech zu garantieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu eleminieren und einen Tankverschluß zu schaffen, der eine sichere und bedienerfreundliche Hand­ habung garantiert, ohne daß der Verschlußdeckel beim Betankungsvorgang unmittelbar manuell betätigt und zwischenzeitlich ablegt werden muß.

Daneben soll der Tankverschluß im Falle einer Havarie, insbesondere bei einem seitlichen Auffahrunfall oder beim Überschlagen des Fahrzeuges ein Abreißen des Verschluß­ deckels vom Tankeinfüllstutzen verhindern.

Weiterhin soll der integrierte Tankverschluß eine hohe Sicherheit gegenüber äußeren Manipulationen garantieren und insbesondere dem Versuch eines gewaltsamen Eindringens in den Tankinnenraum widerstehen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vorzugsweise Weiter­ bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Der integrierte Tankverschluß besteht aus der Verschluß­ klappe (16), die den äußeren Abschluß der Tankmulde gegenüber der Fahrzeugkarosserie bildet, dem Verschluß­ deckel (18), der im geschlossenen Zustand für eine gasdichte Abdichtung der Mündung des Verschlußsockels (12) des Tankeinfüllstützens (14) sorgt, der in eine Karosseriemulde (10) hineinragt und einem Mitnehmer (24), der eine flexible Kopplung des Verschlußdeckels (18) mit der Verschlußklappe (16) ermöglicht.

Das Öffnen oder Schließen des Tankeinfüllstutzens (14) erfolgt gemeinsam mit dem Öffnen bzw. Schließen der Verschlußklappe (16). Bei geschlossener Verschlußklappe (16) ist der Verschlußdeckel (18) drehfest und abdichtend mit dem Verschlußsockel (12), bei geöffneter Verschluß­ klappe jedoch mit derselben verbunden.

Die Festlegung des Verschlußdeckels (18) auf dem Verschlußsockel (12) erfolgt durch einen bekannten Bajonettverschluß, bei dem zwei Zapfen, die am Umfang des Teiles des Verschlußdeckels (18) angeordnet sind, der der Mündung des Verschlußsockels (12) zugewandt ist, fluchtend in entsprechende Aussparungen im Verschlußsockel (12) eingreifen. Durch eine nachfolgende Drehbewegung des Verschlußdeckels (18) wird dieser in bekannter Weise mit dem Verschlußsockel (12) axial verspannt und damit der Tankeinfüllstutzen (14) gasdicht verschlossen.

Die Drehbewegung des Verschlußdeckels (18) wird realisiert durch eine Verzahnung (30), die sich auf dem Umfang oder der Stirnfläche des Verschlußdeckels (18) befindet.

Die Verzahnung (30) steht im Eingriff mit einer in der Karosseriemulde (10) verschiebbar gelagerten Zahnstange (32), die mit einem Servomotor mit Schneckengetriebe oder einem vom Fahrgastinnenraum manuell zu betätigenden Bowden­ zug oder einer anderen, gleichwirkenden Betätigungs­ einrichtung verbunden und verschiebbar ist.

Wird nach der axialen Verschiebung der Zahnstange (32) und dem dadurch bewirkten Verdrehen des Verschlußdeckels (18) in seine Offenstellung die Verschlußklappe (16) geöffnet, so wird der Verschlußdeckel (18) vom Mitnehmer (24) ge­ halten. Damit kann durch den Bediener (Fahrer, Tankwart) die Zapfpistole unmittelbar in den Tankeinfüllstutzen (14) eingeführt werden.

Wird die Verschlußklappe (16) geschlossen, so wird die Zahnstange (32) von einer Verriegelungsmechanik (38) frei­ gegeben. Damit kann die Zahnstange (32) durch eine Druckfeder (40) wieder in ihre Verschlußstellung zurück­ geführt werden. Dabei wird zugleich der Verschlußdeckel (18) auf dem Verschlußsockel (12) des Tankeinfüllstutzens (14) fixiert.

Der Mitnehmer (24) ist ein mit der Verschlußklappe (16) verbunden es Element, in das der vom Verschlußsockel (12) abgewandte Teil des Verschlußdeckels (12) bei geschlossener Verschlußklappe (16) eingreift. Die flexible Verbindung von Mitnehmer (24) und Verschlußklappe (16) ist form- oder kraftschlüssig ausgebildet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Schnittdarstellung der Heck­ partie eines PKW

Fig. 2 Die Innenseite einer geöffneten Verschlußklappe mit Verschlußdeckel, der vom Mitnehmer gehalten wird.

Fig. 3 Eine Explosivdarstellung nach Fig. 2 mit Ver­ schlußsockel, Verschlußdeckel und an der Ver­ schlußklappe angeordneten Mitnehmer

Fig. 4 Eine alternative Ausgestaltung des integrierten Tankverschlusses mit einer Außenverzahnung in einer Schnittdarstellung

Fig. 5 Ein integrierter Tankverschluß gemäß Fig. 4 in eingebautem Zustand und bei verschlossenem Ver­ schlußdeckel in einer Schnittdarstellung

Fig. 1 zeigt den in Wagenmitte im Bereich der Hinterachse angeordneten Tank (4) eines PKW. Dieser Tank ist mittels Schraubverbindungen an den Laschen (6) mit der selbsttragenden Karosserie verbunden. Das Befüllen des Tankes mit Kraftstoff erfolgt bei geöffneter Verschlußklappe (16) und abgehobenem Verschlußdeckel (18) über den Tankeinfüllstutzen (14). Zur Kompensation von Fertigungs- und Montagetoleranzen und als zusätzlicher Schutz bei Unfällen und Kollisionen ist der Tankeinfüllstutzen (14) durch ein elastisches Verbindungsstück (8) mit dem Tank (4) verbunden. Der Verschlußsockel (12) mit Verschlußdeckel (18) ist innerhalb einer Karosseriemulde (10) vertieft angeordnet. Dadurch wird bewirkt, daß es bei Deformationen der Karosserieteile (2) nicht zu einem sofortigen Abscheren des Verschlußsockels (12) vom Tankeinfüllstutzen (14) kommt.

In einer ersten Ausführungsform nach Fig. 2 besteht der integrierte Tankverschluß aus einer in den Verschluß­ klappenlagerungen (17) schwenkbar angeordneten Verschluß­ klappe (16).

An der Innenwandung der Verschlußklappe (16) ist durch Punktschweißverbindungen ein Mitnehmer (24) angeordnet, der aus einem U- förmigen Blechprofil besteht. Der hervor­ kragende Steg des Blechprofils weist eine kreisförmige Aussparung auf. An zwei diametralen Punkten der kreis­ förmigen Aussparung befinden sich zusätzliche schlitz­ förmige Ausnehmungen. In diese, als Bajonettverschluß (44) ausgebildeten Ausnehmungen ragen die zwei Zapfen des Bajonettverschlusses (42) des Verschlußdeckels (18) bei geschlossenem Verschlußdeckel (18) fluchtend hin.

Durch eine in der Karosseriemulde (10) angeordnete Zahn­ stange (32), die in eine auf dem Umfang des scheiben­ förmigen Mittel teils des Verschlußdeckels (18) angeordnete Verzahnung (30) eingreift, wird der Verschlußdeckel (18) durch die Drehbewegung vom Verschlußsockel (12) gelöst. Dabei werden die zapfenförmigen Aufsätze des Bajonett­ verschlusses (46) von dem als Gegenstück ausgebildeten Bajonettverschluß (48) des Verschlußsockels (12) frei­ gegeben. Durch die Drehbewegung beim Öffnen des Verschluß­ deckels (18) werden die außenliegenden Zapfen des Bajonettverschlusses (42) verdreht und greifen hinter die kreisförmige Ausnehmung des Bajonettverschlusses (44) des Mitnehmers (24). In dieser Position kann die Verschluß­ klappe (16) mit dem vom Mitnehmer (24) gehaltenen und fixierten Verschlußdeckel (18) vom Verschlußsockel (12) weggeschwenkt werden. Der Verschlußsockel (12) liegt nunmehr frei und ermöglicht eine leichte Einführung der Zapfpistole in den Tankeinfüllstutzen (14).

Das Schließen des integrierten Tankverschlusses erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei zunächst die Verschlußklappe (16) mit dem geführten Verschlußdeckel (18) an den Verschlußsockel (12) herangeschwenkt wird. Durch die axiale Verschiebung der Zahnstange (32) führt der Verschlußdeckel (18) eine Drehbewegung aus, wobei der Bajonettverschluß (46) und (48) eine gegenseitige, gasdichte Verspannung von Verschlußsockel (12) und Verschlußdeckel (18) bewirken. Die Abdichtung zwischen Verschlußdeckel (18) und Verschluß­ sockel (12) erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Kunststoffdichtung.

Durch die Drehbewegung des Verschlußdeckels (18) beim Verschließen des Verschlußsockels (12) werden die zapfenförmigen Aufsätze des Bajonettverschlusses (42) in eine Position gedreht, bei der sie berührungslos in der im wesentlichen formschlüssigen Aussparung des Bajonett­ verschlusses (44) ruhen. Falls in dieser Position die Verschlußklappe (16) durch gewaltsames Öffnen oder als Folge eines Unfalls abgerissen werden sollte, so würden die dabei wirkenden Kräfte nicht auf den Verschlußdeckel (18) übertragen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Verschlußdeckel (18) mehrteilig zu gestalten und den außen­ liegenden, scheibenförmigen Ansatz mit Bajonettverschluß (42) durch eine Klebverbindung mit dem mittleren Teil des Verschlußdeckels (18), der die Verzahnung (30) trägt, zu verbinden. Diese Klebverbindung würde im Falle eines Crash die Funktion einer Sollbruchstelle übernehmen.

Die Axialbewegung der Zahnstange erfolgt im einfachsten Fall durch einen nicht näher dargestellten Bowdenzug, der von einem im Fahrgastinnenraum angeordneten Hebel betätigt werden kann. Die Rückstellung der Zahnstange (32) beim Schließen des integrierten Tankverschlusses erfolgt durch eine Druckfeder (40). Eine Verriegelungsmechanik (38) bewirkt, daß die bewegten Teile des integrierten Tankverschlusses bei geöffneter Stellung in ihrer Position arretiert werden.

In einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 weist die Verschlußklappe (16) einen Lagerschaft (22) auf, auf dessen zylindrischem Teil ein Mitnehmer (24) drehbar angeordnet ist. Auf dem Außenumfang des zylindrischen Mittel teils des Mitnehmers (24) ist eine Verzahnung (30) aufgebracht. In diese Verzahnung (30) greift analog zum Ausführungsbeispiel 1 eine Zahnstange (32) ein, die axial beweglich in einer nicht näher dargestellten Führung in der Karosserieangeordnet ist. Durch die Axialverschiebung der Zahnstange wird auf dem Mitnehmer (24) ein Drehmoment erzeugt. Dieses Drehmoment wird von der nicht näher dargestellten Innenverzahnung im kalottenförmigen Teil des Mitnehmers (24) auf die stirnseitige Außenverzahnung (26) des Verschlußdeckels (18) übertragen. Der Mitnehmer (24) ist auf dem Lagerschaft (22) drehbar angeordnet. Der Lagerschaft (22) ist über einen Lagerkragen (21) mit der Verschlußklappe (16) verbunden.

Der permanente Eingriff des verdrehbar angeordneten Mit­ nehmers (24) auf die stirnseitige Außenverzahnung (26) des Verschlußdeckels (18) wird durch eine Zugfeder (28) reali­ siert. Um im Falle einer Kollision etwaige Relativ­ bewegungen zwischen dem Verschlußdeckel (18) und dem Mit­ nehmer (24) zu kompensieren, sind der Verschlußdeckel (18) und der Mitnehmer (24) kalottenförmig ausgebildet in der Art, daß der Mitnehmer (24) auf dem Verschlußdeckel (18) taumelfähig aufsitzt und diesen im Kollisionsfall nicht abreißen kann.

Durch die Drehbewegung des Mitnehmers (24) und des Verschlußdeckels (18) wird ein Öffnen oder Schließen des Tankverschlusses bewirkt. Das Abheben des Verschlußdeckels (18) erfolgt beim Aufklappen der Verschlußklappe (16) durch eine vorgespannte Zugfeder (28), die an einer Federöse (27) des Verschlußdeckels (18) angelenkt und mit einer Federnase am Lagerkragen (21) verbunden ist. Auftretende Reibkräfte bei der Drehbewegung zwischen Mitnehmer (24) und Lager­ kragen (21) werden durch einen Gleitring (50) minimiert.

Die Abdichtung zwischen der Innenwandung des Verschluß­ deckels (18) und dem Verschlußsockel (12) erfolgt in an sich bekannter Weise durch einen Dichtring (52). Der Verschlußdeckel (18) wird in geschlossenem Zustand durch eine Druckfeder (58) gegen den Kragen des Verschlußsockels (12) gepreßt, die in einer Federaufnahme (60) angeordnet ist.

Claims (7)

1. Integrierter Tankverschluß mit schraubbarem Verschlußdeckel und verbundener Verschlußklappe, dadurch gekennzeichnet,
daß der drehbare Verschlußdeckel (18) über einen axial drehbaren Mitnehmer (24) mit der schwenkbar gelagerten Verschlußklappe (16) flexibel gekoppelt ist und daß bei geschlossener Verschlußklappe (16) der Verschlußdeckel (18) drehfest und abdichtend auf dem Verschlußsockel (12) aufsitzt und bei geöffneter Verschlußklappe (16) mit dieser verbunden ist,
daß der Verschlußdeckel (18) eine umfangsseitige Verzahnung (30) aufweist, die mit einer Zahnstange (32) oder einem Zahnsegment in Eingriff steht,
daß die Zahnstange (32) oder das Zahnsegment mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist.

2. Integrierter Tankverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer (24) an der Innenwandung der Verschluß­ klappe (16) fest angeordnet ist,
daß bei geschlossenem Verschlußdeckel (18) Formelemente des Verschlußdeckels (18) in Aussparungen des Mitnehmers (24) fluchtend hineinragen, die bei einer Drehbewegung beim Öffnen des Verschlußdeckels (18) hinter die Aussparungen des Mitnehmers (24) greifen und den Verschlußdeckel (18) in dieser Lage fixieren.

3. Integrierter Tankverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (24) drehbar auf einem Lagerschaft (22) angeordnet ist, der mit der Innenwandung der Verschluß­ klappe (16) fest verbunden ist und daß der Mitnehmer (24) den Verschlußdeckel (18) umschließt.

4. Integrierter Tankverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (24) formschlüssig mit einer stirn­ seitigen Profilierung des Verschlußdeckels (18) in Ver­ bindung steht.

5. Integrierter Tankverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (24) kraftschlüssig mit der Stirnseite des Verschlußdeckels (18) verbunden ist.

6. Integrierter Tankverschluß nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Mitnehmer (24), Verschlußklappe (16) und/oder Verschlußdeckel (18) eine Sollbruchstelle auf­ weist.

7. Integrierter Tankverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung der Zahnstange (32) oder des Zahnsegmentes ein Servomotor mit Schneckengetriebe, ein hydraulisch er oder pneumatischer Stellantrieb oder ein Seilzug ist.