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Die
Erfindung betrifft einen Tankdeckel zum Verschließen des
Tankstutzens eines Tanks, der für die Aufbewahrung von
Betriebsstoffen für Kraftfahrzeuge, insbesondere einer
AdBlue-Lösung, bestimmt ist, wobei der Tankdeckel ein Gewinde
mit wenigstens einem Gewindegang aufweist, über das er
auf den Tankstutzen auf- und abschraubbar ist.
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Zur
Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen von Dieselmotoren setzt sich
zunehmend die selektive katalytische Reduktion (SCR) durch, bei
welcher eine Harnstoff-Wasser-Lösung – abgekürzt HWL
und häufig als AdBlue bezeichnet – in den Abgastrakt
des Dieselmotors eingespritzt wird. Dabei zerfällt der
Harnstoff zu Ammoniak, welcher mit den Stickoxiden reagiert – meist
unterstützt durch einen Katalysator – und diese
zu elementarem, gasförmigem Stickstoff reduziert. Für
die Zuführung von AdBlue geeignete Systeme sind beispielsweise
der
DE 10 2004
048 076 A1 und
DE 10 2004 048 075 A1 zu entnehmen (
vgl.
auch Spektrum der Wissenschaft, August 2007, S. 62 ff; auto, motor
und sport, 2007, Heft 17, S. 60 f).
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Zur
Mitführung der AdBlue-Lösung dienen Tanks, ähnlich
Kraftstofftanks, die mit einem Tankstutzen versehen sind, der mit
einem Tankdeckel verschließbar ist. Solche Tankdeckel haben
ein Gewinde mit wenigstens einem Gewindegang, über das
der Tankdeckel auf ein komplementäres Gewinde am Tankstutzen
aufgeschraubt und abgeschraubt werden kann.
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Bei
jedem Tankvorgang können kleine Mengen der AdBlue-Lösung
in den Bereich des Gewindes des Tankstutzens geraten. Dies kann
dadurch geschehen, dass der in den Tankstutzen hineinragende Teil
des Tankdeckels mit der Lösung benetzt ist und Tropfen
beim Abschrauben des Tankdeckels auf das stutzenseitige Gewinde
fallen. Daneben besteht auch die Möglichkeit, dass vor
oder nach dem Betanken kleine Mengen aus der Zapfpistole heraustropfen
und auf das stutzenseitige Gewinde treffen. Da sich der Gewindebereich
des Tankstutzens außerhalb des Dichtbereichs des Tankverschlusses
befindet, hat er auch nach Aufschrauben des Tankdeckels Kontakt
zur Umgebungsluft. Dies führt dazu, dass der in der Lösung
befindliche Harnstoff unter Abgabe von Wasser auskristallisiert.
Die hierdurch entstehenden Kristalle haben zur Folge, dass sich der
Drehwiderstand des Tankdeckels auf dem Tankstutzen erhöht
bis hin dazu, dass Tankdeckel und Tankstutzen verkleben oder verklemmen.
Das kann so weit gehen, dass der Tankdeckel nur noch mit Gewalt
vom Tankstutzen gelöst werden kann.
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Tankdeckel
für Kraftstofftanks weisen in der Regel eine in Aufschraubrichtung
wirksame Drehmomentbegrenzungseinrichtung, meist in Form einer Ratscheneinrichtung,
auf. Bei Anordnung einer solchen Drehmomentbegrenzungseinrichtung
ist der Tankdeckel zweiteilig ausgebildet, nämlich mit
einem von außen handhabbaren Griffteil und einem für
den Eingriff mit dem Tankstutzen bestimmten und deshalb das Gewinde
aufweisenden Eingriffsteil. Die zwischen beiden angeordnete Drehmomentbegrenzungseinrichtung
sorgt dafür, dass beim Aufschrauben des Tankdeckels eine
Trennung von Griffteil und Eingriffsteil erfolgt, wenn ein bestimmtes
Grenzdrehmoment überschritten wird. Das Griffteil läßt
sich dann weiter drehen, ohne das Eingriffsteil mitzunehmen. Hierdurch
kann bei axial beaufschlagten Dichtungen verhindert werden, dass
die Dichtung zu stark komprimiert und damit zerstört wird.
Außerdem erhält die Bedienungsperson durch das
erleichterte Weiterdrehen des Griffteils oder durch Ratschengeräusche die
Information, dass der Tankdeckel seine Endposition erreicht hat.
Beispiele solcher Drehmomentbegrenzungseinrichtungen finden sich
in der
DE 20 2005
004 197 U1 und
DE
203 13 900 U1 .
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Sofern
Tankdeckel mit Drehmomentbegrenzungseinrichtungen auch für
Tanks, die für zusätzliche zur Kristallbildung
neigende Betriebsstoffe bestimmt sind, verwendet werden, besteht
die Gefahr, dass das Aufschrauben des Tankdeckels wegen der oben
beschriebenen Verschmutzung durch Kristalle so schwergängig
wird, dass die Drehmomentbegrenzungseinrichtung bereits auslöst,
bevor der Tankdeckel voll ständig auf den Tankstutzen aufgeschraubt und
damit der Tank abgedichtet ist. Nach Auslösen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung
ist ein vollständiges Schließen des Tanks nicht
mehr möglich. Die Bedienungsperson erhält darüber
hinaus die – dann falsche – Information, dass
der Tankdeckel ordnungsgemäß seine Endposition
erreicht hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tankdeckel für
Tanks, die zur Mitführung zusätzlicher Betriebsstoffe
bestimmt sind, welche zur Kistallbildung neigen, so zu gestalten,
dass Schwergängikeit aufgrund der Kristallbildung möglichst
weitgehend vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der wenigstens eine Gewindegang zumindest eine Ausnehmung aufweist,
die wenigstens eine in Auf- und/oder Abschraubrichtung wirksame
Schabkante ausbildet. Grundgedanke der Erfindung ist es, über
eine oder mehrere Ausnehmungen im Gewinde des Tankdeckels wenigstens eine
Schabkante auszubilden, die die auf dem stutzenseitigen Gewinde
sitzenden Kristalle beim Auf- und/oder Abschrauben des Tankdeckels
abschaben, so dass sie sich nicht zwischen den beiden Gewinden festsetzen
können. Auf diese Weise wird die Gefahr der Ausbildung
von Schwergängigkeit wesentlich herabgesetzt, und der Tankdeckel
bleibt auch dann mit normalem Kraftaufwand auf- und abschraubbar,
wenn sich auf dem stutzenseitigen Gewinde aus den oben beschriebenen
Gründen Kristalle abgesetzt haben.
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Grundsätzlich
kommt es nicht darauf an, ob das Gewinde des Tankdeckels ein Innen-
oder Außengewinde ist. In der Regel wird es jedoch ein
Innengewinde sein.
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Sofern
mehrere Ausnehmungen – jeweils eine Schabkante ausbildend – vorgesehen
sind, sollten sie über den Umfang des Gewindes vorzugsweise
gleichmäßig verteilt sein. So bietet es sich beispielsweise
an, vier Ausnehmungen im Winkelabstand von 90° vorzusehen.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung(en)
bis zum untenseitigen Ende des Gewindes reicht bzw. reichen. Auf
diese Weise können die abgeschabten Kristalle nach unten
aus dem Bereich des Gewindes herausfallen. Anhaftende Flüssigkeit
wird weitergeschoben, so dass sie sich in den Ausnehmungen sammelt
und nach unten abtropfen kann. Eventuell noch verbleibende Flüssigkeit
kristallisiert zwar, kann jedoch beim nächsten Öffnen
abgeschabt werden. Vorzugsweise sollte(n) sich die Ausnehmung(en) über
die gesamte Höhe des Gewindes – also in axialer
Richtung des Tankdeckels – erstrecken.
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Für
die Ausnehmung(en) kommt eine Formgebung in Frage, bei der die Ausnehmung(en)
als sich in axialer Richtung erstreckende Nuten ausgeformt ist bzw.
sind.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, dass die
Erstreckung der Ausnehmung(en) in radialer Richtung der des Gewindegangs
entspricht, d. h. im Bereich der jeweiligen Ausnehmung ist das Gewinde
vollständig weggeschnitten. Es ist ferner zweckmäßig,
wenn sich die Schabkante(n) senkrecht zur Umfangsrichtung des Gewindegangs
erstreckt bzw. erstrecken, d. h. entsprechend der Steigung des Gewindegangs
etwas schräg zur Axialrichtung.
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Nach
der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Tankdeckel ein von
außen handhabbares Griffteil und ein mit dem Gewinde versehenes
Eingriffsteil aufweist und dass Griffteil und Eingriffsteil über
eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung gekoppelt sind, die in Aufschraubrichtung
beim Überschreiten eines Grenzdrehmoments eine Relativbewegung
des Griffteils zum Eingriffsteil in Aufschraubrichtung erlaubt,
in Abschraubrichtung jedoch eine drehfeste Verbindung gewährleistet.
Solche Drehmomentbegrenzungseinrichtungen sind – wie oben
erläutert – bei Tankdeckeln für Kraftstofftanks
bekannt und schützen die in einem Tankdeckel vorhandene
Dichtung davor, dass sie beschädigt wird, wenn ein zu großes
Drehmoment auf den Tankdeckel ausgeübt wird.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tankdeckel
einen Dichtring für die Anlage an dem Tankstutzen hat.
Er sollte oberhalb des Gewindes des Tankdeckels angeordnet sein.
Der Tankdeckel kann auch ein Über- und/oder ein Unterdruckventil
aufweisen, wie dies bei Tankdeckeln für Kraftstofftanks
der Fall ist.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Tankdeckel;
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2 einen
Längsschnitt durch den Tankdeckel gemäß 1 in
der Ebene A-A (1);
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3 einen
Längsschnitt durch den Tankdeckel gemäß den 1 und 2 in
der Ebene B-B (1);
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4 eine
Seitenansicht eines Tankverschlusses mit dem Tankdeckel gemäß den 1 bis 3;
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5 einen
Querschnitt durch den Tankverschluß gemäß 4 in
der Ebene C-C (4);
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6 einen
Längsschnitt durch den Tankverschluß gemäß den 4 und 5 in
der Ebene D-D (5);
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7 einen
Querschnitt durch den Tankverschluß gemäß den 4 bis 6 und
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8 einen
Längsschnitt durch den Tankverschluß gemäß den 4 bis 7 in
der Ebene E-E (7).
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Der
in den Figuren dargestellte Tankdeckel 1 ist im wesentlichen
zweiteilig aufgebaut. Er besteht aus einem kappenförmigen
Griffteil 2 und einem in das Griffteil 2 eingesetzten,
nach unten herausragenden Eingriffsteil 3. Das Eingriffsteil 3 ist
wiederum aufgeteilt in ein Oberteil 4 und einem mit diesem drehfest
verbundenen Unterteil 5.
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Griffteil
2 und
Eingriffsteil
3 sind über eine hier nicht näher
dargestellte Ratscheneinrichtung
6 derart gekoppelt, dass
in Abschraubrichtung, also in der Richtung, in der der Tankdeckel
1 von
einem Tankstutzen abgeschraubt wird, eine drehfeste Verbindung besteht,
in Aufschraubrichtung jedoch nur bis zu einem bestimmten, eingestellten
Grenzdrehmoment. Bei Überschreiten des Grenzdrehmoments wird
eine Ratschenverzahnung überwunden, wobei sich das Griffteil
2 weiterdreht,
während das Eingriffsteil
3 nicht mehr mitgenommen
wird. Das dabei verursachte Geräusch signalisiert der Betätigungsperson,
dass der Tankdeckel
1 seine aufgeschraubte Endposition
erreicht hat. Beispiele für solche Drehmomentbegrenzungseinrichtungen
sind der
DE 20 2005
004 197 U1 und
DE
203 13 900 U1 zu entnehmen. Sie sind jedoch nicht Gegenstand
der Erfindungsbeschreibung.
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Unterhalb
der Ratscheneinrichtung 6 ist in das Oberteil 4 ein
Dichtungsring 7 eingelegt. In die Innenseite des Unterteils 5 ist
ein Innengewinde 8 eingeformt, das von einem radial nach
innen vorstehenden Gewindegang 9 gebildet wird.
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In
das Innengewinde 8 sind über den Umfang gleichmäßig
verteilt vier nutenförmige Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 eingeformt,
die – wie insbesondere die 2 und 3 zeigen – leicht
trapezförmig ausgebildet sind und das Innengewinde 8 jeweils
unterbrechen. Die Ausnehmungen 10, 11, 12, 13 verlaufen
in axialer Richtung vom unteren Ende des Innengewindes 8 nach
oben. An den seitlichen Rändern werden von dem Gewindegang 9 Schabkanten – beispielhaft
mit 14, 15, 16, 17 bezeichnet – gebildet,
die sich jeweils in einer sich im wesentlichen radial und axial
erstreckenden Ebene befinden.
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Der
erfindungsgemäße Tankdeckel 1 ist in den
Darstellungen gemäß den 4 bis 8 in
auf einem Tankstutzen 18 aufgeschraubten Zustand dargestellt.
Der Tankstutzen 18 gehört zu einem hier nicht
näher dargestellten Tank und wird von einem zylindrischen
Einfüllkanal 19 durchsetzt. Im oberen Bereich
weist er außenseitig ein Außengewinde 20 mit
einem an das Innengewinde 8 angepaßten Gewindegang 21 auf.
Wie zu sehen ist, liegt der Dichtungsring 7 an der Außenseite
des Tankstutzens 18 oberhalb des Außengewindes 20 abdichtend
an.
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Bei
der Darstellung gemäß 6 befinden sich
die Ausnehmungen 10, 12 im Innengewinde 8 des
Tankdeckels 1 in der Schnittebene, so dass das Innengewinde 8 in
dem Gewindegang 9 jeweils nur stirnseitig zu sehen ist.
Die zugehörigen Schabkanten 14, 17 verlaufen
in axialer Richtung entlang des Gewindegangs 21 des Außengewindes 22.
In der Darstellung gemäß 8 ist zu
sehen, wie Innengewinde 8 und Außengewinde 20 ineinandergreifen,
da die Schnittebene E-E außerhalb von Ausnehmungen 10 bis 13 liegt
(vgl. 7).
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Die
Ausnehmungen 10 bis 13 und die hierdurch gebildeten
Schabkanten 14 bis 17 haben die Wirkung, dass
beim Auf- und Abschrauben des Tankdeckels 1 auf bzw. vom
Tankstutzen 18 eventuell auf ihm haftende Kristalle abgeschabt
werden und nach unten herausfallen. Auf diese Weise gelangen die Kristalle
nicht in den Bereich, in dem die beiden Gewindegänge 9, 21 in
Eingriff stehen (vgl. 8). Hierdurch wird ein Verklemmen
und damit eine Schwergängigkeit des Tankdeckels 1 vermieden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004048076
A1 [0002]
- - DE 102004048075 A1 [0002]
- - DE 202005004197 U1 [0005, 0026]
- - DE 20313900 U1 [0005, 0026]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - vgl. auch
Spektrum der Wissenschaft, August 2007, S. 62 ff; auto, motor und
sport, 2007, Heft 17, S. 60 f [0002]