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Die
Erfindung betrifft einen Tankstutzen für Kraftfahrzeugtanks
mit einem den Tankstutzen durchsetzenden Einfüllkanal,
in dem eine Verschlussklappe angeordnet ist, sowie mit einer Sperreinrichtung,
die wenigstens ein Sperrelement aufweist, welches in einer Sperrstellung
derart in Sperreingriff mit der Verschlussklappe steht, dass die
Verschlussklappe in einer Schließstellung blockiert ist, wobei
die Sperreinrichtung wenigstens einen Betätigungsvorsprung
aufweist, der in den Einfüllkanal in Füllrichtung
vor der Verschlussklappe hineinragt und mit dem zumindest einen
Sperrelement kinematisch derart gekoppelt ist, dass durch Einschieben
einer Zapfpistole mit einem bestimmten Mindestquerschnitt in den
Füllkanal der zumindest eine Betätigungsvorsprung
aus seiner Ausgangsstellung gegen die Wirkung einer Rückstellfeder
nach außen verdrängt und hierdurch das zumindest
eine Sperrelement aus der Sperrstellung in eine die Blockade der Verschlussklappe
aufhebende Freigabestellung bewegt wird, in der die Verschlussklappe
durch weiteres Einführen der Zapfpistole in eine Offenstellung
aufstoßbar ist.
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Die
Zapfpistolen von Tankstellen haben je nach dem, welcher Kraftstoff
damit zugeführt werden soll, unterschiedliche Durchmesser.
Einen großen Durchmesser haben die Zapfpistolen für
Dieselkraftstoff und die für bleihaltiges Benzin, während
die für bleifreies Benzin einen geringen Durchmesser haben.
An diese unterschiedlichen Durchmesser sind die Einfüllkanäle
von Tankstutzen angepasst, d. h. die Tankstutzen für mit
bleifreiem Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen haben einen Einfüllkanal
mit einem so geringen Durchmesser, dass nur eine Zapfpistole für
bleifreies Benzin eingeführt werden kann, während
die anderen Zapfpistolen nicht eingesteckt werden können.
Einen großen Durchmesser haben die Einfüllkanäle
von Tankstutzen für mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeugen.
In deren Einfüllkanal passt eine Zapfpistole für
Dieselkraftstoff (allerdings damit auch alle anderen Zapfpistolen).
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Mit
dieser gegenseitigen Anpassung von Zapfpistolen und Einfüllkanalquerschnitten
wird verhindert, dass in Tanks für mit bleifreiem Benzin
betriebenen Kraftfahrzeugen bleihaltiges Benzin oder Dieselkraftstoff
eingefüllt wird und hierdurch der Katalysator zerstört
wird. Umgekehrt bieten solche Tankstutzen keine Gewähr
dafür, dass nicht versehentlich in den Tank eines mit Diesel
betriebenen Kraftfahrzeuges Benzin eingefüllt wird. Letzteres
kann die Zerstörung des Dieselmotors zur Folge haben.
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Um
dies zu verhindern, wird in den Einfüllkanal eines Tankstutzens,
der für den Tank eines mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeuges
bestimmt ist, eine Verschlussklappe angeordnet, die sich normalerweise
durch Einwirkung einer Federkraft in Schließstellung befindet
und die mit einer Sperreinrichtung zusammenwirkt, die ein Öffnen
der Verschlussklappe nur dann zulässt, wenn in den Einfüllkanal
eine für Dieselkraftstoff vorgesehene Zapfpistole, also
eine solche mit großem Durchmesser, eingeführt
wird. Hierzu weist die Sperreinrichtung zumindest ein Sperrelement
auf, das in seiner Sperrstellung mit der Verschlussklappe in deren
Schließstellung derart in Eingriff steht, dass die Verschlussklappe
in Richtung auf ihre Offenstellung hin blockiert ist. Das Sperrelement
ist mit Betätigungsvorsprüngen gekoppelt, die
in Sperrstellung des Sperrelements in den Einfüllkanal
in Füllrichtung vor der Verschlussklappe hineinragen. Durch
Einschieben einer für Dieselkraftstoff vorgesehenen Zapfpistole
werden die Betätigungsvorsprünge radial nach außen
verdrängt und bewegen hierdurch das Sperrelement in eine
Freigabestellung, in der die Verschlussklappe frei beweglich ist.
Durch weiteres Einschieben der Zapfpistole wird dann die Verschlussklappe
gegen eine Federwirkung in ihre offenstellung verschwenkt.
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Die
Betätigungsvorsprünge ragen nur soweit in den
Einfüllkanal hinein, dass ein freier Querschnitt bleibt,
den eine Zapfpistole für Benzin wegen deren geringeren
Querschnitts passieren kann. Beim Einstecken einer solchen Zapfpistole
werden die Betätigungsvorsprünge und damit das
Sperrelement nicht beaufschlagt mit der Folge, dass die Verschlussklappe
blockiert bleibt. Ein weiteres Einführen der Zapfpistole
und damit ein Betanken mit ungeeignetem Kraftstoff ist dann nicht
möglich.
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Eine
Sperreinrichtung der vorbeschriebenen Art ist beispielsweise aus
der
US 3,730,216 A bekannt.
Sie hat allerdings nur einen einzigen Betätigungsvorsprung.
Diese Lösung ist relativ unsicher, weil der Betätigungsvorsprung
durch schräges Einführen einer Benzin-Zapfpistole
beaufschlagt werden kann mit der Folge, dass die Sperreinrichtung
die Verschlussklappe freigibt und eine Betankung mit Benzin möglich
ist. Um insoweit eine höhere Sicherheit zu erreichen, ist
es beispielsweise aus der
DE
40 39 269 C1 ,
DE
100 51 212 A1 und
DE
101 26 207 A1 bekannt, über den Umfang der Verschlussklappe
verteilt mehrere Betätigungsvorsprünge und damit
gekoppelte Sperrelemente vorzusehen. Es hat sich jedoch gezeigt,
dass es auch dann durch ungeschickte oder aber auch manipulierende
Bewegung einer Zapfpistole geringen Durchmessers möglich
ist, die Betätigungsvorsprünge im Wesentlichen
zeitgleich so zu beaufschlagen, dass sämtliche Sperrelemente die
Verschlussklappe freigeben. Dem kann nur durch Erhöhung
der Anzahl auf vier bis acht Sperrelemente entgegen gewirkt werden,
allerdings nur unter Inkaufnahme eines hohen konstruktiven und Montageaufwands.
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Aus
diesem Grund ist in der
DE 20 2007 004 208 U1 vorgeschlagen, die
Sperreinrichtung so auszubilden, dass Sperrelemente und Verschlussklappe Eingriffselemente
aufweisen, die derart geformt sind, dass sie in Sperrstellung der
Sperrelemente und in Schließstellung der Verschlussklappe
nicht in Eingriff befindlich sind, jedoch bei Verschwenken der Verschlussklappe
in Richtung deren Offenstellung in Eingriff kommen. Die Eingriffselemente
sind hierzu hakenförmig ausgebildet. Auf diese Weise ist
ein minimales Verschwenken der Verschlussklappe durch Krafteinwirkung
mittels der Zapfpistole möglich. Hierdurch erfolgt aber
ein solcher Eingriff zwischen Verschlussklappe und Sperrelement,
dass die Sperrelemente blockiert werden, d. h. auch durch Krafteinwirkung
auf die Betätigungsvorsprünge nicht mehr in Freigabestellung
bewegbar sind. Wird eine für Benzin bestimmte Zapfpistole
in einen solchen Tankstutzen zentral eingeführt, kann zwar
die Verschlussklappe ein wenig aufgestoßen werden. Dies
führt jedoch zu einem Verhaken der Eingriffselemente mit
der Verschlussklappe unter Blockierung der Sperrelemente, so dass
ein seitliches Auslenken der Zapfpistole und damit eine Beaufschlagung
eines Betätigungsvorsprungs und des zugehörigen
Sperrelements nicht mehr zu einer Bewegung des Sperrelements in
Freigabestellung führen kann. Diese Ausbildung der Sperreinrichtung
ist immer noch aufwendig und zudem toleranzempfindlich.
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Einen
anderen Weg gehen die Tankstutzen gemäß der
DE 10 2004 002 994
B3 und
DE
10 2007 000 183 A1 . Bei diesen Tankstutzen sind Sperreinrichtung
und Verschlussklappe separate Einrichtungen, die nicht miteinander
gekoppelt sind. Die Sperreinrichtung weist über den Umfang
des Einfüllkanals verteilte Betätigungsvorsprünge
auf, die radial nach außen beweglich sind und mit einem
zur Sperreinrichtung gehörenden Verschlussmechanismus gekoppelt
sind. Dabei können die Betätigungsvorsprünge
Teil eines an einer Stelle getrennten Betätigungsrings
sein (
DE 10 2004
002 994 B3 ). Bei Beaufschlagung der Betätigungsvorsprünge
mit einer Diesel-Zapfpistole wird der Verschlussmechanismus aus einer
geschlossenen in eine geöffnete Stellung bewegt. Die Zapfpistole
kann dann die Sperreinrichtung passieren und die in Füllrichtung
dahinter angeordnete Verschlussklappe aufstoßen. Mit einer
Benzin-Zapfpistole gelingt dies nicht.
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Die
Ausbildung der Sperreinrichtung als von der Verschlussklappe separates
Sperrsystem hat den Nachteil, dass hierdurch die Bauhöhe
erheblich vergrößert wird, ohne dass hierdurch
ein Sicherheitsgewinn erzielt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Tankstutzen der
eingangs genannten Gattung eine sichere und einfach herzustellende
Sperreinrichtung vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Rückstellfeder für den zumindest einen
Betätigungsvorsprung als Ringfeder ausgebildet ist, die
den Füllkanal und den zumindest einen Betätigungsvorsprung
umgibt und deren Durchmesser durch Bewegung des zumindest einen
Betätigungsvorsprungs aufweitbar ist, und dass das zumindest
eine Sperrelement entlang des Umfangs der Verschlussklappe zwischen
Sperrstellung und Freigabestellung beweglich geführt ist,
wobei die Ringfeder mit dem zumindest einen Sperrelement derart
kinematisch gekoppelt ist, dass das zumindest eine Sperrelement
beim Aufweiten der Ringfeder infolge der Verdrängung des
zumindest einen Betätigungsvorsprungs aus der Sperrstellung
in die Freigabestellung bewegt wird.
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Grundgedanke
der Erfindung ist es also, die Radialbewegung des zumindest einen
Betätigungsvorsprungs bei Beaufschlagung durch eine Diesel-Zapfpistole
mit Hilfe einer Ringfeder in eine Bewegung des zumindest einen Sperrelements
in Richtung des Umfangs der Verschlussklappe zu bewirken, also bei
einer kreisförmigen Verschlussklappe in eine Drehbewegung
um die Verschlussklappe. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die Enden
der Ringfeder bei deren Durchmesservergrößerung
in Umfangsrichtung bewegen. Dabei nehmen sie das zumindest eine
Sperrelement mit und sorgen auf diese Weise für dessen
Bewegung aus der Sperrstellung in die Freigabestellung. Wird der
zumindest eine Betätigungsvorsprung nicht mehr beaufschlagt,
stellt die Ringfeder ihn wieder zurück und nimmt dabei
auch das Sperre lement mit, so dass es wieder die Sperrstellung einnimmt.
Die erfindungsgemäße Sperreinrichtung zeichnet
sich durch eine geringe Anzahl von Teilen und trotzdem störungsfreie
Funktion aus.
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In
Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ringfeder mit
einem Ende an dem zumindest einen Sperrelement befestigt ist, da
die Enden einer solchen Ringfeder bei einer Durchmessererweiterung
um einen bestimmten Betrag den größten Umfangsweg
zurücklegen.
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Die
Ringfeder muss den Füllkanal nicht vollständig
umgeben. Es kann deshalb auch eine klammerartige Ausbildung mit
beabstandeten Ringenden ausreichen. Als zweckmäßig
hat sich jedoch eine Ringfeder erwiesen, bei der sich die Endabschnitte überlappen – also
ein geschlossener Ring vorliegt –, wobei die Ringfeder
auch mehrfach gewickelt oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
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Vorzugsweise
sollte die Ringfeder den zumindest einen Betätigungsvorsprung
im Bereich des der Verschlussklappe benachbarten Endes umgeben,
da die Ringfeder dann in unmittelbarer Nähe des Sperrelements
liegt.
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Der
zumindest eine Betätigungsvorsprung sollte Teil eines sich
zur Verschlussklappe hin verjüngenden Betätigungstrichters
sein. Auf diese Weise wird die eingesteckte Zapfpistole zentriert
geführt. Dabei kann es ausreichend sein, wenn der Betätigungstrichter
nur einen einzigen be weglichen Betätigungsvorsprung aufweist,
ansonsten jedoch starr ausgebildet ist. Aus Sicherheitsgründen
vorzuziehen ist jedoch eine Ausführungsform, bei der der
Betätigungstrichter von einer Mehrzahl von über
den Umfang nebeneinander angeordneten Betätigungsvorsprüngen
gebildet ist, beispielsweise von sechs bis zehn Betätigungsvorsprüngen.
Diese können an ihren der Verschlussklappe entfernt liegenden
Enden an einem vorzugsweise ungeteilten Haltering angelenkt sein.
Eine besonders hohe Sicherheit wird dann erreicht, wenn der Betätigungstrichter
quer zur Füllachse des Füllkanals verschieblich,
also im Ergebnis schwimmend geführt ist. Dann ist es praktisch ausgeschlossen,
dass mit Hilfe einer Benzin-Zapfpistole eine Aufweitung des Betätigungstrichters
erzielt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest
eine Sperrelement und die Verschlussklappe sich radial erstreckende Sperrstege
aufweisen, die sich in Sperrstellung überlappen und in
Freigabestellung nicht. Sperrelement und Verschlussklappe sind also
nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet, und bilden in Sperrstellung
eine Drehverriegelung. Vorzugsweise sollten jeweils zwei Paare von
einander zugeordneten Sperrstegen vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung
der Verschlussklappe um 180° beabstandet sind. Sie befinden
sich immer gemeinsam in Sperrstellung oder in Freigabestellung.
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Schließlich
ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Sperrelement als drehbar
gelagerte Sperrhülse ausgebildet ist, die den zumindest
einen Betätigungsvorsprung, insbesondere den Betätigungstrichter,
zumindest teilweise umgibt.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Tankstutzen mit eingeführter Benzin-Zapfpistole;
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2 einen
Längsschnitt durch den Tankstutzen gemäß 1 mit
eingeführter Diesel-Zapfpistole;
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3 einen
Querschnitt durch den Tankstutzen gemäß den 1 und 2 in
Sperrstellung der Sperreinrichtung;
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4 eine
perspektivische Darstellung des Tankstutzens in der Sperrstellung
gemäß 3 mit Teilschnitten;
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5 einen
Querschnitt durch den Tankstutzen gemäß den 1 und 2 in
Freigabestellung der Sperreinrichtung;
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6 eine
perspektivische Darstellung des Tankstutzens in der Freigabestellung
gemäß 5 mit Teilschnitten.
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Der
in den Figuren dargestellte Tankstutzen 1 weist eine im
Wesentlichen zylindrische Stutzenhülse 2 auf,
die von einer Stutzenkappe 3 umgeben ist. Die Stutzenkappe 3 lässt
obenseitig eine Einführöffnung 4 frei.
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In
die Stutzenhülse 2 eingesetzt ist ein Betätigungstrichter 5,
der obenseitig einen ungeteilten Haltering 6 aufweist und
aus einem geeigneten Kunststoff besteht. Der Haltering 6 sitzt
auf einem von der Stützhülse 2 gebildeten
Absatz. Entgegen der Darstellung in den 1 und 2 kann
er auch schwimmend gehalten sein, so dass er sich quer zur Längsachse
des Tankstutzens 1 frei bewegen kann.
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An
dem Haltering 6 sind acht Betätigungsvorsprünge – beispielhaft
mit 7 bezeichnet – über Biegescharniere – beispielhaft
mit 8 bezeichnet – angelenkt. Die Betätigungsvorsprünge 7 sind
derart nebeneinander angeordnet und so ausgebildet, dass sie segmentartig
den sich nach unten hin verjüngenden Betätigungstrichter 9 ausbilden
und einen Einfüllkanal 10 begrenzen. Im Bereich
der unteren Enden sind die Betätigungsvorsprünge 5 von
einer in eine Ringnut eingelegten Ringfeder 11 umgeben,
die von einem dünnen Stahldraht gebildet wird. Das eine Ende 12 der
Ringfeder 11 ist mit einem der Betätigungsvorsprünge 7 fest
verbunden, während das andere Ende 13 nach außen
gebogen ist. Die die Enden 12, 13 tragenden Endabschnitte
der Ringfeder 11 überlappen sich über
eine bestimmte Umfangsstrecke.
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Zwischen
Stutzenhülse 2 und Betätigungstrichter 5 ist
ein Sperrelement in Form einer Sperrhülse 14 aus
einem Kunststoff angeordnet. Die Sperrhülse 14 ist
innerhalb der Stutzenhülse 2 drehbar gelagert.
Das radial nach außen vorstehende Ende 13 der
Ringfeder 11 fasst in einen Schlitz 15 der Sperrhülse 14 (vgl. 4)
ein. Am unteren Ende weist die Sperrhülse 14 zwei
diametral gegenüber liegende, radial nach innen gerichtete
Sperrstege 16, 17 auf.
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Der
Einfüllkanal 10 wird untenseitig begrenzt durch
eine Verschlussklappe 18, die in Schließstellung
abdichtend an der Unterseite der Stutzenhülse 2 anliegt
(vgl. 1). Die Verschlussklappe 18 ist seitlich
an der Unterseite der Stutzenhülse 2 derart über ein
Gelenk 19 gelagert, dass die Verschlussklappe 18 aus
einer Schließstellung (vgl. 1 und 4) in
eine Offenstellung (vgl. 2 und 6) verschwenkt
werden kann. Eine nicht dargestellte Rückstellfeder sorgt
dafür, dass die Verschlussklappe 18 bei Nichtbeaufschlagung
die Schließstellung gemäß 1 einnimmt.
Die Verschlussklappe 18 hat im oberen Bereich zwei diametral
gegenüberliegende Sperrstege 20, 21,
die mit den Sperrstegen 16, 17 an der Sperrhülse 14 in
einer weiter unten beschriebenen Weise zusammenwirken.
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In
der Stellung gemäß den 1, 3 und 4 befindet
sich der Tankstutzen 1 in seiner Ruhestellung, d. h. die Verschlussklappe 18 ist
geschlossen und dichtet somit den hier nicht dargestellten, nach
unten anschließenden Tank ab. Die Sperrhülse 14 befindet
sich in einer solchen Drehstellung, dass deren Sperrstege 16, 17 die
Sperrstege 20, 21 an der Verschlussklappe 18 unterfassen
(vgl. insbesondere 1 und 3). Durch
das Überlappen der Sperrstege 16, 20 bzw. 17, 21 ist
ein öffnen der Verschlussklappe 18 nicht möglich,
d. h. sie ist in der Schließstellung blockiert. Wird nun – wie
in 1 – eine Benzin-Zapfpistole 22 über
die Einführöffnung 4 in den Tankstutzen 1 eingesteckt,
schlägt sie – wie in 1 gezeigt – gegen
die Verschlussklappe 18 an. Da der Durchmesser der Benzin-Zapfpistole 22 kleiner
ist als der kleinste Innendurchmesser des Betätigungstrichters 5,
werden die Betätigungsvorsprünge 7 durch
die Benzin-Zapfpistole 22 nicht in Aufweitrichtung beaufschlagt
mit der Folge, dass die Sperrhülse 14 in der in
den 1, 3 und 4 gezeigten Sperrstellung
verbleibt und somit die Verschlussklappe 18 blockiert ist.
Das Einfüllen von Benzin ist deshalb nicht möglich.
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Wenn
statt der Benzin-Zapfpistole 22 eine Diesel-Zapfpistole 23 (vgl. 2)
in den Tankstutzen 1 eingesteckt wird, geschieht Folgendes.
Da die Diesel-Zapfpistole 23 einen größeren
Durchmesser hat als die Benzin-Zapfpistole 22 und der Durchmesser auch
größer ist als der kleinste Innendurchmesser des
Betätigungstrichters 5, werden die Betätigungsvorsprünge 7 durch
Einführen der Diesel-Zapfpistole 23 nach außen
verdrängt. Diese Radialbewegung der Betätigungsvorsprünge 7 führt
zu einer Aufweitung der Ringfeder 11, d. h. zu deren Durchmesservergrößerung.
Dies hat zur Folge, dass das freie Ende 13 der Ringfeder 11 eine
Umfangsbewegung ausführt. Aufgrund der oben beschriebenen
Verbindung mit der Sperrhülse 14 wird diese mitgenommen und
damit verdreht. Die Durchmesservergrößerung der
Ringfeder 11 ist so bemessen, dass die hierdurch bewirkte
Drehbewegung der Sperrhülse 14 deren Sperrstege 16, 17 aus
den Bereichen der Sperrstege 20, 21 der Verschlussklappe 18 bewegt,
so dass sie – in Füllrichtung gesehen – nicht
mehr überlappen (vgl. insbesondere 5). Die
Sperrstege 16, 17 befinden sich dann in Freigabestellung,
was bedeutet, dass sie eine Bewegung der Verschlussklappe 18 nicht
mehr behindern. Durch weiteres Einstecken der Diesel-Zapfpistole 23 wird
die Verschlussklappe 18 aufgestoßen, wie dies
insbesondere aus den 2 und 4 zu ersehen
ist. Durch entsprechende Bedienung der Diesel-Zapfpistole 23 kann
dann der Befüllvorgang durchgeführt werden.
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Das
Herausziehen der Diesel-Zapfpistole 23 geschieht in umgekehrter
Richtung nach oben, wobei nacheinander die Verschlussklappen 18 aus
ihrer Offenstellung (2 und 6) in die
in 1 dargestellte Schließstellung zurückschwenkt.
Durch weiteres Herausziehen der Diesel-Zapfpistole 23 wird auch
der Bereich des Betätigungstrichters 5 verlassen.
Die Rückstellwirkung der Ringfeder 11 bewegt die
Betätigungsvorsprünge 7 wieder in ihre
Ausgangsstellung (vgl. 1) unter gleichzeitiger Durch messerverringerung
der Ringfeder 11. Dies wiederum hat zur Folge, dass das
freie Ende 13 der Ringfeder 11 sich in Umfangsrichtung
zurückbewegt und dabei die Sperrhülse 14 in
umgekehrter Richtung mitnimmt. Hierdurch gelangen deren Sperrstege 16, 17 wieder
in den Bereich unterhalb der Sperrstege 20, 21 der
Verschlussklappe 18 und damit in die Sperrstellung. Die
Verschlussklappe 18 ist folglich wieder blockiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 3730216
A [0006]
- - DE 4039269 C1 [0006]
- - DE 10051212 A1 [0006]
- - DE 10126207 A1 [0006]
- - DE 202007004208 U1 [0007]
- - DE 102004002994 B3 [0008, 0008]
- - DE 102007000183 A1 [0008]