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Die Erfindung betrifft eine Verschlußanordnung für den
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Füllstutzen eines Behälters,insbesondere Kraftstoffbehälters mit einem
in den Füllstutzen eingreifenden Deckelinnenteil und einer mit diesem verbundenen
Außenkappe, wobei das Deckelinnenteil eine zur Anlage an einer Dichtfläche des Füllstutzens
bestimmte Ringdichtung trägt und Verriegelungsmittel aufweist, die zum Eingriff
mit komplementären Gegenverriegelungsmitteln am Füllstutzen bestimmt sind.
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In der Kraftfahrzeugindustrie werden in zunehmendem Maße Tankverschlüsse
verlangt, die während eines und nach einem Unfall einen dichten Verschluß des Füllstutzens
des Kraftstoffbehälters gewährleisten, um das Auslaufen des Kraftstoffes und damit
eine Brandgefahr zu verhindern. Hierzu ist es bereits bekannt, die Außenkappe mit
dem Deckelinnenteil durch Rastmittel so zu verbinden, daß die Außenkappe von den
sich beim Unfall verformenden Karosserieteilen abgerissen werden kann, während das
Deckelinnenteil in dem Füllstutzen zurückbleiben und diesen dicht verschließen soll.
Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß sich ein zuverlässiger Verschluß des
Füllstutzens durch das Deckelinnenteil im Falle eines Unfalles nur mit großem Aufwand
realisieren läßt, da bei den herkömmlichen Tankverschlüssen die Ringdichtung an
einem radialen Flansch des Deckelinnenteiles gehalten und in axialer Richtung gegen
die axiale Endfläche des Füllstutzend gepreßt wird.
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Im Falle eines Unfalles wird beim Abreißen der Außenkappe
oder
auch dadurch, daß sich verformende Karosserieteile unter den Flansch des Deckelinnenteiles
greifen, dieses kurzzeitig oder auch bleibend verkantet oder aus dem Füllstutzen
etwas herausgezogen, wobei die Ringdichtung von der axialen Endfläche des Füllstutzens
abhebt, so daß Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter austreten kann. Erschwerend
wirkt hierbei noch, daß es ohnehin relativ aufwendig ist, die axiale Endfläche des
Füllstutzens so eben auszubilden, daß eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußanordnung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie auch bei relativ großen Fertigungstoleranzen
und bei einer Verkantung oder axialen Verschiebung des Deckelinnenteiles innerhalb
des Füllstutzens infolge eines Unfalles einen dichten Abschluß des Füllstutzens
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringdichtung
auf einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt des Deckelinnenteiles axial unverschiebbar
angeordnet ist.
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Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verschlußanordnungen, bei denen
die Abdichtung in axialer Richtung erfolgt, geschieht dies bei der erfindungsgemäßen
Anordnung in radialer Richtung. Bei einer geeigneten axialen Abmessung der sich
gegenüberliegenden zylindrischen Dichtflächen an dem Deckelinnenteil und dem Füllstutzen
kann der Deckelinnenteil um eine beträchtliche axiale Strecke verschoben werden,
ohne daß dadurch der dichte Abschluß des Füllstutzens verloren ginge. Das gleiche
gilt für ein Verkanten des Deckelinnenteiles innnerhalb des Füllstutzens.
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Die mit der Ringdichtung zusammenwirkenden zylindrischen Dichtflächen
an dem Deckelinnenteil und dem Füllstutzen sind wesentlich einfacher mit der erforderlichen
Genauigkeit zu fertigen, als dies bei der axialen Endfläche des Füllstutzens der
Fall ist.
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Die Montage des Dichtringes auf dem Deckelinnenteil und die Sicherheit
des dichten Abschlusses bei einem Verkanten des Deckelinnenteiles innerhalb des
Füllstutzens wird noch erhöht, wenn die Ringdichtung im unbelasteten Zustand eine
konvexe Außenfläche und eine konkave Innenfläche, beispielsweise ein im Querschnitt
betrachtet bohnenförmiges Profil aufweist. Vergrößert sich das radiale Spiel zwischen
den sich gegenüberliegenden Dichtflächen an dem Deckelinnenteil und dem Einfüllstutzen
infolge einer Verkantung des Deckelinnenteiles innerhalb des Einfüllstutzens, so
folgt die Dichtung infolge ihres vorgegebenen Profiles den auseinander weichenden
Dichtflächen, so daß der dichte Abschluß erhalten bleibt.
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Eine einfache Montage der Ringdichtung sowie ein sicherer Halt derselben
auf dem Deckelinnenteil können dadurch gewährleistet werden, daß die Ringdichtung
in axialer Richtung einerseits durch eine Schulter des Deckelinnenteiles und andererseits
durch einen auf dieses aufgeschobenen Stützring gehalten ist. Da das Deckelinnenteil
in der Regel aus einem tiefgezogenen Blechteil besteht, läßt sich eine solche Schulter
ohne Mühe einformen. Der Stützring seinerseits kann als Klemmring mit einem gegenüber
dem Deckelinnenteil geringeren Innendurchmesser und einem radialen Schlitz ausgebildet
sein, so daß er durch Aufspreizen auf das Deckelinnenteil aufgeschoben werden kann
und dann mit Klemmsitz auf dem Deckelinnenteil festsitzt. Der Stützring kann aus
Kunststoff oder auch aus
Blech bestehen.
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Wenn das Deckelinnenteil wie bei den bekannten Verschlußanordnungen
einen die axiale Endfläche des Füllstutzens übergreifenden Flansch aufweist, ist
es zweckmäßig, wenn an der der axialen Endfläche des Füllstutzens zugewandten Seite
des Flansches nichtmetallische Anschlagflächen oder Distanzelemente vorgesehen sind.
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Dadurch wird vermieden, daß beim Verriegeln des Deckelinnenteiles
in dem Füllstutzen der metallische Flansch und die axiale Endfläche des Füllstutzens
aneinander reiben, was zur Korrosion dieser Flächen führen würde.
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Die Anschlagflächen oder Distanzelemente können dabei von den Flansch
durchsetzenden Fortsätzen einer Halteplatte gebildet sein, die einerseits mit dem
Deckelinnenteil und andererseits mit der Außenkappe Verbunden ist.
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Zur axialen Abstützung des Deckelinnenteiles an dem Füllstutzen beim
Verriegeln des Deckelinnenteiles kann jedoch auch der oben genannte Stützring verwendet
werden.
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Hierzu kann der Stützring eine axial gerichtete der Ringdichtung abgewandte
Stützfläche aufweisen, die zur Anlage an einer Ringschulter des Füllstutzens bestimmt
ist. Dies hat den Vorzug, daß auf den die axiale Endfläche des Füllstutzens übergreifenden
Flansch an dem Deckelinnenteil überhaupt verzichtet werden kann, wodurch die Gefahr
verringert wird, daß sich verformende Karosserieteile unter den Flansch greifen
und das Deckelinnenteil aus dem Füllstutzen herausreißen oder verkanten. Zudem ist
diese Lösung von der Herstellung und Montage her besonders einfach.
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Bei einem für die erfindungsgemäße Verschlußanordnung besonders
geeigneten
Füllstutzen wird vorgeschlagen, daß die zylindrische Dichtfläche des Füllstutzens
und die Gegenverriegelungsmittel an dem Innenrohr eines doppelwandigen Stutzenansatzes
ausgebildet sind, dessen Außenwand mit dem Stutzenrohr des Behälters beispielsweise
durch Schweißen verbindbar ist. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Verschlußanordnung
an jedem beliebigen Stutzenrohr vorgesehen werden. Weitere Merkmale und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung
mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
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Die einzige Figur zeigt einen die Achse enthaltenden, teilweise schematischen
Schnitt durch einen Deckel zum Verschließen des Füllstutzens eines Kraftstoffbehälters.
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Der in der Figur dargestellte Deckel umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichnetes
Deckelinnenteil und eine mit diesem verbundene Griff- oder Außenkappe 12. Das Deckelinnenteil
10 besteht aus einem topfförmigen Außengehäuse 14 und einem ebenfalls topfförmigen
Innengehäuse 16, das mit Abstand von den Wänden des Außengehäuses 14 in diesem angeordnet
ist, wobei die beiden Gehäuse 14 und 16 jeweils einen radial nach außen weisenden
Flansch 18 bzw. 20 aufweisen, die aneinander anliegen und in einem radial äußeren
Randbereich 22 gemeinsam um eine aus Kunststoff bestehende Halteplatte 24 umgebördelt
sind. Die Halteplatte 24 weist eine zentrale Aussparung 26 auf, in welche die Außenkappe
12 mit nicht näher dargestellten Rastnasen 28 eingeklipst ist, so daß die Außenkappe
12 bei einer vorbestimmten Kraft von der Halteplatte 24 und damit von dem Deckelinnenteil
10 abgerissen werden kann.
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Die Außenkappe 12 ist mit einem koaxial zu ihr gerichteten Aufnahmegehäuse
30 zur Aufnahme eines Schließzylinders 32 verbunden. Das Aufnahmegehäuse 30 taucht
in das Innengehäuse 16 des Deckelinnenteiles 10 ein und weist an seinem unteren
Ende eine radiale Öffnung 34 auf, durch die hindurch ein Riegel 36 unter dem Druck
einer Feder 38 radial nach außen gedrückt wird, so daß er zwischen achsparallel
gerichtete Rippen 40 eingreift, die an der Innenseite des Innengehäuses 16 ausgebildet
sind. Dadurch wird die Außenkappe 12 drehfest mit dem Deckelinnenteil 10 verbunden,
so daß der Tankdeckel in einen Einfüllstutzen eingeschraubt bzw. aus ihm heraus
gedreht werden kann. Wird der Riegel 36 dagegen mit Hilfe des Schließzylinders 32
entgegen der Federkraft der Feder 38 radial nach innen geschoben, so wird die drehfeste
Verbindung zwischen der Außenkappe 12 und dem Deckelinnenteil 10 gelöst. Die Außenkappe
12 ist gegenüber dem Deckelinnenteil 10 dann frei drehbar, so daß das Deckelinnenteil
10 nicht mehr aus einem Einfüllstutzen heraus gedreht werden kann.
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Das Innengehäuse 16 stützt sich mit seinem Boden 42 über eine Ringdichtung
44 auf einem Bodenteil 46 auf, das zusammen mit einem allgemein mit 48 bezeichneten
Ventil das untere Ende des Außengehäuses 14 des Deckelinnenteiles 10 verschließt.
Der Boden 42 und das Bodenteil 46 weisen jeweils eine mittige Durchbrechung 50 bzw.
52 auf. Das Ventil 48 weist ein Ventilgehäuse 54 auf, das durch eine Öffnung 56
mit dem Innenraum des zu verschließenden Kraftstoffbehälters in Verbindung steht.
Bei einem bestimmten Überdruck wird ein Ventilkörper 58 entgegen dem Druck einer
Feder 60 nach oben bewegt, so daß der Überdruck durch eine mittige Öffnung 62 in
einer Ventilmembran 64 sowie die Öffnungen 52 und 50 abgebaut werden kann, da der
Innenraum des Innengehäuses 16 mit der
Atmosphäre in Verbindung
steht. Tritt dagegen in dem verschlossenen Kraftstoffbehälter ein bestimmter Unterdruck
auf, so hebt die Ventilmembran 64, die mit ihrem Außenrand 66 normalerweise über
eine Ringdichtung 68 an dem Bodenteil 46 anliegt, von der Ringdichtung 68 ab, so
daß wiederum ein Druckausgleich erfolgen kann.
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In dem Ringraum zwischen Außengehäuse 14 und Innengehäuse 16 befindet
sich eine das Innengehäuse 16 umgebende Riegelscheibe 70, die mit Riegelnasen 72
versehen ist, die durch Durchbrechungen 74 in dem Außengehäuse 14 radial nach außen
ragen. Die Riegel scheibe 70 ist durch eine das Innengehäuse 16 umgebende und sich
an dem Boden des Außengehäuses 14 abstützende Schraubendruckfeder 76 in ihre in
der Figur obere Stellung vorgespannt, in der die Riegelnasen 72 an dem oberen Rand
der Öffnungen oder Durchbrechungen 74 anschlagen, wie dies in der rechten Hälfte
der Figur dargestellt ist.
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In der linken Hälfte der Figur ist der Tankdeckel dagegen in einer
Stellung dargestellt, in welcher er einen Füllstutzen eines Behälters verschließt.
Dieser Füllstutzen ist durch einen Stutzenansatz 78 angedeutet, der eine zylindrische
Außenwand 80 und eine koaxial zu dieser gerichtete Innenwand 82 umfaßt, die über
eine bogenförmig gekrümmte axiale Endfläche 84 miteinander zusammenhängen.
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Die Innenwand 82 umfaßt einen ersten zylindrischen Abschnitt 86 und
einen gegenüber diesem durchmesserkleineren zylindrischen Abschnitt 88, wobei diese
beiden Abschnitte 86 und 88 über eine radiale Schulter 90 miteinander zusammenhängen.
An dem Wandabschnitt 88 ist eine Bajonettrampe 92 ausgebildet, die von der Riegel
nase 72 in dem dargestellten verriegelten Zustand des Tankdeckels untergriffen wird.
Dabei stützt sich das Deckelinnenteil über
Kunststoffzapfen 94
auf der axialen Endfläche 84 des Füllstutzens 78 ab. Die Zapfen 94 sind mit der
Halteplatte 24 einstückig verbunden und durchsetzen Löcher in den Flanschen 18 und
20 des Innengehäuses 14 bzw. 16.
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Dadurch wird vermieden, daß der Flansch 18 unmittelbar auf der axialen
Endfläche 84 des Füllstutzens 78 aufliegt und an dieser beim Schließen und Öffnen
des Tankdeckels reibt.
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Während bei den herkömmlichen Tankdeckeln die Abdichtung zwischen
Tankdeckel und Füllstutzen üblicherweise durch einen Dichtring zwischen der axialen
Endfläche des Füllstutzens und dem diese Endfläche übergreifenden Flansch des Deckelinnenteils
erfolgt, ist hierzu bei dem erfindungsgemäßen Tankdeckel ein Dichtring 96 vorgesehen,
der einen zylindrischen Abschnitt 98 des Außengehäuses 14 umschließt und an dem
zylindrischen Wandabschnitt 86 des Füllstutzens 78 anliegt. In axialer Richtung
wird der Dichtring 96 dabei einerseits durch eine Schulter 100 in dem Außengehäuse
14 und andererseits durch einen aus Kunststoff bestehenden Klemmring 102 gehalten,
der einen gegenüber dem Außengehäuse 14 geringeren Innendurchmesser aufweist und
mit einem Schlitz versehen ist, so daß er aufgrund der federelastischen Eigenschaften
des Kunststoffmaterials einerseits leicht montiert werden kann und andererseits
doch mit ausreichender Festigkeit auf dem Außengehäuse 14 sitzt. Der Ring 102 weist
eine zu der Schulter 90 an der Innenwand 82 des Füllstutzens 78 komplementäre Stützfläche
104 auf, so daß sich der Deckelinnenteil 10 auch über den Stützring 102 an dem Füllstutzen
78 abstützen kann. Aufgrund der aus der Figur ersichtlichen Gestalt des Stützringes
ist dabei sichergestellt, daß der Stützring 102 nicht in Richtung auf den Dichtring
96 axial verschoben werden kann.
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Der Dichtring 96 besitzt im unbelasteten Zustand ein bohnenförmiges
Querschnittsprofil. Wird der Tankdeckel in den Einfüllstutzen einWeschraubt, so
legt sich der Dichtring vollflächig an die korrespondierenden Dichtflächen 98 und
86 des Außengehäuses 14 bzw. des Einfüllstutzens 78 an. Wird dagegen das Deckelinnenteil
10 innerhalb des Füllstutzens 78 verkantet oder auf andere Weise radial verschoben,
so geht der Dichtring 96 in die in der Figur rechts dargestellte Form über, so daß
stets die Dichtwirkung in dem überhaupt möglichen radialen Spiel zwischen dem Deckelinnenteil
10 und dem Füllstutzen 78 erhalten bleibt. Ferner erkennt man, daß man das Deckelinnenteil
10 innerhalb des Füllstutzens 78 in axialer Richtung mindestens über eine dem Federweg
der Riegelnasen 72 entsprechende Strecke axial verschieben kann, ohne daß dadurch
die Dichtwirkung des Dichtringes zwischen den Dichtflächen 86 und 98 verloren ginge.
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Der Ringraum zwischen dem Außengehäuse 14 und dem Innengehäuse 16
ist zu der Verbindungsstelle der Flansche 18 und 20 hin durch einen Innendichtring
1C6 abgedichtet.