Vorrichtung zur Verankerung eines Tankdeckels an einem Kunst¬ stoff-Einfullstutzen eines Fahrzeug-Kraftstofftanks Device for anchoring a tank cap on a plastic filler neck of a vehicle fuel tank
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verankerung eines Tankdeckels an einem Kunststoff-Einfüll¬ stutzen eines Fahrzeug-Kraftstofftanks. Das Endstuck eines Kraftstofftank-Emfullstutzens muß eine sichere und dichte Ver¬ ankerung eines Tankαeckels ermöglichen. Fur die Fertigung der¬ artiger Endstucke giot es zur Zeit zwei verschiedene Varianten. Nach der ersten Variante (z.B. EP 0 210 322, GB 2 026 452) wird eine mit einer Ξmfulloffnung versehene, fur den Eingriff des Tankdeckels mit einem Innengewinde ausgestattete Metallkappe auf das mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Ende des Emfullstutzens aufgeschraubt und mittels einer Radial- schraube gegen Aufdrenen gesichert. Aus der GB 2 026 452, wel¬ che einen Spezialadapter zur Umrüstung eines mit einem Außen¬ flanschen versenenen Emfullstutzens auf einen Innenflansch fur Bajonett-Tankdeckel bescnreibt, ist darüber hinaus eine Ver¬ drehsicherung mit Hilfe von am Umfang des Ringes in einem Federstahlstreifen ausgebildeten Sperrklinken, die in einer Um- fangslucke des Stutzenendes verrasten können, an sich bekannt.The present invention relates to a device for anchoring a tank cap to a plastic filler neck of a vehicle fuel tank. The end piece of a fuel tank filler neck must enable a tank cap to be securely and tightly anchored. There are currently two different variants for the manufacture of such end pieces. According to the first variant (for example EP 0 210 322, GB 2 026 452), a metal cap provided with an Ξmfullöffung, for the engagement of the tank cap with an internal thread, is screwed onto the end of the filler neck provided with a corresponding external thread and with a radial screw secured against drama. From GB 2 026 452, which describes a special adapter for converting an filler neck provided with an outer flange to an inner flange for a bayonet tank cap, an anti-rotation device is also provided with the aid of pawls formed on the circumference of the ring in a spring steel strip , which can snap into a circumferential gap of the nozzle end, known per se.
Diese erste Variante hat den Nachteil, daß das Ende des Emfullstutzens bereits αirekt mit dem Außengewinde fur die aufzuscnraubende Meta...-:appe versehen sem muß. Zumal der Em- füllstutzen häufig emstucKig mit dem Fahrzeugtank ausgebildet wird, bereitet αies zusätzlichen Aufwand in der Tank- bzw. Stutzenfertigung. Dar_.cer mnaus werαen Fahrzeugtanks mit ange¬ formten Emfullstutzen einerseits und Verschlußsysteme anderer¬ seits von verschiedenen Herstellern bzw. an verschiedenen Orten gefertigt, sodaß die spezielle Anpassung des Emfullstutzen- endes an das aufzusetzenαe Verschlußsystem m der Praxis Logi¬ stik- und Lagernaltungsaufwand verursacht.This first variant has the disadvantage that the end of the filler neck must already be provided with the external thread for the metal to be screwed on. Especially since the filler neck is frequently formed with the vehicle tank, this creates additional effort in the manufacture of the tank or neck. This means that vehicle tanks with molded filler necks on the one hand and closure systems on the other hand are manufactured by different manufacturers or at different locations, so that in practice the special adaptation of the end of the filler neck to the closure system to be fitted causes logistic and storage costs.
Nach einer zweiten Variante wirα fur das Ende des Emfull¬ stutzens ein gesonderter Kunststoff-Verankerungsring fur eme Kunststoffschweißverbindung zur Verfugung gestellt, welcher die Schnittstelle zur Metallkappe bildet. Bei den bekannten End¬ stucken dieser Art wird die Metallkappe in axialer Richtung auf den Kunststoffring aufgepreßt und mit in axialer Richtung wir-
kenden, aus der Wandung der Kappe gebildeten und einwärts gebo¬ genen Rastzungen unter entsprechenden Umfangsvorsprungen des Verankerungsringes fixiert. Fertigungstoleranzen m den Durch¬ messern von Kappe und Ring wirken sich bei dieser Art von Ver- rastung verstärkt aus, so daß nach dem axialen Aufpressen der Kappe m der Praxis em gewisses Spiel zwischen den Rastzungen und den Umfangsabsatzen verbleiben kann, was im Verlauf der Zeit zu einem Lockern der Kappe fuhrt.According to a second variant, a separate plastic anchoring ring for a plastic welded joint is provided for the end of the filler neck, which forms the interface to the metal cap. In the known end pieces of this type, the metal cap is pressed onto the plastic ring in the axial direction and is pressed with in the axial direction. kenden, formed from the wall of the cap and bent inward locking tongues under corresponding circumferential projections of the anchoring ring fixed. Manufacturing tolerances in the diameters of the cap and ring have an increased effect in this type of locking, so that after the cap is pressed on axially in practice, a certain amount of play can remain between the locking tongues and the peripheral shoulders, which in the course of time loosens the cap.
Abgesehen davon erfordert der axiale Preßsitz das Aufbrm- gen einer hohen Axialkraft auf die Kappe und damit auf den Ver¬ ankerungsring, welche nach dessen Montage am Emfullstutzen nicht richtig abgefangen werden kann, weil dieser üblicherweise einen unregelmäßigen, fahrzeugspezifischen Krummungsverlauf hat, so daß em Einspannen desselben äußerst schwierig ist. Ei- ne Fixierung im in das Fahrzeug eingebauten Zustand ist zu die¬ sem Zeitpunkt noch nicht gegeben, weil diese erst durch das an¬ zubringende Endstuck und dessen Verbindung mit der Karosserie erfolgt. Aus diesem Grunα wird bei den bekannten Endstucken die Kappe vor der Montage auf den noch lose vorliegenden Veranke- rungsring aufgepreßt, und erst anschließend wird das gesamte Endstuck mit αem Ende des Emfullstutzens z.B. durch Heißspie- gelverschweißen der Stirnseite des Verankerungsringes mit der Stirnseite des Emfullstutzenendes verbunden.Apart from this, the axial press fit requires a high axial force to be exerted on the cap and thus on the anchoring ring, which cannot be properly intercepted after it has been installed on the filler neck, because this usually has an irregular, vehicle-specific curve, so that it is clamped is extremely difficult. A fixation in the state installed in the vehicle is not yet given at this point in time because this takes place only through the end piece to be fitted and its connection to the body. For this reason, in the known end pieces, the cap is pressed onto the still loose anchoring ring before assembly, and only then is the entire end piece with the end of the filler neck, e.g. connected by hot mirror welding of the face of the anchoring ring to the face of the end of the filler neck.
Bei anderen bekannten Endstucken wird die Metallkappe durch Rollieren an einem Umfangsabsatz des Verankerungsringes festgelegt, was ebenfalls nur vor der Montage am lose vorlie¬ genden Verankerungsring durchgeführt werden kann.In other known end pieces, the metal cap is fixed by rolling to a peripheral shoulder of the anchoring ring, which can likewise only be carried out before assembly on the loosely present anchoring ring.
Diese Art des Montageablaufes fuhrt zu weiteren Problemen. Komplette Kunststofftanks mit Kunststoff-Emfullstutzen und -Endstuck werden entsprechend neuerer Anforderungen chemisch nachbehandelt, beispielsweise m ein Fluorsaurebad eingetaucht, damit die Oberflache des Kunststoffs dicht wird. Damit jedoch Metallteile wie die Kappe das Fluorsaurebad überstehen, müssen sie mit einem speziellen Überzug, z.B. aus ZnFe, ZnNi, Edel- stahl od.dgl. versehen werden, was den Arbeits- und Kostenauf¬ wand erhöht.This type of assembly process leads to further problems. Complete plastic tanks with plastic filler neck and end piece are chemically treated according to more recent requirements, for example immersed in a fluoric acid bath so that the surface of the plastic is sealed. However, in order for metal parts such as the cap to survive the fluoric acid bath, they must be covered with a special coating, e.g. made of ZnFe, ZnNi, stainless steel or the like. be provided, which increases the labor and cost.
Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, eine Vorrichtung zur Verankerung eines Tankdeckels an einem Kunststoff-Emfüll-
stutzen eines Fahrzeug-Kraftstofftanks zu schaffen, welche die benannten Nachteile nicht aufweist und insgesamt eine zeit- und kostensparende Fertigung und Montage ermöglicht. Dies wird mit einer neuartigen Kombination erreicht, die sich zusammensetzt aus einer mit einer Emfulloffnung versehenen, für den Eingriff eines Tankdeckels ausgestatteten und ein Innengewinde aufwei¬ senden Kappe aus Metall und einem mit der Stirnseite des Em¬ fullstutzens heißspiegelverschweißbaren Verankerungsring aus Kunststoff mit einem Außengewinde, wobei aus der Wandung der Kappe eine oder mehrere Sperrklinken geformt sind, welche beim Aufschrauben der Kappe auf den Verankerungsring in einer Um- fangszahnung des Verankerungsringes verrasten.The invention therefore aims to provide a device for anchoring a tank cap to a plastic filler. To create a vehicle fuel tank, which does not have the disadvantages mentioned and overall enables time and cost-saving production and assembly. This is achieved with a novel combination, which is composed of a metal cap provided with an opening for filling a tank cap and an internal thread, and an anchoring ring made of plastic with an external thread that can be hot-mirror welded to the front side of the filler neck, wherein one or more pawls are formed from the wall of the cap, which latch when the cap is screwed onto the anchoring ring in a circumferential toothing of the anchoring ring.
Diese Losung beseitigt mit einem Schlag alle Nachteile der bislang verwendeten Kappen/Emfullstutzen-Direktverbunde bzw. der axial verpreßten oder rollierten Endstucke, welche seit vielen Jahren als unvermeidlich hingenommen wurden. Das Prinzip der Erfindung beruht auf einer neuen Art von Montagelogistik, aus der sich direkt ihre Vorteile ergeben. Die Verwendung eines gesonderten, heißspiegelverschweißbaren Verankerungsringes er- ubrigt eine spezielle Ausbildung des Emfullstutzenendes beim Fahrzeugtankhersteller. Durch den Wegfall der axialen Aufpre߬ kraft laßt sich andererseits die Kappe an dem bereits mit dem Emfullstutzenende verbundenen Verankerungsrmg montieren. Die Verdrehsicherung ermoglicnt eme fur Fertigungstoleranzen un- empfindliche, dauerhafte Fixierung der Kappe. Da der Veranke¬ rungsring bereits vor der Montage der Kappe mit dem Emfull- stutzen verbunden werden kann, kann die gesamte Kunststoff-Bau¬ gruppe im Fluorsaurebad behandelt werden, ohne daß die Metall¬ kappe ebenfalls dieser Behandlung unterworfen wird. Eme zu- satzliche Beschichtung der Metallkappe ist daher entbehrlich. Die Erfindung eröffnet auch die bevorzugte Möglichkeit, durch Losen der Verdrehsicherung eine defekte Kappe bzw. von dieser fixierte Teile auszutauschen, was bei axial verpreßten oder rollierten Endstucken ohne Zerstörungen nicht möglich ist, son- dern den Austausch des ganzen Tanks erfordert.This solution eliminates all disadvantages of the previously used cap / filler neck direct composites or the axially pressed or rolled end pieces, which have been accepted as inevitable for many years. The principle of the invention is based on a new type of assembly logistics from which its advantages result directly. The use of a separate anchoring ring that can be hot-welded to a mirror eliminates the need for a special design for the end of the filler neck at the vehicle tank manufacturer. By eliminating the axial pressing force, on the other hand, the cap can be mounted on the anchoring ring that is already connected to the end of the filler neck. The anti-rotation lock allows permanent, permanent fixation of the cap that is not sensitive to manufacturing tolerances. Since the anchoring ring can be connected to the filler neck before the cap is installed, the entire plastic assembly can be treated in the fluoric acid bath without the metal cap also being subjected to this treatment. An additional coating of the metal cap is therefore unnecessary. The invention also opens up the preferred possibility of replacing a defective cap or parts fixed by it by loosening the anti-rotation device, which is not possible without destruction in the case of axially pressed or rolled end pieces, but rather requires the entire tank to be replaced.
Die Erfindung eröffnet auch die Möglichkeit zu einer we¬ sentlichen Vereinfachung der Fertigungs- und Lagerhaltungslogi- stik von Endstucken fur verschiedenste Anwendungszwecke, wenn
gemäß einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform zwischen dem die Öffnung umgebenden Rand der Kappe und der Stirnseite des Verankerungsringes ein Einsatz festlegbar ist, welcher zur Fuhrung und/oder Abdichtung des Fullrohres einer aufzunehmenden Zapfpistole dient. Dadurcn lassen sich gleichartige Kappen und Verankerungsringe unter Austausch lediglich des entsprechenden Einsatzes verwenden.The invention also opens up the possibility of significantly simplifying the production and storage logistics of end pieces for a wide variety of applications, if According to a particularly advantageous embodiment, an insert can be defined between the edge of the cap surrounding the opening and the end face of the anchoring ring, which insert serves to guide and / or seal the full pipe of a fuel nozzle to be accommodated. Like this, caps and anchoring rings of the same type can be used only by exchanging the corresponding insert.
Wenn auf diese Variabilität verzichtet wird, kann ander¬ seits der Montageaufwand fur ein Endstuck verringert werden, wenn gemäß einer bevorzugten alternativen Ausführungsform der Erfindung die Kappe einen in den Verankerungsring hineinragen¬ den Emsatzteil tragt, welcher zur Fuhrung und/oder Abdichtung des Fullrohres einer aufzunehmenden Zapfpistole dient.If this variability is dispensed with, on the other hand, the assembly effort for an end piece can be reduced if, according to a preferred alternative embodiment of the invention, the cap bears an insert part which projects into the anchoring ring and which is used to guide and / or seal the full pipe of a pipe Fuel nozzle is used.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand emes in den Zeich- nungen dargestellten Ausfuhrungsbeispieles naher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings. In the drawings shows
Fig. 1 die Kappe und Fig. 2 den Verankerungsring des er¬ fmdungsgemäßen Endstuckes in einer Schragansicht von oben,1 the cap and FIG. 2 the anchoring ring of the end piece according to the invention in an oblique view from above,
Fig. 3 einen Axialschnitt durch das zusammengebaute End- stuck und3 shows an axial section through the assembled end piece and
Fig. 4 einen Radialschnitt auf Hohe der Verdrehsicherung.Fig. 4 shows a radial section at the height of the anti-rotation device.
Das in den Figuren dargestellte Endstuck umfaßt eme Kappe 1 aus Metall, welche auf einen Verankerungsring 2 aus Kunst¬ stoff mit Hilfe eines Gewindes 3 aufgeschraubt werden kann. Das Gewinde 3 ist bei dem dargestellten Beispiel ein dreigängiges, segmentweises Trapezgewinde und setzt sich aus einem m die Wandung der Kappe 1 geprägten, gerollten od.dgl. Innengewinde 4 und einem aus der Wandung des Kunststoff-Verankerungsringes 2 ausgeformten Außengewinde 5 zusammen. Alternativ kann auch ηe- des andere, in der Technik bekannte Gewinde verwendet werden.The end piece shown in the figures comprises a cap 1 made of metal, which can be screwed onto an anchoring ring 2 made of plastic by means of a thread 3. In the example shown, the thread 3 is a three-start, segment-wise trapezoidal thread and is composed of a m or the like embossed, rolled or the like in the wall of the cap 1. Internal thread 4 and an external thread 5 formed from the wall of the plastic anchoring ring 2. Alternatively, other threads known in the art can also be used.
Der Verankerungsring 2 weist an seiner Unterseite eine flache Stirnseite 6 auf, mit welcher er mit der oberen Stirn¬ seite eines (nicht dargestellten) Kunststoff-Emfullstutzens eines Fahrzeug-Kraftstofftanks stumpf verschweißbar ist, bei- spielsweise durch Heißspiegelschweißen.The anchoring ring 2 has on its underside a flat end face 6, with which it can be butt-welded to the upper end face of a plastic filler neck (not shown) of a vehicle fuel tank, for example by heat mirror welding.
Die Kappe 1 ist an ihrer Oberseite mit einer Emfulloff- nung 7 fur den Durchtritt des (nicht dargestellten) Fullrohres einer (ebenfalls nicht dargestellten) Zapfpistole versehen. Der
Rand 8 der Öffnung 7 ist durch entsprechende Ausnehmungen 8 ' als der eine Teil eines Bajonettverschlusses, Schraubverschlus¬ ses od.dgl. ausgebildet, hinter welchem em als anderer Bajo- nettverschlußteil, Schraupverschlußteil od.dgl. ausgebildeter (nicht dargestellter) Tankdeckel verrastbar ist, wie es dem Fachmann bekannt ist.The cap 1 is provided on its upper side with an opening 7 for the passage of the full pipe (not shown) of a nozzle (also not shown). The Edge 8 of the opening 7 is east through corresponding recesses 8 'as one part of a bayonet fitting, or the like Schraubverschlus¬ ses. formed behind which em as other bayonet lock part, screw lock part or the like. trained (not shown) fuel cap can be locked, as is known to those skilled in the art.
Zwischen der Kappe 1 und dem Verankerungsring 2 ist eine Verdrehsicherung 9 angeordnet, welche drei aus der Wandung der Kappe 1 geformte Sperrklmken 10 umfaßt, die in eine sagezahn- formige Umfangszahnung 11 des Verankerungsringes 2 eingreifen. Beim Aufschrauben der Kappe 1 auf den Verankerungsring 2 rasten die Sperrklmken 10 auf den steilen Flanken der Umfangszahnung 11 em und verhindern em Aufdrehen der Verbindung. Durch Abhe¬ ben der Sperrklmken 10 von der Umfangszannung 11 (strichlierte Stellung in Fig. 4) laßt sich die Schraubverbindung wieder lo¬ sen.Arranged between the cap 1 and the anchoring ring 2 is an anti-rotation device 9, which comprises three locking pawls 10 formed from the wall of the cap 1, which engage in sawtooth-shaped peripheral teeth 11 of the anchoring ring 2. When screwing the cap 1 onto the anchoring ring 2, the pawls 10 snap onto the steep flanks of the circumferential toothing 11 and prevent the connection from being unscrewed. The screw connection can be loosened again by lifting the locking pawls 10 from the circumferential teeth 11 (broken line position in FIG. 4).
Anstelle der dargestellten ratschenartigen Verdrehsiche¬ rung 9 laßt sich auch jede andere Art von Verdrehsicherung, sei sie in einer oder in zwei Richtungen wirkend, losbar oder nach dem Festschrauben nicht mehr losbar, verwenden, wie es dem Fachmann bekannt ist.Instead of the ratchet-like anti-rotation device 9 shown, any other type of anti-rotation device, whether it acts in one or two directions, can be released or can no longer be released after screwing down, as is known to the person skilled in the art.
Zur Abdichtung der Verbindung zwischen der Kappe 1 und dem Verankerungsring 2 ist in einer stirnseitigen Nut 12 des Veran- kerungsrmges 2 em axial bzw. geringfügig semi-axial wirkender Dichtungsring 13 angeordnet.To seal the connection between the cap 1 and the anchoring ring 2, an axially or slightly semi-axially acting sealing ring 13 is arranged in an end groove 12 of the anchoring sleeve 2.
Zwischen dem Rand 8 der Kappe 1 und der Stirnseite 14 des Verankerungsringes 2 kann ferner em (nicht dargestellter) Ein¬ satz festgelegt werden, welcher in das Innere des Verankerungs¬ ringes 2 ragt und zur Fuhrung und/oder Abdichtung des Fullroh- res der Zapfpistole beim Betanken dient. Alternativ konnte die¬ ser Einsatz auch emstuckig mit der Kappe oder dem Veranke¬ rungsring ausgeführt werden, beispielsweise als von der Kappe 1 getragener Emsatzteil, welcher m den Verankerungsring 2 hin¬ einragt. Die Montage des Endstuckes erfolgt durch Heißspiegelver- schweißen des Verankerungsringes mit dem Einfullstutzenende, gegebenenfalls chemisches Nachbehandeln dieser Teile, allfalli-
ges Einlegen eines entsprechenden Einsatzes in den Veranke¬ rungsring und Aufschrauben der Metallkappe vor Ort.
Between the edge 8 of the cap 1 and the end face 14 of the anchoring ring 2, an insert (not shown) can also be fixed which projects into the interior of the anchoring ring 2 and for guiding and / or sealing the full pipe of the nozzle serves when refueling. Alternatively, this insert could also be made in one piece with the cap or the anchoring ring, for example as an insert part which is carried by the cap 1 and which projects into the anchoring ring 2. The end piece is assembled by hot mirror welding of the anchoring ring to the filler neck end, if necessary chemical treatment of these parts. Insert a corresponding insert into the anchoring ring and screw on the metal cap on site.