AT5218U1

AT5218U1 - Kraftstofftank

Info

Publication number: AT5218U1
Application number: AT0066599U
Authority: AT
Inventors: Guenther Dr Pozgainer
Original assignee: Tesma Motoren Getriebetechnik
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2002-04-25
Also published as: DE10047938A1; US6360765B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen aus Metall bestehenden Kraftstofftank (1) mit zwei miteinander verschweißbaren Tankschalen (1a, 1b), einer im Tankinneren untergebrachten elektrisch betriebenen Kraftstofffödereinheit (2) und mit Durchführungen für zumindest eine metallische Kraftstoffleitung (3) und für eine Verbindungseinrichtung zur Versorgung der Kraftstofffördereinheit (2) mit elektrischer Energie. Der Tank (1) ist derart hergestellt, dass vor dem Verschweißen der Tankschalen (1a, 1b) die Kraftstofffördereinheit (2) von innen her im Tank (1) befestigt wird und die Durchführungen jeweils an gesonderten Stellen durch eine der Tankschalen (1a, 1b) verlaufend sowie unter Einsatz von gasdichten Verbindungsmethoden erstellt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen aus Metall bestehenden Kraftstofftank mit zwei miteinander verschweissbaren Tankschalen, einer im Tankinneren untergebrachten elektrisch betriebenen Kraftstofffördereinheit und mit Durchführungen für zumindest eine metallische Kraftstoffleitung und für eine Verbindungseinrichtung zur elektrischen Versorgung der Kraftstofffördereinheit.

Es ist üblich, die Kraftstofffördereinheit im Kraftstofftank durch eine entsprechend dimensionierte Öffnung in den bereits fertigen und demnach mit verschweisster Tankober- und Tankunterschale versehenen Tank einzuführen und die Befestigung am Tank durch Schraubverbindungen, wie Überwurfmuttern und Ähnliches, oder durch ein bajonettartiges Eindrehen der Fördereinheit vorzunehmen. Als Dichtelemente werden Gummidichtungen vorgesehen.

Aus der EP-A 0 921 299 ist eine besonders ausgeführte Vorrichtung zum Abdichten eines Kraftstoff-Förderaggregates in einem Kraftstofftank bekannt. Dabei wird das Kraftstoff-Förderaggregat als eine kompakte Einheit in einem Gehäuse innerhalb eines Topfes aufgenommen. Der Topf weist eine Abdeckung auf, durch welche zumindest ein Zulaufstutzen und ein elektrischer Anschluss für das Förderaggregat hindurch geführt sind, wobei der Topf mit der gesamten Einheit mittels eines an einem Tankflansch befestigbaren Tankeinsatzverschlusses in den Kraftstofftank einsetzbar ist. Auch hier wird eine Gummidichtung vorgesehen, die als elastisches Balgelement ausgebildet ist, welches zwischen der Abdeckung des Topfes und dem Tankflansch angeordnet ist.

Den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist gemeinsam, dass sie als Dichtelemente grossvolumige Gummidichtungen aufweisen, durch die die Kohlenwasserstoffe aus dem Treibstoff diffundieren können, da Gummi die Eigenschaft hat, für diese Stoffe permeabel zu sein. In letzter Zeit sind nun in einigen Ländern gesetzliche Vorschriften bezüglich der Anforderungen an die Dichtheit von Kraftstofftanks, insbesondere was das Durchdringen von Kohlenwasserstoffen nach

aussen betrifft, geplant, die wesentlich strenger sind als die bisherigen. Die bekannten, insbesondere die oben geschilderten Lösungen können diese Vorschriften bzw.

Anforderungen nicht mehr erfüllen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Kraftstofftank der eingangs genannten Art so auszuführen, dass keine oder nur mehr eine auf ein irrelevantes Minimum reduzierte Emission von Kohlenwasserstoffen aus dem Tank nach aussen möglich ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass vor dem Verschweissen der Tankschalen die Kraftstofffördereinheit von innen her montiert wird und die Durchführungen jeweils an gesonderten Stellen durch eine der Tankschalen verlaufend sowie unter Einsatz von gasdichten Verbindungsmethoden erstellt sind.

Bei der gegenständlichen Erfindung entfällt die bezüglich einer gasdichten Abdichtung kritische Öffnung im Tank zum Einbringen der Kraftstofffördereinheit. Die Erfindung sieht vor, dass diese bereits im Tank befestigt wird, wenn dieser noch aus den beiden getrennten Tankschalen besteht. Die Durchführungen für Kraftstoffleitungen und für die Verbindungseinrichtung zur elektrischen Versorgung wird ebenfalls vor dem Verschweissen der Tankteile lokal und durch Anwendung gasdichter Verbindungsmethoden erstellt. Der fertige Tank kann daher derart dicht sein, dass keine oder so gut wie keine Emissionen von Kohlenwasserstoffen nach aussen mehr erfolgen.

Die Montage der Kraftstofffördereinheit lässt sich auf besonders einfache und zweckmässige Weise dadurch erstellen, dass an der Tankinnenseite, insbesondere mit dieser verschweisste Befestigungselemente vorgesehen sind, an welchen die Kraftstofffördereinheit montiert wird (Anspruch 2).

Als gasdichte Verbindungsmethoden eignen sich vor allem ein Verschweissen oder ein Verlöten eines metallischen Teils oder Bestandteils der Kraftstoffleitung und/oder der Verbindungseinrichtung mit dem Tank (Anspruch 3). Schweissnähte oder durch Verlöten gebildete Nähte sind praktisch gasdicht.

Auf besonders einfache Weise lassen sich die Durchführungen dann erstellen, wenn die metallischen Teile oder Bestandteile durch eine Bohrung oder dergleichen im Tank geführt und im Bereich eines die Bohrung umlaufenden Randflansches verschweisst oder verlötet sind (Anspruch 4).

Zweckmässiger Weise ist dabei der metallische Teil oder Bestandteil die Kraftstoffleitung selbst oder ein mit dieser, insbesondere durch Verschweissen, verbundener metallischer Anschlussnippel (Anspruch 5).

Auch die Verbindung zur Kraftstofffördereinheit im Inneren des Tanks ist denkbar einfach. Hier wird eine interne Kraftstoffleitung, die insbesondere als flexibler Schlauch ausgeführt ist, vorgesehen, die die Verbindung von der Kraftstofffördereinheit zu dem in das Innere des Tanks geführten Endbereich der Kraftstoffleitung herstellt (Anspruch 6).

Auch im Bereich der Durchführung für die Verbindungseinrichtung soll eine weitgehend gasdichte Abdichtung gewährleistet sein. Dazu ist vorgesehen, dass der metallische Teil oder Bestandteil der Verbindungseinrichtung eine Metallhülse ist (Anspruch 7).

Von Bedeutung ist auch die Führung der elektrisch leitenden Teile bzw. Elemente durch die Verbindungseinrichtung. Um hier eine möglichst gasdichte Abdichtung sicherzustellen, weist die Verbindungseinrichtung einen in der Metallhülse sitzenden, durch zumindest eine Gummidichtung gegenüber diese abgedichteten, mit eingegossenen leitenden Elementen versehenen Kunststoffteil auf (Anspruch 8).

Hier ist auch die einzige Stelle bzw. hier sind die einzigen Stellen, wo zumindest eine Gummidichtung untergebracht wird, die jedoch sehr klein bemessen sein kann. Die praktisch gasdichte Abdichtung wird dadurch unterstützt, wenn die Gummidichtung eine in einer umlaufenden Nut des Kunststoffteiles sitzende O-Ringdichtung ist (Anspruch 9).

Auch das Ausgangsmaterial für die Gummidichtung spielt eine gewisse Rolle. Von Vorteil sind hier Dichtungen auf der Basis von Fluorelastomeren, beispielsweise auf der Basis von FKM oder Fluorsilikonkautschuk, die besonders gasdicht sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäss ausgeführten Kraftstofftank,
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 im Bereich der Durchführung einer Kraftstoffleitung und
Fig. 3 ebenfalls ein Detail aus Fig. 1 im Bereich der Durchführung für eine
Verbindungseinrichtung zur elektrischen Versorgung.

Der aus Metall (insbesondere aus Blech) gefertigte Kraftstofftank 1 besteht aus einer Tankoberschale 1a und einer Tankunterschale 1b von im Wesentlichen übereinstimmender Form und Grösse. Die beiden Schalen 1a, 1b sind in bekannter Weise jeweils mit einem umlaufenden Flansch versehen, um miteinander durch Verschweissen verbunden werden zu können. Gemäss der gegenständlichen Erfindung werden die beiden Schalen 1 a, 1 b jedoch erst dann miteinander verschweisst, wenn, was nachfolgend noch näher beschrieben wird, die Kraftstofffördereinheit 2 eingebracht und befestigt ist und erst nachdem die Durchführungen für Kraftstoffleitungen und für die Verbindungseinheit zur Versorgung der Kraftstofffördereinheit 2 mit Antriebsenergie und sämtliche im Innern des Tanks 1 diesbezüglich erforderlichen Verbindungen erstellt sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Kraftstofffördereinheit 2 an der
Innenseite der Tankoberschale 1a befestigt. Zu diesem Zweck ist die Kraftstofffördereinheit 2 mit Trägerelementen 5 verbunden, die an ihren freien Enden
Befestigungsteile 6 tragen. An der Innenseite der Tankoberschale 1a sind mit einem Gewinde versehene Bolzen 7 oder dergleichen angeschweisst, die durch entsprechende Löcher in den Befestigungsteilen 6 geführt werden, wobei durch das Aufschrauben von Muttern 7a die Montage der Kraftstofffördereinheit 2 an der Tankoberschale 1 a beendet wird. Über Federn 8, die in bekannter Weise wirken und angeordnet sind, ist sichergestellt, dass nach dem Komplettieren des Kraftstofftanks 1 durch ein Verschweissen der beiden Teile 1 a und 1 b die Kraftstofffördereinheit 2 ständig am Boden des Kraftstofftanks 1 aufsteht.

Zum Durchführen von Leitungen, die zur Entnahme des Kraftstoffes und gegebenenfalls auch für dessen Rückführung vorgesehen sind, sind besondere Vorkehrungen getroffen, um das Austreten von aus dem Treibstoff im Tank kommenden Kohlenwasserstoffen nach aussen zu verhindern. Diese Massnahmen werden anhand der dargestellten Kraftstoffleitung 3 näher erläutert.

In der Tankoberschale 1 a ist eine entsprechende Öffnung bzw. Bohrung 8 zum Durchführen der metallischen Kraftstoffleitung 3 oder eines mit dieser verbundenen, insbesondere an dieser angeschweissten, ebenfalls metallischen Anschlussnippels in das Tankinnere vorgesehen. Im Folgenden wird dabei auf die dargestellte Ausführungsform, bei der kein Nippel vorgesehen ist, Bezug genommen. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Bohrung 8 an ihrem Rand von einem geringfügig nach oben und aussen abstehenden Randflansch 8a umlaufen. Die Abmessungen der Bohrung bzw. deren Durchmesser sind an die Abmessungen der Kraftstoffleitung 3 entsprechend angepasst. Eine an der Kraftstoffleitung 3 vorgesehene bzw. ausgebildete, wulstartig umlaufende Ausformung 3a bildet einen Anschlag und positioniert die Kraftstoffleitung 3 gegenüber dem Randflansch 8a.

Die Kraftstoffleitung 3 wird im Bereich des Randflansches 8a mit der Tankoberschale 1a verschweisst, wobei eine über den gesamten Umfang des Randflansches 8a verlaufende Schweissnaht gebildet wird. An Stelle des Schweissvorganges kann auch ein komplett umlaufendes Verlöten der beiden metallischen Teile miteinander erfolgen.

Die Stelle der Schweissnaht bzw. der Verlötung ist in Fig. 2 mit der Bezugsziffern 20 verdeutlicht.

Das Ende der Kraftstoffleitung 3 ragt in der Grössenordnung von einigen Zentimetern in das Innere des Kraftstofftanks 1, sodass dort eine von der Kraftstofffördereinheit 2 kommende innere Kraftstoffleitung 9, die beispielsweise als flexibler Gummischlauch ausgebildet sein kann, mit ihrem freien Ende aufgesteckt und gegebenenfalls mit einer Schlauchklemme oder dergleichen gesichert werden kann. Auch hier kann zusätzlich eine Ausformung 3b an der Leitung 3 vorgesehen werden. Durch die Schweiss- oder Lötverbindung der beiden metallischen Teile - Kraftstoffleitung bzw. Anschlussnippel und Randflansch 8a - ist eine absolut gasdichte Durchführung der Kraftstoffleitung 3 gewährleistet.

Auch die in das Tankinnere durchzuführende elektrische Verbindung kann gemäss der gegenständlichen Erfindung praktisch gasdicht - d. h. ohne dass in nennenswertem Ausmass Kraftstoffbestandteile, insbesondere Kohlenwassserstoffe, nach aussen aus dem Tank 1 entweichen können-erstellt werden.

Dazu ist, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, in derTankoberschale 1a eine Öffnung bzw.

Bohrung 10 mit einem nach aussen abstehenden umlaufenden Randflansch 10a vorgesehen. Die Bohrung 10 ist zur Aufnahme des einen Randbereiches einer zur elektrischen Verbindungenseinrichtung gehörenden Metallhülse 11entsprechend dimensioniert, sodass diese analog zu Fig. 2 mit dem Randflansch 10a umlaufend verschweisst oder durch Löten verbunden werden kann. Die Metallhülse 11besitzt, ausgehend von dem bereits erwähnten Randbereich, welcher von einer als Anschlag für den Randflansch 10a dienenden wulstartigen Ausformung 11a umlaufend begrenzt ist, mehrere, bei der dargestellten Ausführungsform zwei, den Durchmesser der Hülse 11 in Stufen vergrössernde Erweiterungsbereiche 11 b. Zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung kann nun, wie Fig. 3 zeigt, entweder eine Leitung 12 oder ein Steckverbindungsteil 13 in einen Vollkunststoffteil 14 eingegossen sein.

Die Anzahl von Leitungen 12 oder Steckverbindungen 13 richtet sich nach der erforderlichen Anzahl von Verbindungsleitungen 16 zur Kraftstofffördereinheit 2. Der Verbindungsteil 13 wird dabei in bekannter Weise mit den elektrischen Leitern verbunden.

Die äussere Form des Vollkunststoffteils 14 ist an das Innere der Metallhülse 11 so angeglichen, dass der Vollkunststoffteil 14 passgenau in die Metallhülse 11 eingesetzt werden. Der obere Randbereich des Kunststoffteils 14 weist einen etwas geringeren Durchmesser auf, sodass dort der obere Randbereich der Metallhülse 11nach innen umgebörtelt werden kann. Zusätzlich ist der Kunststoffteil 14 mit zwei umlaufenden Nuten 14b zur Aufnahme von je einer O-Ringdichtung 15 versehen. Zur Optimierung der Dichtwirkung und der erwünschten Gasdichtheit werden die beiden 0- Ringdichtungen 15 aus entsprechenden Elastomeren gefertigt, insbesondere können die beiden Ringdichtungen 15 aus unterschiedliche Materialien z. B. auf der Basis von FKM und Fluorsilikonkautschuk bestehen.

Wenn im Bereich der Durchführung für die elektrische Versorgung der Kraftstofffördereinheit 2 überhaupt noch ein Durchdringen von Kohlenwasserstoffen feststellbar ist, so sind die betreffenden Emissionen in jedem Fall minimal.

Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt.

Erwähnt sei beispielsweise, dass ein Verschweissen oder Verlöten der metallischen Teile im Bereich der Durchführungen auch von innen her möglich sein kann und dass bezüglich der Metallhülse und der Durchführung der Kabel bzw. Leitungen durch den Kunststoffvorteil auch andere Massnahmen getroffen werden können.

Claims

ANSPRÜCHE : 1. Aus Metall bestehenden Kraftstofftank mit zwei miteinander verschweissbaren Tankschalen, einer im Tankinneren untergebrachten elektrisch betriebenen Kraftstofffördereinheit und mit Durchführungen für zumindest eine metallische Kraftstoffleitung und für eine Verbindungseinrichtung zur Versorgung der Kraftstofffördereinheit mit elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweissen der Tankschalen (1 a, 1 b) die Kraftstofffördereinheit (2) von innen her im Tank (1) befestigt wird und die Durchführungen jeweils an gesonderten Stellen durch eine der Tankschalen (1 a, 1 b) verlaufend sowie unter Einsatz von gasdichten Verbindungsmethoden erstellt sind.
2. Kraftststofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststfofffördereinheit (2) an Befestigungselementen montiert ist, die mit der Tankinnenseite, insbesondere durch Verschweissen, verbunden sind.
3. Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gasdichte Verbindungsmethoden ein Verschweissen oder Verlöten eines metallischen Teils oder eines Bestandteils der Kraftstoffleitung und/oder der Verbindungseinrichtung mit dem Tank (1) angewendet sind.
4. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Teile oder Bestandteile durch eine Bohrung (8) oder dergleichen im Tank (1) geführt und im Bereich eines die Bohrung (8) oder dergleichen umlaufenden Randflanschen (8a) verschweisst oder verlötet sind.
5. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Teil oder Bestandteil die Kraftstoffleitung (3) selbst oder ein mit <Desc/Clms Page number 9> dieser, insbesondere durch Verschweissen, verbundener metallischer Anschlussnippel ist.
6. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstofffördereinheit (2) über eine interne Kraftstoffleitung (9), die insbesondere als flexibler Schlauch ausgeführt ist, mit dem in das Innere des Tanks (1) geführten Endbereich der Kraftstoffleitung (3) verbunden ist.
7. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Teil oder Bestandteil eine zur Verbindungseinrichtung zur Versorgung der Kunststofffördereinheit mit elektrischer Energie gehörende Metallhülse (11) ist.
8. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung einen in der Metallhülse (11) sitzenden, durch zumindest eine Gummidichtung (15) gegenüber dieser abgedichteten, mit eingegossenen leitenden Elementen versehener Kunststoffteil (14) aufweist.
9. Kraftstofftank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummidichtung eine in einer umlaufenden Nut (14b) des Kunststoffteils (14) sitzende 0- Ringdichtung (15) ist.
10. Krafststofftank nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummidichtung auf der Basis von FKM oder Fluorsilikonkautschuk hergestellt ist.