DE10045637A1 - Kraftstoffbehälter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung zum Abbauen von Überdruck. Zur Erzielung einer baulich einfachen, zuverlässigen und absolut gasdichten Konstruktion ist an einer geodätisch hoch liegenden Seite des Kraftstoffbehälters eine Berstscheibe und/oder eine Schmelzscheibe in dessen Wand angeordnet, die bei einem definierten Überdruck und/oder bei einer definierten hohen Temperaturschwelle durch Bersten oder Schmelzen einen Überdruckabbau ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Kraftstoffbehältern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist es bekannt, Ein­ richtungen zum Abbauen eines irregulären Überdrucks vorzusehen. Der Überdruck kann z. B. temperaturbedingt bei einem Brand und/oder durch entsprechende Verformung bei einer Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis auftreten. Zur fordern ist, dass bei solchen Situationen kein un­ kontrolliertes Aufreißen des Kraftstoffbehälters bzw. kein unzulässiger Über­ druck auftreten kann.

Eine nahe liegende Maßnahme zur Vermeidung eines derartigen Überdru­ ckes sind Überdruckventile oder am Kraftstoffbehälter ausgebildete Verfor­ mungsabschnitte. Überdruckventile mit entsprechend großem Öffnungsquer­ schnitt sind aber schwer absolut ausgasungsdicht zu gestalten und Verfor­ mungsabschnitte wirken meist nur in begrenztem Maße.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine baulich einfache und ausgasungssichere Einrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die bei den beschrie­ benen Situationen zuverlässig Überdruck vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an einer geodätisch hoch liegenden Stelle eine Berstscheibe und/oder Schmelzscheibe in einer Wand des Kraft­ stoffbehälters gasdicht anzuordnen, die bei einen definierten Überdruck und/oder bei einer definierten Temperatur durch deren Zerstörung einen Überdruckabbau an einer unkritischen Stelle ermöglicht.

Im einfachsten Falle kann bei einem metallischen Kraftstoffbehälter über eine entsprechend angeordnete Öffnung eine dünnwandige Scheibe aufge­ schweißt sein, die bei dem definierten Überdruck aufplatzt und somit einen zuverlässigen Überdruckabbau bewirkt. Die Berstscheibe kann dabei mit materialschwächenden Ausnehmungen bzw. Sollbruchstellen versehen sein.

Die Berstscheibe und/oder Schmelzscheibe kann an geodätisch hoch lie­ gende Stelle im bevorzugten Bereich an einer oben liegenden Wand des Kraftstoffbehälters, insbesondere aber an dem im allgemeinen noch höher liegendem Einfüllrohr des Kraftstoffbehälters angeordnet sein.

Ferner kann bevorzugt die Berstscheibe in Kombination auch als Schmelz­ scheibe wirken. Beispielsweise kann für die Berstscheibe ein niedrig schmel­ zendes metallisches Lot verwendet sein, welches z. B. bei einer Temperatur von < 180°C schmelzflüssig wird und bereits bei geringeren Temperaturen aufgrund der nachlassenden Festigkeit durch einen ggf. vorhandenen Über­ druck öffnet.

Herstellungstechnisch günstig kann die Berst- und/oder Schmelzscheibe in einem Haltering angeordnet sein, der wiederum mit der korrespondierenden Behälterwand gasdicht verbunden, z. B. verschweißt ist. Der Haltering kann jedoch auch mittels einer Gewindeverbindung in die Behälterwand ggf. unter Zwischenschaltung einer Dichtung eingeschraubt sein. Die Berst- und/oder Schmelzscheibe kann dabei innerhalb des Halteringes im Vergleich zur be­ nachbarten Behälterwand leicht zurückgesetzt sein, um Beschädigungen beim Handling des Kraftstoffbehälters zu vermeiden.

Anstelle einer kombinierten Berst- und Schmelzscheibe können auch ein oder mehrere separate Berstscheiben und Schmelzscheiben angeordnet sein. Bevorzugt wird dabei vorgeschlagen, dass die Berstscheibe innenlie­ gend und die Schmelzscheibe außenliegend hintereinander geschaltet sind und somit gemeinsam wirkend einem definierten Überdruck standhalten. Da im Falle eines Brandes und der dabei auftretenden Temperaturerhöhung die Festigkeit der Schmelzscheibe schnell nachlässt, verringert sich insgesamt die Überdruckschwelle und es erfolgt ein Abbau des Überdruckes bereits bei niedrigeren Druckwerten.

Zur Erzielung eines definierten Ansprechens der Berstscheibe und der äuße­ ren Schmelzscheibe können zwischen den beiden Scheiben Mittel angeord­ net sein, die diese funktionell verbinden. Die Mittel können beispielsweise ein hinsichtlich der Wärmeleitung entkoppelter Abstandshalter oder eine in­ kompressible Flüssigkeit sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen aus Metallblech geformten Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahr­ zeug, mit einem Einfüllrohr und einer an dessen geodätisch hoch lie­ gender Stelle angeordneten Berst- und Schmelzscheibe;

Fig. 2 die Berst- und Schmelzscheibe gemäß Fig. 1 im vergrößertem Maß­ stab in einem Längsschnitt durch das Einfüllrohr; und

Fig. 3 eine weitere vergrößerte Darstellung einer Berstscheibe und einer Schmelzscheibe, die hintereinander geschaltet sind.

Der in Fig. 1 schematisch gezeigte Kraftstoffbehälter 10 ist aus dünnwandi­ gem Stahlblech gefertigt und weist einen Boden 12, umlaufende Seiten­ wände 14, eine obere Wand 16 und ein schräg nach oben ragendes Einfüll­ rohr 18 mit einem Deckel 20 auf. Soweit nicht beschrieben ist der Kraftstoff­ behälter 10 bekannter Bauart.

In dem Einfüllrohr 18 ist in einer dafür vorgesehen kreisförmigen Öffnung 22 an einer geodätisch hoch liegenden Stelle (vgl. Fig. 1, Bezugszeichen 24) ein rotationssymmetrischer Haltering 24 aus Stahl mit einem Rohrstutzen 26 und einem Ringflansch 28 angeordnet. Der Ringflansch 28 ist gasdicht mit dem Einfüllrohr 18 über eine umlaufende Schweißnaht 30 verschweißt.

In den Haltering 24 bzw. in dessen Rohrstutzen 26 ist eine kombinierte Berst- und Schmelzscheibe 32 fest und gasdicht eingesetzt.

Die Berst-Schmelzscheibe 32 ist aus einem metallischem Lot (z. B. . . .) her­ gestellt und in den Rohrstutzen 26 mit definierter Vorspannung eingepresst.

Die Berst-Schmelzscheibe 32 kann zusätzlich mit dem Rohrstutzen 26 form­ schlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein.

Ferner ist die Berst-Schmelzscheibe 32 mit materialschwächenden Ausneh­ mungen 34 (z. B. diametral kreuzförmig verlaufende Kerben) versehen, die als Sollbruchstellen bei einem definierten Behälterinnendruck das Heraus­ brechen der Berst-/Schmelzscheibe 32 aus dem Haltering 24 ermöglichen.

Bei auftretenden hohen Temperaturen, bedingt durch einen Brand, wirkt die Berst-Schmelzscheibe 32 ab einer definierten Temperatur von z. B. 150°C als Schmelzsicherung und wird ebenfalls aus dem Haltering 24 herausgelöst.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 (gleiche Teile sind mit gleichen Be­ zugszeichen versehen) sind in den Haltering 24 bzw. in dessen Rohrstutzen 26 in hintereinander Reihung eine innenliegende Berstscheibe 36 aus dünn­ wandigerem Stahl und eine außen liegende Schmelzscheibe 38 aus einem dickwandigerem Lot gasdicht und fest eingesetzt, z. B. eingepresst und/oder eingelötet. Die Berstscheibe 36 ist wiederum mit Sollbruchstellen 40 verse­ hen.

Ferner ist zwischen der Berstscheibe 36 und der Schmelzscheibe 38 ein metallischer Abstandshalter 42 angeordnet, der mit einem scheibenförmigen Fuß 44 an der Berstscheibe 36 und mit einem spitz auslaufendem Stift 46 an der Schmelzscheibe 38 anliegt. Durch die nur punktförmige Anlage des Stif­ tes 46 an der Schmelzscheibe 38 ist eine direkte Wärmeleitung von der Berstscheibe 36 zu der Schmelzscheibe 38 im wesentlichen unterbunden.

Zur Vermeidung von Beschädigungen z. B. während der Montage des Kraft­ stoffbehälters 10 sind die Berst-Schmelzscheibe 32 (Fig. 2) bzw. die Schmelzscheibe 38 (Fig. 3) gegenüber der Behälterwand bzw. dem Einfüll­ rohr 18 zurückgesetzt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele be­ schränkt.

Anstelle eines Kraftstoffbehälters 10 aus Stahlblech kann auch ein Kunst­ stoffkraftstoffbehälter eingesetzt sein. Dementsprechend können auch die Berstscheibe und/oder die Schmelzscheibe in Kombination oder als separate Bauteile aus einem entsprechend geeignetem, widerstandsfähigem und nicht permeablen Kunststoff gefertigt sein. Die Berst- und/oder Schmelzscheibe kann dann mit der korrespondierenden Behälterwand verschweißt oder ver­ klebt sein.

Zwischen der Berstscheibe 36 und der beabstandeten Schmelzscheibe 38 gemäß Fig. 3 kann anstelle des Abstandshalters 42 auch eine inkompres­ sible Flüssigkeit, z. B. Glykol, als abstandshaltendes Mittel verwendet sein.

Anstelle des Einfüllrohres 18 könnte auch die obere Wand 16 des Kraftstoff­ behälters 10 als geodätisch hoch liegende Stelle für die Anordnung der Berst- und Schmelzscheibe geeignet sein, z. B. im Bereich einer karosserie­ seitigen Montageöffnung.

Claims (10)

1. Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung zum Abbauen von Überdruck, dadurch gekennzeichnet, dass an einer geodätisch hoch liegenden Stelle eine Berstscheibe (32, 36) und/oder Schmelzscheibe (32, 38) in einer Wand (18) des Kraftstoffbehälters (10) gasdicht angeordnet ist, die bei einem definierten Überdruck und/oder bei einer definierten Temperatur durch Bersten oder Schmelzen einen Über­ druckabbau ermöglicht.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstscheibe (32, 36) und/oder Schmelzscheibe (32, 38) am Einfüllrohr (18) des Kraftstoffbehälters (10) angeordnet ist.

3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstscheibe (32) in Kombination auch als Schmelzscheibe (32) wirkt.

4. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berst-Schmelzscheibe (32, 38) aus einem metallischen Lot mit einer Schmelztemperatur < 200°C hergestellt ist.

5. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berst- und/oder Schmelzscheibe (32, 36) mit Sollbruchstellen (34, 40) versehen ist.

6. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berst- und/oder Schmelzscheibe (32, 36, 38) in einem Haltering (24) angeordnet ist, der mit der korrespondierenden Be­ hälterwand (18) gasdicht verbunden ist.

7. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berst- und/oder Schmelzscheibe (32, 38) gegenüber der angrenzenden Behälterwand (18) zurückgesetzt in dem Haltering (24) gehalten ist.

8. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Berstscheibe (36) und zumindest eine Schmelzscheibe (38) vorgesehen sind.

9. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstscheibe (36) und die Schmelzscheibe (38) hintereinander in einem einheitlichen Haltering (24) angeordnet sind.

10. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegende Berstscheibe (36) und die außen liegende Schmelz­ scheibe (38) über dazwischen angeordnete Mittel (42) miteinander funkti­ onell verbunden sind.