DE10101740A1 - Dämpfungselement und Kraftstoffbehälter mit zumindest einem Dämpfungslelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein vom Treibstoff durchströmbares Dämpfungselement (1) zur Anordnung bzw. Befestigung im Innenraum eines Kraftstoffbehälters (5) eines Kraftfahrzeuges. Gemäß der Erfindung ist das Dämpfungselement (1) als weitgehend formstabiles Gitter, Netz oder dergleichen ausgeführt. Dieses Dämpfungselement (1) wird im Kraftstoffbehälter (5) in Bodennähe und zumindest im Wesentlichen horizontal befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein vom Treibstoff durchströmbares Dämpfungselement zur Anordnung bzw. Befestigung im Innenraum eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, in dessen Innenraum zumindest ein Dämpfungselement angeordnet ist, welches vom Treibstoff durchströmbar ausgeführt ist.

Dämpfungs- oder Prallelemente, die zur Vermeidung oder Reduzierung von Plätschergeräuschen im Kraftstoffbehälter vorgesehen sind, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Plätschergeräusche entstehen innerhalb des Treibstoffbehälters durch die Bewegung des flüssigen Kraftstoffs während des Fahrbetriebes und werden als sehr störend empfunden. Aus der DE-A-196 50 415 ist es bekannt, im Innenraum eines Kraftstoffbehälters Dämpfungselemente anzuordnen, die auf dem Kraftstoff schwimmen. Diese Dämpfungselemente weisen einen Schwimmkörper auf, der an seiner Oberfläche mit einem offenporigen Material, wie beispielsweise einem Gestrick, versehen ist. Diese Dämpfungselemente behindern Wellen und Strömungen im Tank und wirken direkt als Geräuschdämpfer.

In der DE-C2-39 05 611 sind verschiedene Ausführungen von plattenförmigen Prallelementen bekannt. Prallelemente werden insbesondere an Innenwänden des Treibstoffbehälters angeordnet und sollen eine Dämpfung der Energie der aufschlagenden Kraftstoffwellen bewirken und damit Prallgeräusche reduzieren. Eine mögliche Ausführung des Prallelements besteht aus einer Kunststofffolie, die nach der Art eines Streckmetalls verformt wird. Bei einer weiteren, aus dieser Druckschrift bekannten Ausführungsform ist das Prallelement eine Folie, die eine mit einer Vielzahl von Kunststoffnadeln bürstenartig benadelte Seite aufweist, die dem Kraftstoff zugewandt angeordnet wird. Eine andere Ausführungsform eines Prallelements besteht aus einer Vielzahl von synthetischen Kunstharzfasern oder Kunststofffasern, die miteinander vermischt und verwirrt sind.

Eine weitere Variante eines Prallelements ist aus der US-A-4,844,278 bekannt. Hier sind Innenwände des Treibstoffbehälters mit einer dreidimensional strukturierten Auskleidung aus Kunststoff versehen, die durch ihre Struktur kleine Kammern bildet. Damit soll der in den treibstofffreien Bereichen des Treibstoffbehälters beim Fahrbetrieb anschlagende Treibstoff sich so über diese strukturierten Kammern verteilen, dass keine unangenehmen Geräusche mehr wahrnehmbar sind.

Es ist bekannt, dass gerade mit sinkendem Füllstand nicht nur die Höhe der die Plätschergeräusche verursachenden Wellen steigt, sondern auch das Resonanzvolumen im Treibstofftank, wodurch die Plätschergeräusche besonders laut werden. Ausführungen, die als Prallelemente an Innenwänden angebracht werden, müssten, um überall wirksam sein zu können, nahezu den gesamten Treibstoffbehälter auskleiden. Dies ist umständlich, aufwendig und kostenintensiv. Schwimmende Dämpferelemente, wie sie aus der oben genannten DE-A-196 50 415 bekannt sind, sind zwar weniger aufwendig aufgebaut und gegebenenfalls auch in unterschiedlich geformten Treibstoffbehältern leichter unterzubringen, beanspruchen jedoch, wenn sie wirksam sein sollen, relativ viel Raum und beschränken unnötigerweise den Füllgrad des Treibstoffbehälters.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einerseits Dämpfungselemente zur Verfügung zu stellen, die eine mögliche Wellenbildung des flüssigen Treibstoffs im Tank weitgehend behindern, einfach und robust aufgebaut sind, kostengünstig herstellbar sind auf eine einfache und die Füllmenge nicht beeinträchtigende Weise im Kraftstoffbehälter untergebracht werden können, und andererseits auch einen mit Dämpfungselementen ausgerüsteten Treibstoffbehälter, der sehr gut geräuschgedämpft ist, zur Verfügung zu stellen.

Was das Dämpfungselement betrifft, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es als weitgehend formstabiles Gitter, Netz oder dergleichen ausgeführt ist.

Was den Treibstoffbehälter betrifft wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dämpfungselement als weitgehend formstabiles Gitter, Netz oder dergleichen ausgeführt ist, welches in Bodennähe und zumindest im Wesentlichen horizontal im Behälter befestigt ist.

Ein erfindungsgemäß ausgeführtes und erfindungsgemäß in einem Treibstoffbehälter untergebrachtes Dämpfungselement behindert auf besonders wirkungsvolle Weise, insbesondere während des Beschleunigens oder Abbremsens des Fahrzeuges sowie bei sinkender Treibstoffmenge, das Entstehen und Ausbreiten von großvolumigen Wellen, die Plätschergeräusche an den Innenwänden des Treibstoffbehälters erzeugen können. Dies ist insbesondere auf die Ausführung als Gitter oder Netz zurückzuführen. Diese Ausführung ist zudem sehr einfach aufgebaut und kann auf einfache Weise hergestellt werden. Da sich das erfindungsgemäße Dämpfungselement relativ nahe zum Boden des Treibstoffbehälters befindet, kann eine Einschränkung der Füllmenge des Behälters nicht auftreten. Da Wellen in Flüssigkeiten keine oberflächliche Erscheinung sind, sondern bis tief in die Flüssigkeit reichen, bewirkt auch bei höherem Flüssigkeitsspiegel die eher in Bodennähe untergebrachte bewegungsdämpfende erfindungsgemäße Einrichtung eine Behinderung des Entstehens und eine schnelle Dämpfung von eventuell entstandenen Flüssigkeitsbewegungen.

Zur Bildung eines weitgehend formstabilen Gitters, Netzes oder dergleichen besteht das Dämpfungselement aus Basiselementen, die von insbesondere stabförmigen Verbindungsstegen und von Verbindungsstellen gebildet sind, wobei die Basiselemente n-Ecken, mit n ≧ 3, sind (Anspruch 3). Ein derart ausgeführtes Dämpfungselement lässt sich besonders einfach aus Kunststoff, beispielsweise durch Spritzgießen, herstellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gitter, Netz oder dergleichen aus übereinstimmend gestalteten Basiselementen, insbesondere aus Vierecken, zusammengesetzt (Anspruch 4). Ein derart gleichmäßig gestaltetes Dämpfungselement kann Bewegungen des Treibstoffs im Tank in allen möglichen Richtungen besonders gut dämpfen.

Es ist wichtig, dass das Dämpfungselement bei einer weitgehend formstabilen und gleichzeitig auch elastischen Ausführung für Treibstoff besonders durchlässig gestaltet ist. Dies ist beispielsweise dann gewährleistet, wenn die Verbindungsstellen als mittig mit einer Durchgangsöffnung versehene Ringe, Hülsen oder dergleichen ausgebildet sind (Anspruch 5).

Auf eine besonders einfache und dauerhaltbare Weise lässt sich das Dämpfungselement im Kraftstoffbehälter dann befestigen, wenn einige der Verbindungsstellen als Hülsen ausgeführt sind, die durch ein Aufstecken auf behälterfeste Bolzen mit diesen verrastbar sind (Anspruch 6).

Die Verrastung kann auf einfache, zweckmäßige sowie haltbare Art beispielsweise derart hergestellt werden, dass an einem der Teile, dies kann die Hülse oder der Bolzen sein, Rastnasen oder dergleichen vorgesehen sind, die in eine Rastnut oder dergleichen am anderen Teil eingreifen (Anspruch 7).

Die Dämpfungswirkung lässt sich dadurch optimieren, dass zwei oder mehr Dämpfungselemente übereinander angeordnet und zusammengefügt werden (Anspruch 8).

Dieses Zusammenfügen kann nun durch das bereits beschriebene Verrasten an Bolzen erfolgen und es kann, um die Stabilität der zusammengefügten Dämpfungselemente zu erhöhen, günstig sein, wenn einige der Verbindungsstellen als Steckhülsen zum Zusammenstecken mit Steckhülsen des zweiten Dämpfungselements und weiterer Dämpfungselemente ausgebildet sind (Anspruch 9).

Es können selbstverständlich auch andere Möglichkeiten zur Befestigung des Dämpfungselements im Kraftstoffbehälter und zum Zusammenfügen von mehreren übereinander anzuordnenden Dämpfungselementen in Betracht gezogen werden.

Eine der möglichen und sehr einfachen Alternativen besteht darin, dass das Dämpfungselement mit Clips oder dergleichen mit weiteren Dämpfungselementen und/oder mit dem Kraftstoffbehälter verbunden wird (Anspruch 10).

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Dämpfungselements,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Kraftstoffbehälter mit einem gemäß Fig. 1 ausgeführten Dämpfungselement, welches im Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 dargestellt ist, und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Kraftstoffbehälter mit einer alternativen Anordnung von erfindungsgemäßen Dämpfungselementen.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Dämpfungselement 1 weist die Struktur eines Gitters oder Netzes auf. Die gezeigte Ausführungsform ist dabei ein regelmäßig ausgeführtes, zumindest weitgehend formstabiles Gitter oder Netz, welches sich aus in Draufsicht quadratischen Basiselementen 2 zusammensetzt. Jedes Basiselement 2 besteht somit aus vier, die Eckbereiche bildenden Verbindungsstellen 3 und dort zusammenlaufenden geraden Verbindungsstegen 4. Durch das Zusammenfügen zu einem Netz oder Gitter gehören Verbindungsstege 4 und Verbindungsstellen 3 von benachbarten Basiselementen 2 gleichzeitig zu zumindest zwei Basiselementen 2, jede innerhalb des Dämpfungselements 1 befindliche Verbindungsstellen 3 gehört beispielsweise zu vier Basiselementen 2.

Die Verbindungsstege 4 sind stabförmig gestaltet und weisen insbesondere einen runden oder abgerundeten Querschnitt auf, können jedoch auch mit einem anderen Querschnitt, beispielsweise einem rechteckförmigen, versehen werden.

Die Verbindungsstellen 3 sind ringförmig ausgeführt und weisen daher mittig eine durchgehende Öffnung auf. Wie beispielsweise Fig. 2 zeigt, ist dabei die Höhe der Verbindungsstellen 3 etwas größer, insbesondere etwa doppelt so groß, wie die Höhe der Verbindungsstege 4.

Einige der Verbindungsstellen des Dämpfungselements 1 sind zur Befestigung des Dämpfungselements 1 am Boden 5a des Kraftstoffbehälters 5 vorgesehen und besonders gestaltet. Eine dieser Verbindungsstellen ist in Fig. 2 dargestellt und mit der Bezugsziffer 13 versehen. Die zur sicheren Befestigung des Dämpfungselements 1 im Inneren des Treibstoffbehälters 5 erforderliche Anzahl an Verbindungsstellen 13 wird vorab gewählt. Jede Verbindungsstelle 13 ist, in Draufsicht betrachtet, zwar ebenfalls ringförmig gestaltet, bildet jedoch eine Hülse 13a, die wesentlich länger ausgeführt ist als die Ringe der Verbindungsstellen 3. An der Innenwand jeder Hülse 13a sind entlang des Umfanges mehrere Rastnasen 13b ausgebildet.

Am Boden 5a des Treibstoffbehälters 5 sind in das Innere des Behälters 5 abragende Befestigungsbolzen 6 befestigt. Jeder Befestigungsbolzen 6 ist an seinem äußeren Umfang mit zumindest einer Rastnut 6a versehen. Die Position der Befestigungsbolzen 6 am Boden 5a des Treibstoffbehälters 5 korrespondiert mit der Lage der Verbindungsstellen 13 im Dämpfungselement 1. Zur Befestigung des Dämpfungselements 1 ist es daher lediglich erforderlich, dieses über seine Verbindungsstellen 13 auf die Befestigungsbolzen 6 zu stecken und auf ein Einrasten der Rastnasen 13b in den Rastnuten 6a der Befestigungsbolzen 6 zu achten. Die Rastnasen 13b ragen dabei innerhalb der Hülsen 13a, wie Fig. 2 zeigt, leicht nach oben, sodass die erforderliche elastische Verformung der Rastnasen 13b beim Aufstecken des Dämpfungselements 1 auf die Befestigungsbolzen 6 möglich ist. Die gegenseitige Verrastung kann dabei auch auf andere Weise erfolgen, insbesondere ist es denkbar, die Rastnasen am Bolzen und die Rastnut in der Hülse auszubilden.

Um bei Bedarf mehrere erfindungsgemäß ausgeführte Dämpfungselemente 1 übereinander im Inneren des Treibstoffbehälters 5 anzuordnen bzw. zu befestigen, kann, was Fig. 3 zeigt, ein Zusammenfügen von zwei oder mehr übereinstimmend ausgeführten Dämpfungselementen 1 mittels längerer oder verlängerter Befestigungsbolzen 6' und gegebenenfalls noch durch ein Zusammenstecken der Dämpfungselementen 1 erfolgen. Das Zusammenfügen von zwei Dämpfungselementen 1 über die am Behälterboden 5a befestigten Bolzen 6' kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass die beiden Dämpfungselemente 1 an übereinstimmenden Stellen Verbindungsstellen 13, die als mit Rastnasen 13b versehene Hülsen 13a ausgeführt sind, aufweisen. Die Befestigungsbolzen 6' sind länger ausgeführt und zumindest an zwei Stellen mit Rastnuten 6'a versehen. Alternativ dazu kann auch ein gesondertes Verlängern der Befestigungsbolzen 6 erfolgen, indem beispielsweise ein Verschrauben oder Zusammenstecken von entsprechend gestaltete Bolzen erfolgt. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Positionen der Rastnasen 13b und der Rastnuten 6'a insbesondere so festgelegt, dass die Hülse 13a des oberen Dämpfungselements 1 jeweils auf der Hülse 13a des unteren Dämpfungselements 1 aufsitzt.

Zusätzlich kann ein gesondertes Zusammenfügen der Dämpfungselemente 1 derart erfolgen, dass weitere Verbindungsstellen 23 besonders gestaltet werden und insbesondere zweistufig ausgeführte Steckhülsen 23a aufweisen. Diese Steckhülsen 23a dienen lediglich der gegenseitigen Positionierung der miteinander zu verbindenden relativ großflächigen Dämpfungselemente 1. Jede Steckhülse 23a setzt sich aus einem hülsenförmigen Basisteil und einem auf diesem angeordneten hülsenförmigen Verbindungsteil mit kleinerem Durchmesser zusammen. Die Abmessungen der Teilbereiche der Steckhülse 23a sind so gewählt, dass der Innendurchmesser des hülsenförmigen Basisteils zumindest im Wesentlichen dem Außendurchmesser des hülsenförmigen Verbindungsteils entspricht, sodass übereinstimmend ausgeführte Verbindungsstellen 23 von zwei Dämpfungselementen 1 durch ein Aufstecken des Basisteils des zweiten Dämpfungselements 1 auf ein Verbindungsteil des anderen Dämpfungselements 1 zusammengefügt werden können. Der erwünschte Abstand zwischen den beiden zusammengesetzten Dämpfungselementen 1 wird durch eine entsprechende Abstimmung der Dimensionen der einzelnen Bestandteile sichergestellt, sodass sich das Basisteil des zweiten Dämpfungselements 1 auf dem Basisteil des anderen Dämpfungselements 1 abstützt.

Durch längere oder durch zusammengefügte Bolzen sowie durch das Stecksystem lassen sich auf einfache Weise auch mehr als zwei Lagen von erfindungsgemäßen Dämpfungselementen 1 im Treibstoffbehälter übereinander anordnen.

Die in den Zeichnungsfiguren dargestellte Gitter- bzw. Netzstruktur des Dämpfungselements 1 ist regelmäßig gestaltet. Dies muss nicht der Fall sein. So kann die Form der Basiselemente 2 selbstverständlich von der Rechteckform abweichen, es kann eine Dreieckform oder eine Form gewählt werden, die mehr als vier Ecken aufweist, beispielsweise ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Sechseck. Die gewählten n-Ecken müssen ferner innerhalb eines Dämpfungselements weder sämtlich gleich groß sein noch bezüglich ihrer Form übereinstimmen. Derart kann ein gänzlich unregelmäßig gestaltetes Netz bzw. Gitter entstehen. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Verbindungsstege 4 gerade verlaufen, diese können auch bogenförmig oder anders gekrümmt ausgestaltet werden. Auch die Außenkontur des Gitters oder Netzes kann beliebig gestaltet werden, um an die entsprechenden Konturen im Treibstoffbehälter angepasst zu werden.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann ferner ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement lediglich als einfaches Gitter oder Netz aus Verbindungsstegen ohne besonders gestaltete Verbindungsstellen ausgeführt sein. In diesem Fall kann ein Befestigen des Dämpfungselements beispielsweise über am Boden des Treibstoffbehälters befestigte Clips erfolgen. Mit Clips könnte auch ein Ineinanderstecken von mehreren Lagen von derart einfach ausgeführten Gittern oder Netzen erfolgen.

Erwähnt sei ferner, dass die Anordnung von erfindungsgemäß ausgeführten Dämpfungselementen im Treibstoffbehälter möglichst großflächig und zumindest im Wesentlichen parallel zum Treibstoffspiegel erfolgen sollte. Dies kann es, je nach der Ausführung des Treibstofftanks, erfordern, eine Befestigung der Dämpfungselemente an anderen Bereichen bzw. Teilen des Treibstoffbehälters durchzuführen.

Selbstverständlich können auch Dämpfungselemente 1 unterschiedlicher Größe in einem Treibstofftank untergebracht werden.

Erfindungsgemäß ausgeführte Dämpfungselemente lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise aus einem kraftstoffbeständigen und elastischen Werkstoff, wie etwa High-Density Polyethylen oder einem ähnlichen Kunststoff, insbesondere durch Spritzgießen, herstellen.

Claims (10)

1. Vom Treibstoff durchströmbares Dämpfungselement zur Anordnung bzw. Befestigung im Innenraum eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass es als weitgehend formstabiles Gitter, Netz oder dergleichen ausgeführt ist.

2. Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, in dessen Innenraum zumindest ein Dämpfungselement angeordnet ist, welches vom Treibstoff durchströmbar ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (1) als weitgehend formstabiles Gitter, Netz oder dergleichen ausgeführt ist, welches in Bodennähe und zumindest im Wesentlichen horizontal im Behälter (5) befestigt ist.

3. Dämpfungselement bzw. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter, Netz oder dergleichen aus Basiselementen (2), die von insbesondere stabförmigen Verbindungsstegen (4) und von Verbindungsstellen (3, 13, 23) gebildet sind, zusammengesetzt ist, wobei die Basiselemente (2) n-Ecken, mit n ≧ 3, sind.

4. Dämpfungselement bzw. Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter, Netz oder dergleichen aus übereinstimmend gestalteten Basiselementen (2), insbesondere aus Vierecken, zusammengesetzt ist.

5. Dämpfungselement bzw. Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (3, 13, 23) als mittig mit einer Durchgangsöffnung versehene Ringe oder Hülsen (13a, 23a) ausgebildet sind.

6. Dämpfungselemente bzw. Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einige der Verbindungsstellen als Hülsen (13a) ausgeführt sind, die durch Aufstecken mit behälterfesten Bolzen (6, 6') verrastbar sind.

7. Dämpfungselement bzw. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verrastung an einem der Teile (13a, 6, 6') Rastnasen (13b) oder dergleichen vorgesehen sind, die in einer Rastnut (6a, 6'a) oder dergleichen am anderen Teil (23a, 6, 6') eingreifen.

8. Dämpfungselement bzw. Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Dämpfungselemente (1) übereinander zusammenfügbar sind.

9. Dämpfungselement bzw. Kunststoffbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einige der Verbindungsstellen als Steckhülsen (23a) zum Zusammenstecken mit Steckhülsen (23a) eines zweiten und weiterer Dämpfungselemente(s) (1) ausbildet sind.

10. Dämpfungselement bzw. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (1) mittels Clips oder dergleichen mit zumindest einem weiteren, insbesondere übereinstimmend ausgeführten, Dämpfungselement (1) und/oder mit dem Kraftstoffbehälter verbindbar ist.