DE102008046586B4

DE102008046586B4 - Kraftstofftank für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102008046586B4
Application number: DE102008046586.0A
Authority: DE
Inventors: Mathias MUEHLMANN; Gerd Vilsmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: DE102008046586A1

Abstract

Kraftstofftank (1) für ein Kraftfahrzeug, in dem eine Ausdehnungseinrichtung (6) vorgesehen ist, die eine erste Seite (7) aufweist, welche mit einem im Tank (1) gespeicherten Fluid in Fluidverbindung steht, und eine zweite Seite (8), welche mit der Atmosphäre (5) außerhalb des Tanks (1) in Fluidverbindung steht, wobei der Tank (1) einen Tankdeckel (3) aufweist,• der Tank (1) durch den Tankdeckel (3) hermetisch dicht verschlossen ist, dabei ist der Begriff „hermetisch dicht“ ist so zu verstehen, dass nur über den geöffneten Tankdeckel Fluiddämpfe in die Umgebung entweichen können und dass bei geschlossenem Tankdeckel keine Fluiddämpfe in die Umgebung entweichen können,dadurch gekennzeichnet, dass• in dem Tankdeckel (3) ein Unterdruckventil (4) vorgesehen ist, das in Zuständen, in denen im Inneren des Tanks (1) ein geringerer Druck herrscht als in der Atmosphäre außerhalb des Tanks (1), ein Nachströmen von Luft aus der Atmosphäre über das Unterdruckventil (4) in das Innere des Tanks (1) ermöglicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstofftank für Fahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Kraftstofftank ist aus der DE 2 245 657 A1 bekannt. Ein weitere Kraftstoffstank ist aus der DE 44 00 761 A1 bekannt. Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählen die US 5 596 971 und die US 3 693 825 .
Tanksysteme moderner Motorräder sind häufig mit einem Aktivkohlefilter ausgestattet. Der Aktivkohlefilter hat in etwa die Größe einer 0,33l Getränkedose und steht über eine Fluidleitung mit dem Kraftstofftank in Fluidverbindung. Der Aktivkohlefilter soll ein Ausdampfen schädlicher Dämpfe aus dem Tanksystem in die Atmosphäre verhindern und eine bei Temperaturschwankungen auftretende Volumenausdehnung des Kraftstoffs ermöglichen. Eine Unterbringung eines derartigen Aktivkohlefilters im Fahrzeug bereitet aufgrund der üblicherweise herrschenden Bauraumknappheit Probleme.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Kraftstofftank für Fahrzeuge zu schaffen, bei dem ein Austritt schädlicher Gase in die Atmosphäre zuverlässig verhindert und eine bei einer Temperaturerhöhung auftretende Ausdehnung des Kraftstoffs ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Kraftstofftank für Fahrzeuge, insbesondere für Motorräder. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf Kraftstofftanks beschränkt ist, sondern prinzipiell bei allen Arten von Tanks anwendbar ist.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine Ausdehnungseinrichtung vorgesehen ist, die eine erste Seite aufweist, welche mit dem im Tank bevorrateten Fluid, z. B. Kraftstoff, in Fluidverbindung steht, und eine zweite Seite, welche mit der Atmosphäre außerhalb des Tanks in Fluidverbindung steht.
Die bei einer Erwärmung des Tanks bzw. des darin befindlichen Fluids auftretende Volumenänderung des Fluids kann durch die Ausdehnungseinrichtung „kompensiert“ werden. Zusätzlich zu einer Temperatur bedingten Volumenänderung tritt im Tank an der Oberfläche des Kraftstoffs auch ein „Ausgasen“ des Kraftstoffs auf. Das Tankvolumen und die Ausdehnungseinrichtung sind entsprechend dem Ausdehnungskoeffizienten des im Tank gespeicherten Fluids und dem Temperaturbereich, in dem der Tank eingesetzt wird, sowie in Abhängigkeit des Volumens des üblicherweise ausgasenden Kraftstoffs ausgelegt.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Tank bzw. das Tanksystem im Unterschied zu den eingangs beschriebenen Tanksystemen hermetisch dicht gestaltet sein kann. Der Begriff „hermetisch dicht“ ist so zu verstehen, dass aus dem Tank bei geschlossenem Tankdeckel keine Fluiddämpfe in die Umgebung entweichen können. Jedoch kann bzw. sollte ein „Unterdruckventil“ vorgesehen sein, das, in Zuständen, in denen der im Tank herrschende Druck geringer als der Atmosphärendruck ist, ein Nachströmen von Luft aus der Atmosphäre in den Tank ermöglicht, so dass eine einwandfreie Funktionsweise des Kraftstoffversorgungssystem gewährleistet ist.
Die Ausdehnungseinrichtung ist im Inneren des Tanks angeordnet, was den Vorteil hat, dass der Tank zusammen mit der Ausdehnungseinrichtung vormontiert werden kann. In einer Wandung des Tanks kann eine Öffnung vorgesehen sein, über welche die „zweite Seite“ der Ausdehnungseinrichtung in Fluidverbindung mit der Atmosphäre außerhalb des Tanks steht.
Hinsichtlich der Gestaltung der Ausdehnungseinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Prinzipiell könnte die Ausdehnungseinrichtung durch ein Zylinder-/Kolbensystem realisiert sein, bei dem der Kolben durch eine Feder in eine definierte Richtung vorgespannt ist. Bei einer Erwärmung des im Tank gespeicherten Fluids kann der Kolben entgegen der Federkraft durch den von dem Fluid ausgeübten, erhöhten Druck, verschoben werden.
Alternativ dazu kann auch eine Ausdehnungseinrichtung vorgesehen sein, die komprimierbar ist, z B. eine Ausdehnungseinrichtung, die in Form einer elastischen Blase oder eines elastischen Faltenbalgs gestaltet ist.
Vorzugsweise ist die Ausdehnungseinrichtung hinreichend volumen-beständig, so dass sie weder durch den beim Tanken vom Kraftstoff ausgeübten „Ruhedruck“ noch durch den beim Tankvorgang vom Kraftstoff auf die Ausdehnungseinrichtung ausgeübten dynamischen Druck in ihrem Volumen verändert bzw. verformt wird. Die Ausdehnungseinrichtung sollte aber hinreichend „nachgiebig“ bzw. flexibel oder elastisch sein, dass nach dem Verschließen des Tanks der bei einer Erwärmung des Tankinhalts auftretende Druckanstieg im Tank, z. B. auf wenige Zehntel bar begrenzt bleibt bzw. nahezu überhaupt kein Druckanstieg erfolgt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausdehnungseinrichtung so konzipiert, dass sie selbsttätig in einen Zustand maximalen Volumens übergeht, was einem Zustand entspricht, in dem das effektive Tankvolumen maximal ist, wenn kraftstoffseitig und atmosphärenseitig, d. h. auf der ersten und zweiten Seite der Ausdehnungseinrichtung derselbe Druck herrscht.
Wenn es sich bei der Ausdehnungseinrichtung um eine Blase, einen Faltenbalg o. ä. handelt, bedeutet dies, dass die Ausdehnungseinrichtung im drucklosen Zustand, d. h. wenn auf der ersten und der zweiten Seite der Ausdehnungseinrichtung derselbe Druck herrscht, die Ausdehnungseinrichtung stets in einen konstruktiv vorgegebenen, definierten Zustand bzw. in eine definierte „Form“ übergeht.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1, 2 das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung.

1 zeigt einen Kraftstofftank 1 mit einem Einfüllstutzen 2, der durch einen Tankdeckel 3 verschlossen ist. In den Tankdeckel 3 ist ein Unterdruckventil 4 integriert, das in Zuständen, in denen der im Kraftstofftank 1 herrschende Druck geringer als der in der Atmosphäre 5 herrschende Druck ist, ein Nachströmen von Luft in den Kraftstofftank 1 ermöglicht.
In dem Kraftstofftank 1 ist eine Ausdehnungseinrichtung 6 angeordnet, die hier durch ein elastisches, blasenartiges Element gebildet ist. Die Ausdehnungseinrichtung 6 weist eine erste Seite bzw. eine „Außenseite“ 7 auf, die in Fluidverbindung mit dem im Tank 1 gespeicherten Kraftstoff steht und eine „Innenseite“ bzw. eine zweite Seite 8, die über einen in der Wand des Tanks 1 vorgesehenen Fluiddurchgang 9 in Fluidverbindung mit der Atmosphäre 5 steht.
Bei einer Erwärmung des Tanks 1 bzw. der darin gespeicherten Flüssigkeit, kommt es zu einer Ausdehnung der im Tank 1 gespeicherten Flüssigkeit, was bei einem geschlossenen Tank ohne Entlüftung zu einem erheblichen Druckanstieg im Tank 1 führen würde.
Wie in 2 dargestellt, wird bei einer Ausdehnung der im Tank 1 gespeicherten Flüssigkeit, was durch die unterschiedlichen Flüssigkeitspegel 10 bzw. 10a angedeutet ist, die durch die Blase gebildete Ausdehnungseinrichtung 6 entsprechend zusammengedrückt, wobei über den Fluiddurchgang 9 Luft aus dem Inneren der Blase in die Atmosphäre 5 entweichen kann.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die Ausdehnungseinrichtung 6 auch so ausgelegt sein kann, dass bei den im gesamten Betriebstemperaturbereich des Tanks 1 theoretisch möglichen Volumenänderungen des im Tank 1 befindlichen Fluids kein oder nahezu kein Anstieg des Fluidpegels im Tank 1 erfolgt, d.h. dass die gesamte oder nahezu die gesamte Volumenänderung des im Tank 1 befindlichen Fluids durch die Ausdehnungseinrichtung kompensiert wird.

Claims

Kraftstofftank (1) für ein Kraftfahrzeug, in dem eine Ausdehnungseinrichtung (6) vorgesehen ist, die eine erste Seite (7) aufweist, welche mit einem im Tank (1) gespeicherten Fluid in Fluidverbindung steht, und eine zweite Seite (8), welche mit der Atmosphäre (5) außerhalb des Tanks (1) in Fluidverbindung steht, wobei der Tank (1) einen Tankdeckel (3) aufweist, • der Tank (1) durch den Tankdeckel (3) hermetisch dicht verschlossen ist, dabei ist der Begriff „hermetisch dicht“ ist so zu verstehen, dass nur über den geöffneten Tankdeckel Fluiddämpfe in die Umgebung entweichen können und dass bei geschlossenem Tankdeckel keine Fluiddämpfe in die Umgebung entweichen können, dadurch gekennzeichnet, dass • in dem Tankdeckel (3) ein Unterdruckventil (4) vorgesehen ist, das in Zuständen, in denen im Inneren des Tanks (1) ein geringerer Druck herrscht als in der Atmosphäre außerhalb des Tanks (1), ein Nachströmen von Luft aus der Atmosphäre über das Unterdruckventil (4) in das Innere des Tanks (1) ermöglicht wird.
Tank (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wandung des Tanks (1) ein Fluiddurchgang (9) vorgesehen ist, über den die zweite Seite (8) der Ausdehnungseinrichtung (6) in Fluidverbindung mit der Atmosphäre (5) außerhalb des Tanks (1) steht.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) ein Volumenänderungsvermögen aufweist, das mindestens so groß bemessen ist, wie die in dem Temperaturbereich, in dem der Tank eingesetzt wird, maximale auftretende Volumenänderung des im Tank (1) gespeicherten Kraftstoffs, wenn der Tank voll getankt ist.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) in sich komprimierbar ist.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) aus einem elastischen Material hergestellt ist.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) hinreichend volumen- bzw. formbeständig ist, so dass sie durch den bei einem Betankungsvorgang im Tank auftretenden, vom einzufüllenden Fluid auf die Ausdehnungseinrichtung (6) ausgeübten dynamischen Druck in ihrem Volumen verändert bzw. verformt wird.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) durch eine elastische Blase gebildet ist.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungseinrichtung (6) durch eine elastischen Faltenbalg gebildet ist.
Tank (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank ein Motorradtank ist.