DE102010036683A1

DE102010036683A1 - Kraftstofftank

Info

Publication number: DE102010036683A1
Application number: DE102010036683A
Authority: DE
Inventors: Andreas Menke
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-02
Also published as: US20120024868A1; CN102371889A; US8919599B2; JP2012035914A; JP5580257B2; CN102371889B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank mit einem Hohlraum (2), in welchem eine Verstärkungseinrichtung (5) angeordnet ist, die zur Abstützung dient. Um einen Kraftstofftank zu schaffen, der eine hohe Stabilität aufweist und kostengünstig herstellbar ist, ist die Verstärkungseinrichtung (5) so ausgeführt ist, dass die Verstärkungseinrichtung (5) sowohl Druckkräfte als auch Zugkräfte aufnehmen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank mit einem Hohlraum, in welchem eine Verstärkungseinrichtung angeordnet ist, die zur Abstützung dient.
Gattungsgemäße Kraftstofftanks sind aus den US-Patenten US 7,455,190 B2 , US 6,338,420 B1 , US 6,135,306 , der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 009 829 A1 und der britischen Patentanmeldung GB 2 236 288 A bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstofftank gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der eine hohe Stabilität aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstofftank mit einem Hohlraum, in welchem eine Verstärkungseinrichtung angeordnet ist, die zur Abstützung dient, dadurch gelöst, dass die Verstärkungseinrichtung so ausgeführt ist, dass die Verstärkungseinrichtung sowohl Druckkräfte als auch Zugkräfte aufnehmen kann. Der Hohlraum in dem Kraftstofftank dient zur Aufnahme von Kraftstoff. Betriebsbedingt und aufgrund von Umgebungseinflüssen kann sich der Druck in dem Hohlraum, insbesondere aufgrund von Temperaturschwankungen mehr oder weniger stark verändern. Der Kraftstofftank ist vorzugsweise als Drucktank aus Kunststoff ausgeführt und zum Beispiel in einem Drucktanksystem eines Hybridfahrzeugs angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Verstärkungseinrichtung kann die Stabilität des Kraftstoffstanks sowohl bei Unterdruck als auch bei Überdruck in dem Hohlraum deutlich verbessert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinrichtung mindestens eine Zug-Druck-Strebe umfasst, die zwischen zwei gegenüberliegenden Wandbereichen des Kraftstofftanks angeordnet ist. Die Zug-Druck-Strebe erstreckt sich vorzugsweise durch die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche des Kraftstofftanks hindurch.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Strebe mit Hilfe einer Federeinrichtung zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen des Kraftstofftanks eingespannt ist. Durch die Federeinrichtung sind die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche des Kraftstofftanks voneinander weg vorgespannt. Dadurch wird sichergestellt, dass ein vorgegebener Abstand zwischen den beiden Wandbereichen des Kraftstofftanks auch bei einem Unterdruck in dem Hohlraum unverändert bleibt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung mindestens eine Druckfeder umfasst. Die Druckfeder ist zum Beispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt. Es können auch mehrere Druckfedern parallel und/oder in Reihe geschaltet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung zwischen zwei Innenscheiben eingespannt ist. Die Innenscheiben dienen zur Abstützung der Federeinrichtung und zur flächigen Einleitung der Federkraft in den Kraftstofftank. Die Innenscheiben können aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie der Kraftstofftank gebildet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gegenüberliegenden Wandbereiche des Kraftstofftanks jeweils zwischen einer Innenscheibe und einer Außenscheibe angeordnet sind. Die Innenscheiben und die Außenscheiben können aus dem gleichen Material wie der Kraftstofftank gebildet sein und dienen unter anderem zum Schutz des Kraftstofftanks. Die Innenscheiben und die Außenscheiben können auch aus einem anderen Material gebildet sein als der Kraftstofftank.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Zug-Druck-Strebe jeweils eine axiale Sicherung vorgesehen ist. Die axiale Sicherung verhindert, dass sich die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche voneinander weg bewegen, wenn in dem Hohlraum ein Überdruck entsteht. Über die axiale Sicherung werden Zugkräfte in die Zug-Druck-Strebe eingeleitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche des Kraftstofftanks außen im Durchtrittsbereich der Zug-Druck-Strebe jeweils durch einen Deckel abgedichtet sind. Der Deckel ist vorzugsweise aus Kunststoff gebildet und vorzugsweise stoffschlüssig mit den Wandbereichen des Kraftstofftanks verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Strebe aus Metall gebildet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine hohe Stabilität des Kraftstofftanks erreicht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstofftanks ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank als Kunststoffdrucktank ausgeführt ist. Bei dem Kunststoffdrucktank handelt es sich vorzugsweise um ein Blasformteil.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks im Schnitt und
2 eine detaillierte Darstellung eines Ausschnitts aus 1 im Schnitt.
In 1 ist ein Kraftstofftank 1 mit einem Hohlraum 2 zur Aufnahme von Kraftstoff stark vereinfacht im Schnitt dargestellt. Der Kraftstofftank 1 umfasst einen Kunststoffbehälter 4 mit einer Verstärkungseinrichtung 5 in dem Hohlraum 2. Der Kunststoffbehälter 4 ist vorzugsweise durch Blasformen hergestellt.
Die Verstärkungseinrichtung 5 ist zwischen zwei gegenüberliegenden Wandbereichen 8, 9 des Kunststoffbehälters 4 beziehungsweise Kraftstofftanks 1 angeordnet und umfasst eine Zug-Druck-Strebe 10. Die Zug-Druck-Strebe 10 erstreckt sich durch die beiden Wandbereiche 8, 9 hindurch, so dass die freien Enden der Zug-Druck-Strebe 10 außerhalb des Kunststoffbehälters 4 angeordnet sind.
Die freien Enden der Zug-Druck-Strebe 10 sind vorzugsweise in muldenartigen Vertiefungen angeordnet, die in den Wandbereichen 8, 9 des Kraftstofftanks 1 ausgebildet sind. Zur Bildung der Vertiefungen sind die Wandbereiche 8, 9 konvex nach innen gekrümmt.
Die erfindungsgemäße Verstärkungseinrichtung 5 umfasst des Weiteren eine Federeinrichtung 14, die zwischen zwei Innenscheiben 18, 19 eingespannt ist. Die Innenscheiben 18, 19 stellen Federteller dar. Die Innenscheibe 18 liegt innen an dem Wandbereich 8 an. Die Innenscheibe 19 liegt innen an dem Wandbereich 9 an. Die Wandbereiche 8, 9 sind jeweils zwischen der zugeordneten Innenscheibe 18, 19 und einer Außenscheibe 21, 22 angeordnet. Die Außenscheiben 21, 22 haben im Wesentlichen die gleiche Gestalt wie die Innenscheiben 18, 19. Die Zug-Druck-Strebe 10 erstreckt sich durch die Innenscheiben 18, 19, die Wandbereiche 8, 9 und die Außenscheiben 21, 22 hindurch.
An den aus dem Hohlraum 2 herausragenden freien Enden der Zug-Druck-Strebe 10 ist jeweils eine axiale Sicherung 23, 24 angebracht. Die axiale Sicherung 23, 24 verhindert, dass sich die Wandbereiche 8, 9 voneinander weg bewegen, wenn in dem Hohlraum 2 des Kraftstofftanks 1 ein Überdruck auftritt.
Die Federeinrichtung 14, die zum Beispiel als Schraubendruckfeder ausgeführt ist, ist so zwischen den beiden Wandbereichen 8, 9 eingespannt, dass sich die beiden Wandbereiche 8, 9 nicht aufeinander zu bewegen, wenn in dem Hohlraum 2 des Kraftstofftanks 1 ein Unterdruck auftritt.
Durch die erfindungsgemäße Verstärkungseinrichtung 5 werden die beiden Wandbereiche 8, 9 sowohl bei einem Unterdruck als auch bei einem Überdruck in dem Hohlraum 2 des Kraftstofftanks 1 in einem konstanten Abstand gehalten.
Zur Abdichtung des Kraftstofftanks 1 sind außen an die Wandbereiche 8, 9 Deckel 31, 32 angeschweißt, welche die freien Enden der Zug-Druck-Strebe 10 sowie deren Durchtrittsbereiche durch den Kunststoffbehälter 4 und die Außenscheiben 21, 22 umgeben.
In 2 ist ein Ausschnitt eines Kraftstofftanks 41 im Schnitt dargestellt. Der Kraftstofftank 41 ist ähnlich wie der Kraftstofftank 1 in 1 als Kunststoffdrucktank mit einem Kunststoffdrucktankbehälter 44 ausgeführt. In dem Kraftstofftank 41 ist eine Verstärkungseinrichtung 45 angeordnet. Von der Verstärkungseinrichtung 45 ist in 2 nur ein Ende an einem Wandbereich 48 des Kunststoffdrucktankbehälters 44 dargestellt. Die Verstärkungseinrichtung 45 umfasst eine Zug-Druck-Strebe 50 und eine Federeinrichtung 54. Die Federeinrichtung 54 umfasst eine Schraubendruckfeder 55, die sich an einer Innenscheibe 58 abstützt.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Federeinrichtung 54 eine zweite Schraubendruckfeder 56, die gegen die Innenscheibe 58 vorgespannt ist. Die Schraubendruckfeder 55 ist innerhalb der Schraubendruckfeder 56 angeordnet. Beide Schraubendruckfedern 55 und 56 erstrecken sich um die Zug-Druck-Strebe 50 herum.
Die Innenscheibe 58 stellt einen Federteller für die Federeinrichtung 54 dar. Der Wandbereich 48 ist zwischen der Innenscheibe 58 und einer Außenscheibe 61 angeordnet. Das in 2 dargestellte Ende der Zug-Druck-Strebe 50 erstreckt sich durch die Innenscheibe 58, den Wandbereich 48 und die Außenscheibe 61 hindurch nach außen.
An dem freien Ende der Zug-Druck-Strebe 50 ist eine axiale Sicherung 63 angebracht. Der Wandbereich 48 ist zusammen mit der Innenscheibe 58 und der Außenscheibe 61 zwischen der axialen Sicherung 63 und der Federeinrichtung 54 eingespannt.
Das nach außen herausragende freie Ende der Zug-Druck-Strebe 50 ist zusammen mit der Außenscheibe 61 und der axialen Sicherung 63 in einer Vertiefung des Kunststoffbehälters 44 angeordnet, die unter Dichtwirkung von einem Deckel 71 abgedeckt ist. Der Deckel 71 ist vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Kunststoffbehälter 44 verbunden, insbesondere verschweißt.
Der Kunststoffbehälter 44, die Innenscheibe 58, die Außenscheibe 61 und/oder der Deckel 71 sind beziehungsweise ist zum Beispiel einem Polyethylen hoher Dichte hergestellt. Insbesondere der Kunststoffbehälter 44 ist vorzugsweise mehrschichtig ausgeführt. Zur Vermeidung von unerwünschten Geräuschen beziehungsweise einer unerwünschten Abnutzung kann die Außenscheibe 61 vorteilhaft vorgespannt werden.
Durch die Federeinrichtung 54 werden die Innenscheiben 18, 19; 58 bei einem Unterdruck gegen die Wandbereiche 8, 9; 48 gepresst. Dadurch werden unerwünschte Klappergeräusche verhindert. Durch das Aufrechterhalten des definierten Abstands zwischen den Wandbereichen 8, 9; 48 kann eine unerwünschte Abnutzung des Kunststoffbehälters 4; 44 durch eine Relativbewegung der Wandbereiche 8, 9; 48 verhindert werden. Durch die Deckel 31, 32; 71 wird eine unerwünschte Leckage verhindert.
Im Falle eines Unfalls, insbesondere bei einem Crash, wird die Verformungsfähigkeit des Kunststoffbehälters 4; 44 durch die erfindungsgemäße Verstärkungseinrichtung 5; 45 nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7455190 B2 [0002]
US 6338420 B1 [0002]
US 6135306 [0002]
DE 102008009829 A1 [0002]
GB 2236288 A [0002]

Claims

Kraftstofftank mit einem Hohlraum (2), in welchem eine Verstärkungseinrichtung (5; 45) angeordnet ist, die zur Abstützung dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinrichtung (5; 45) so ausgeführt ist, dass die Verstärkungseinrichtung (5; 45) sowohl Druckkräfte als auch Zugkräfte aufnehmen kann.
Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinrichtung (5; 45) mindestens eine Zug-Druck-Strebe (10; 50) umfasst, die zwischen zwei gegenüberliegenden Wandbereichen (8, 9; 48) des Kraftstofftanks (1; 41) angeordnet ist.
Kraftstofftank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Strebe (10; 50) mit Hilfe einer Federeinrichtung (14; 54) zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen (8, 9; 48) des Kraftstofftanks (1; 41) eingespannt ist.
Kraftstofftank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (14; 54) mindestens eine Druckfeder (55, 56) umfasst.
Kraftstofftank nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (14; 54) zwischen zwei Innenscheiben (18, 19; 58) eingespannt ist.
Kraftstofftank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gegenüberliegenden Wandbereiche (8, 9; 48) des Kraftstofftanks (1; 41) jeweils zwischen einer Innenscheibe (18, 19; 58) und einer Außenscheibe (21, 22; 61) angeordnet sind.
Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Zug-Druck-Strebe (10; 50) jeweils eine axiale Sicherung (23, 24; 63) vorgesehen ist.
Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche (8, 9; 48) des Kraftstofftanks (1; 41) außen im Durchtrittsbereich der Zug-Druck-Strebe (10; 50) jeweils durch einen Deckel (31, 32; 71) abgedichtet sind.
Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druck-Strebe (10; 50) aus Metall gebildet ist.
Kraftstofftank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofftank (1; 41) als Kunststoffdrucktank ausgeführt ist.