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Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank für ein Kraftfahrzeug und insbesondere für einen Personenkraftwagen. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, wie insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem solchen Kraftstofftank.
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Kraftstofftanks an Kraftfahrzeugen sind sowohl während der Fahrt als auch im Stand und zuweilen auch noch nach dem Abstellen des Motors, insbesondere durch Abwärme des Auspuffs bzw. Abgassystems, einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt. Die hierdurch in einen Kraftstofftank eingebrachte Wärme führt zu einer unerwünschten Aufheizung und zu einer Temperaturerhöhung, was zu einem Druckanstieg führt und/oder was HC-Emissionen verursacht. Dies betrifft alle gängigen Tanksysteme mit Stahltanks, Kunststofftanks, Drucktanks (bspw. für gasbetriebene Fahrzeuge) und dergleichen.
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In der
DE 38 22 620 C2 wird eine Hitze-/Flammschutzeinrichtung mit einer Abschirmungsplatte vorgeschlagen, die zwischen dem Auspuff und einer Wand des Kraftstofftanks angeordnet wird. In der
DE 28 49 485 A1 wird vorgeschlagen, den Kraftstofftank in einem besonderen Raum anzuordnen, durch den der Fahrtwind und/oder – sofern im Fahrzeug eine Klimaanlage vorhanden ist – die Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum streicht und dabei dem Kraftstofftank Wärme entzieht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstofftank der eingangs genannten Art anzugeben, der die mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteile nicht oder zumindest nur in einem verminderten Umfang aufweist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Kraftstofftank, wobei es sich insbesondere um einen Kraftstofftank zur Anordnung am Unterboden eines Kraftfahrzeugs handelt, der eine Außenseite mit einer Oberfläche und wenigstens ein an der Außenseite angeordnetes Abweiselement aufweist, wobei das Abweiselement eine Warmluftströmung entlang eines Oberflächenbereichs des Kraftstofftanks verhindert oder zumindest erschwert.
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Die Erfindung sieht wenigstens ein Abweiselement bzw. ein Strömungslenkelement vor, das an der Außenseite bzw. Außenfläche des Kraftstofftanks angeordnet ist und das einen Warmluftstrom bzw. eine warme Luftströmung entlang eines bestimmten Oberflächenbereichs auf der Außenseite des Kraftstofftanks im Wesentlichen verhindert, so dass in diesem Oberflächenbereichs eine unerwünschte Wärmeeinbringung in den Kraftstofftank unterbleibt. Das Abweiselement ist bevorzugt derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass ein hinsichtlich der Wärmeeinbringung besonders kritischer Oberflächenbereich (dies ist bspw. die Unterseite oder die Oberseite des Kraftstofftanks) durch eine Art Strömungsbarriere vor einem Warmluftstrom geschützt wird. Der erfindungsgemäße Kraftstofftank weist somit einen thermischen Tankschutz auf, durch den die Wärmeeinwirkung reduziert wird.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Kraftstofftank bereichsweise eine thermisch wirksame Isolation aufweist und dass dieser ferner wenigstens ein an der Außenseite angeordnetes Abweiselement aufweist, das eine Warmluftströmung entlang eines nicht isolierten Oberflächenbereichs verhindert oder zumindest erschwert.
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Zusammenfassend und mit vereinfachten Worten lässt sich der hier zugrunde liegende Gedanke wie folgt beschreiben: Der Kraftstofftank weist eine thermisch wirksame Isolation auf, die eine externe Wärmeeinbringung (Wärmeeinbringung von außen) unterbindet. Da eine Vollisolation des Kraftstofftanks jedoch dazu führen würde, dass umgekehrt auch keine Wärmeausbringung aus dem Kraftstofftank möglich ist, was eine interne Aufheizung bspw. durch die Kraftstoffpumpe zur Folge hätte, handelt es sich bei der Isolation nur um eine Teilisolation, d. h. um eine Isolation, die nur bereichsweise vorhanden ist. Diese Teilisolation unterbindet die Wärmeeinbringung an einem besonders kritischen Oberflächenbereich, wobei die Wärmeausbringung über wenigstens einen nicht isolierten Oberflächenbereich ermöglicht bleibt. Um jedoch eine Wärmeeinbringung über den nicht isolierten Oberflächenbereich abzuwenden oder zumindest zu verringern ist neben der Teilisolation ferner wenigstens ein Abweiselement an der Außenseite des Kraftstofftanks vorgesehen, das eine an der Oberfläche auf der Außenseite des Kraftstofftanks vorhandene Warmluftströmung zu diesem nicht isolierten Oberflächenbereich verhindern oder zumindest erschweren soll.
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Die thermisch wirksame Isolation kann an der Außenseite und insbesondere an der Unterseite (bzgl. Einbaulage) angeordnet sein, um eine Wärmeeinbringung über den unteren Oberflächenbereich des Kraftstofftanks zu verhindern. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die thermisch wirksame Isolation eine aufgesetzte oder aufgesteckte Tankunterschale ist, die bspw. mit der Wandung des Kraftstofftanks verklebt ist.
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Das Abweiselement kann eine von der Außenseite (bzw. von deren Oberfläche) des Kraftstofftanks abragende Rippe oder dergleichen sein, die insbesondere dafür vorgesehen ist, in der Art eines Strömungselements einen Warmluftstrom umzulenken. Das Abweiselement kann aber auch eine von der Außenseite abragende Dichtlippe oder Dichtwulst sein, die insbesondere dafür vorgesehen ist, direkt oder indirekt gegen die Fahrzeugkarosserie und vorzugsweise gegen deren Unterboden abzudichten. Die Dichtlippe oder die Dichtwulst kann durch eine Nut an der Außenseite des Kraftstofftanks befestigt sein, in die die Dichtlippe oder Dichtwulst mit ihrem Fußbereich eingeknüpft und gegebenenfalls auch eingeklebt ist. Der Kraftstofftank kann mehrere gleich oder unterschiedlich ausgebildete Abweiselemente aufweisen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Abweiselement gleichzeitig auch die Funktion eines Abstandshalters bzw. Abstützelements hat, womit ein definierter Abstand zwischen dem Kraftstofftank und der Fahrzeugkarosserie und insbesondere zwischen dem Kraftstofftank und dem Unterboden des Kraftfahrzeugs eingestellt und/oder aufrecht erhalten werden kann. Ein solches Abweiselement kann bspw. dazu dienen, einen Spalt zwischen der Oberseite des Kraftstofftanks und dem Unterboden des Kraftfahrzeugs herzustellen und diesen Spalt gleichzeitig zu verschließen, um das Eindringen eines Warmluftstroms zu verhindern.
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Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich auch auf ein Kraftfahrzeug, wobei es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handelt, der wenigstens einen Kraftstofftank gemäß den vorausgehenden und/oder nachfolgenden Erläuterungen aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kraftstofftank im Bereich des Unterbodens dieses Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei das an der Außenseite des Kraftstofftanks angeordnete Abweiselement mit dem Unterboden strömungsabweisend korrespondiert, wie nachfolgend noch näher erläutert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Aus den Figuren und aus der Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen. Ferner können die Merkmale dieser Ausführungsbeispiele im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 die Strömungsverhältnisse (Warmluftströmung) am Unterboden eines Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb;
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2 die Strömungsverhältnisse (Warmluftströmung) am Unterboden eines Kraftfahrzeugs im Stand;
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3 einen Kraftstofftank gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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4 eine andere Ausführungsmöglichkeit des ersten Ausführungsbeispiels im Detail;
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5 eine weitere Ausführungsmöglichkeit des ersten Ausführungsbeispiels im Detail;
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6 einen Kraftstofftank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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7 ein Detail des zweiten Ausführungsbeispiels;
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8 die Montage des Kraftstofftanks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel am Unterboden eines Kraftfahrzeugs;
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9 einen Kraftstofftank gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
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10 ein Detail des dritten Ausführungsbeispiels; und
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11 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit (viertes Ausführungsbeispiel) im Detail.
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In den Figuren sind gleiche und/oder funktionsgleiche Komponenten bzw. Bauteile mit den selben Bezugszeichen benannt. Zur besseren Unterscheidung der einzelnen Ausführungsbeispiele sind diesen Bezugszeichen jedoch die Buchstaben a, b, c und d angehängt.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 im Fahrbetrieb, wobei es sich um einen Personenkraftwagen handelt. Die Fahrtrichtung ist mit v angegeben. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst einen im Bereich seines Unterbodens 105 angeordneten Kraftstofftank 200 zur Bevorratung eines Treibstoffs. Mit 201 sind Abstandshalter bzw. Abstützelemente bezeichnet. Die Abwärme des Motors 110 und/oder der Motorkühlung 120 führt zu einer Warmluftströmung Q am Unterboden des Kraftfahrzeugs 100, was mit Strömungspfeilen veranschaulicht ist. Durch die Warmluftströmung Q wird Wärme in den Kraftstofftank 200 eingebracht, was zu einer unerwünschten Aufheizung und zu einer damit einhergehenden Temperatur- und/oder Druckerhöhung im Kraftstofftank 200 führt.
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2 zeigt das selbe Kraftfahrzeug 100 im Stand mit abgestelltem Motor 110. Der fortgesetzte Betrieb der Motorkühlung 120, die Abwärme des Auspuffs bzw. Abgassystems 130 und die Abstrahlung der Fahrbahn führen auch hier zu einer komplexen Warmluftströmung Q (mit entlangströmenden und aufströmenden Anteilen) am Unterboden 105 des Kraftfahrzeugs 100, die ebenfalls auf den Kraftstofftank 200 einwirkt und zu einer unerwünschten Aufheizung führt.
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3 zeigt einen Kraftstofftank 200a mit einem thermischen Tankschutz. Der thermische Tankschutz umfasst hier eine thermisch wirksame Isolation 210a, die als Tankunterschale ausgebildet ist, und ein an der Außenseite des Kraftstofftanks 200a angeordnetes rippen- bzw. blechartiges Abweiselement 221a, das mit einem am Unterboden 105a des Kraftfahrzeugs angeordneten Abweiselement 222a strömungsabweisend korrespondiert bzw. zusammenwirkt. Die schalenartig ausgebildete Isolation 210a ist bspw. von außen auf die Oberfläche des Kraftstofftanks 200a aufgeklebt und verhindert eine Wärmeeinbringung über den unteren, der Fahrbahn zugewandten Oberflächenbereich des Kraftstofftanks 200a. Das rippen- bzw. blechartige Abweiselement 221a ist bspw. an der Außenseite des Kraftstofftanks 200a angeklebt, angenietet oder dergleichen. Ferner ist auch eine einstückige Ausbildung des Abweiselements 221a mit der Wandung des Kraftstofftanks 200a möglich.
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Die Abweiselemente 221a und 222a bilden eine Strömungsbarriere und verhindern eine Warmluftströmung in den mit 106a bezeichneten Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der der Fahrzeugkarosserie zugewandten Oberseite des Kraftstofftanks 200a und dem Unterboden 105a des Kraftfahrzeugs. Der am Unterboden 105a entlangströmende und/oder aufströmende Warmluftstrom Q wird von den Abweiselementen 221a und 222a nach unten umgelenkt und strömt an der Isolation 210a an der Unterseite des Kraftstofftanks 200a vorbei, ohne dass hierbei Wärme in den Kraftstofftank 200a eingebracht wird. Der Spalt 106a bleibt somit sowohl während der Fahrt als auch im Stand kühl, so dass der Kraftstofftank 200a an seiner dem Spalt 106a zugewandten Oberseite nicht oder nur teilweise isoliert werden muss. Über diesen nicht isolierten Oberflächenbereich des Kraftstofftanks 200a wird eine Wärmeausbringung q aus dem Kraftstofftank 200a ermöglicht, um eine bspw. durch die Kraftstoffpumpe verursachte interne Aufheizung zu verhindern. Die Wärmeausbringung q erfolgt effektiv in den kühlen Spalt 106a hinein.
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Die Abweiselemente 221a und 222a können aus einem Kunststoffmaterial, Blechmaterial oder Verbundmaterial gebildet sein. In der in 3 gezeigten Ausführungsmöglichkeit sind die Abweiselemente bzw. -bleche 221a und 222a überlappend angeordnet, so dass sich ein Strömungslabyrinth ergibt und Relativbewegungen zueinander ermöglicht sind. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsmöglichkeit sind die Abweiselemente bzw. -bleche 221a und 222a über wenigstens ein Verbindungselement 223a miteinander verclipst, verschraubt und/oder vernietet. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist ein bördelartiger Verbindungsbereich 224a zwischen den Abweiselementen bzw. -blechen 221a und 222a vorgesehen, der bei der Montage ein clipsartiges Ineinanderstecken der Abweiselemente bzw. -bleche 221a und 222a ermöglicht.
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6 zeigt einen anderen Kraftstofftank 200b mit einem thermischen Tankschutz. Abweichend zu dem in 3 gezeigten Kraftstofftank 200a ist das Abweiselement hier als eine vom Kraftstofftank 200b nach außen abragende Dichtwulst 225b ausgebildet. Die Dichtwulst 225b liegt mit ihrem freien Ende direkt (oder gegebenenfalls auch indirekt) am Unterboden 105b des Kraftfahrzeugs an und dichtet dadurch den Spalt 106b zwischen der Oberseite des Kraftstofftanks 200b und dem Unterboden 105b des Kraftfahrzeugs ab, wodurch das Eindringen eines Warmluftstroms in diesen Spalt 106b verhindert wird. Die Dichtwulst 225b fungiert somit als Strömungsbarriere zur kühlen Oberseite des Kraftstofftanks 200b, wie in 7 gezeigt. Die Dichtwulst 225b besteht aus einem elastischen und flexiblen Material (bspw. einem Gummimaterial) und ist als Hohlkammerprofil ausgebildet, das zu drei Seiten, nämlich bezüglich der Fahrtrichtung v des Kraftfahrzeugs (siehe 1) nach vorne, nach links und nach rechts, den Spalt 106b abdichtet und somit kühl hält. Nach hinten ist der Spalt 106b offen, so dass die aus dem Kraftstofftank 200b ausgebrachte und in den Spalt 106b eingeleitete Wärme q abgeführt werden kann. Zur Befestigung sitzt die Dichtwulst 225b in einer an der Außenseite des Kraftstofftanks 200b ausgebildeten Nut 202b ein (eingeknüpfte Dichtung). Gegebenenfalls wird zusätzlich ein Klebstoff verwendet, um die Dichtwulst 225b in der Nut 202b zu sichern. Die Dichtwulst 225b kann auch auf andere Weise am Kraftstofftank 200b befestigt sein.
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8 zeigt den Kraftstofftank 200b bei der Montage am Unterboden 105b des Kraftfahrzeugs. Zu erkennen ist, dass der Kraftstofftank 200b bereits mit einer Isolation 210b und einer Dichtwulst 225b versehen ist (vormontierte Isolation und Dichtwulst) und somit als verbaufertige Montageinheit bereit gestellt wird. Der Kraftstofftank 200b wird unter Einsatz von Abstandshaltern (siehe 1 und 2) in der mit z angegebenen Richtung auf den Unterboden 105b aufgesetzt und befestigt, wobei die Dichtwulst 225b komprimiert wird und sich elastisch dichtend an den Unterboden 105b anlegt (siehe 7). Die Dichtwulst 225b kann im Fahrbetrieb auftretende Schwingungen und Abstandsveränderungen kompensieren.
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9 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Kraftstofftank 200c mit einem thermischen Tankschutz. Das Abweiselement ist hier als vom Kraftstofftank 200c nach außen abragende Dichtlippe 227c ausgebildet, die direkt (oder gegebenenfalls auch indirekt) am Unterboden 105c des Kraftfahrzeugs anliegt und den Spalt 106c zwischen der Oberseite des Kraftstofftanks 200c und dem Unterboden 105c abdichtet, wie in 10 gezeigt. Die Dichtlippe 227c ist zumindest an ihrem freien Ende aus einem elastischen Material gebildet. Im Übrigen gelten analog die vorausgehenden Erläuterungen.
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11 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel bei dem das gezeigte Abweiselement 229d zugleich auch als Abstandshalter bzw. Abstützelement dient, um einen definierten Abstand a zwischen dem Kraftstofftank 200d und dem Unterboden 105d des Kraftfahrzeugs einzustellen und/oder aufrecht zu erhalten. Über das Abweiselement 229d wird somit der Spalt 106d zwischen der Oberseite des Kraftstofftanks 200d und dem Unterboden 105d gebildet und gleichzeitig für einen Warmluftstrom Q verschlossen. Im befestigten Zustand wird der Kraftstofftank 200d über das Abweiselement 229d an den Unterboden 105d angedrückt, wobei das aus einem elastischen Material gebildete Abweiselement 229d komprimiert wird. Das Abweiselement 229d fungiert somit auch als Spannelement (Vorspannelement) zwischen dem Kraftstofftank 200d und dem Unterboden 105d und kann ferner auch der Schwingungsentkopplung dienen. Das Abweiselement 229d ist bspw. über an der Außenseite des Kraftstofftanks 200d angeschweißte oder angeformte Stifte befestigt. Im Übrigen gelten analog die vorausgehenden Erläuterungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3822620 C2 [0003]
- DE 2849485 A1 [0003]
