DE102014211500A1

DE102014211500A1 - Tankanordnung, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014211500A1
Application number: DE102014211500.0A
Authority: DE
Inventors: Steffen Dröge; Wolfgang Liebhart; Attila Farkas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tankanordnung, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Tank mit zumindest einer Öffnung, ein fest mit dem Tank verbundenes Befestigungselement an der Öffnung, einen in die Öffnung eingesetzten, die Öffnung verschließenden Flansch, wobei im Flansch zumindest eine Anschlussöffnung zum Anschließen des Tanks ausgebildet ist oder der Flansch die Öffnung als Blindflansch vollständig verschließt, und wobei der Flansch einen Verschlussbereich umfasst, der beim Einsetzen des Flansches in die Öffnung kraft- und/oder formschlüssig mit dem Befestigungselement verbindbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankanordnung, die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Die Tankanordnung kann zum Speichern unterschiedlicher Betriebsstoffe, beispielsweise Kraftstoff oder Harnstoff verwendet werden.
4 zeigt in Explosionsdarstellung den herkömmlichen Verschluss einer Tankanordnung. Demgemäß ist in dem Tank 102 nach dem Stand der Technik ein Befestigungselement 104 nach dem Stand der Technik eingesetzt. Das Befestigungselement 104 ist dabei fest mit dem Tank 102 verbunden. Auf das Befestigungselement 104 wird ein üblicher Dichtring 106 aufgesetzt. Bei einem Tank 102 aus Kunststoff würde die die Dichtung auf der Tankblase sitzen. Daraufhin erfolgt ein Einsetzen eines Flansches 105 nach dem Stand der Technik. Die Befestigung des Flansches 105 erfolgt über ein Verschlusselement 110 nach dem Stand der Technik. Das Verschlusselement 110 ist als separater Ring ausgebildet und wird auf den Flansch 105 aufgesetzt.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung eine Tankanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die bei kostengünstiger Herstellung einfach zu montieren ist und gleichzeitig leichtbauend ist und einen sicheren Verschluss mit entsprechenden Anschlussmöglichkeiten an einer Tanköffnung ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Tankanordnung, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Tank mit zumindest einer Öffnung. In dem Tank ist beispielsweise Kraftstoff oder ein anderer Betriebsstoff wie Harnstoff aufnehmbar. Die Tankanordnung umfasst des Weiteren ein fest mit dem Tank verbundenes Befestigungselement an der Öffnung. Das Befestigungselement ist insbesondere stoff- und/oder formschlüssig mit dem Tank verbunden. In die Öffnung ist ein Flansch eingesetzt, der die Öffnung verschließt. In dem Flansch ist zumindest eine Anschlussöffnung ausgebildet, oder der Flansch ist als Blindflansch ausgebildet und verschließt die Öffnung. Der Blindflansch hat lediglich eine „Deckelfunktion”. Solche Blindflansche verschließen die Öffnung, die nur für die Montage nötig ist. Diese Anschlussöffnung dient zum Anschließen des Tanks. Beispielsweise führt über die Anschlussöffnung eine Kraftstoffleitung zu einem Motor. Ferner kann über solche eine Anschlussöffnung ein Kabel in den Tank geführt werden. Dieses Kabel führt beispielsweise zu einer Pumpe im Tank. Die relativ große Öffnung im Tank ist notwendig, um zum Beispiel den Tank zu fertigen oder um weitere Elemente wie Pumpen in den Tank einzusetzen. Der Flansch verschließt die relativ große Öffnung und stellt gleichzeitig relativ kleine Anschlussöffnungen zur Verfügung. Erfindungsgemäß umfasst der Flansch einen Verschlussbereich. Der Verschlussbereich ist am Flansch ausgebildet. Beim Einsetzen des Flansches in die Öffnung kann der Verschlussbereich kraft- und/oder formschlüssig mit dem Befestigungselement verbunden werden. Der Verschluss der erfindungsgemäßen Tankanordnung umfasst im Wesentlichen zwei Elemente, nämlich das Befestigungselement und den Flansch. Vorteilhafterweise kann zwischen Flansch und Befestigungselement ein Dichtungsring eingesetzt werden. Allerdings kann bei entsprechender Ausbildung des Befestigungselementes und/oder des Flansches auch auf den Dichtungsring verzichtet werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines Flansches mit integriertem Verschlussbereich, anstatt eines separaten Verschlusselementes, spart erhebliche Kosten in der Logistik und bei der Montage, da weniger Einzelheiten bereitgehalten und montiert werden müssen. Entsprechend verkürzt sich auch die Zykluszeit in der Montage. Auch die Reparatur oder die Wartung, beispielsweise beim Auswechseln einer Pumpe in dem Tank, vereinfacht sich dadurch.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Flansch samt dem Verschlussbereich und der zumindest einen Anschlussöffnung einstückig gefertigt ist. Es werden also keine Einzelteile zusammengesetzt, um den erfindungsgemäßen Flansch zu bilden. Vielmehr ist der gesamte Flansch ein einstückiges Bauteil.
Vorteilhafterweise wird der Flansch vollständig aus Kunststoff gefertigt. Insbesondere ist der Flansch ein Spritzguss-Kunststoff-Bauteil. Als Kunststoff wird vorteilhafterweise Polyoxymethylen (POM) verwendet. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass der Flansch mit dem integrierten Verschlussbereich stabil genug aus Kunststoff gefertigt werden kann. Im Stand der Technik war das Verschlusselement üblicherweise aus Metall gefertigt. Die bevorzugte Kunststofffertigung ermöglicht somit eine erhebliche Gewichtsersparnis. Alternativ dazu ist es jedoch durchaus möglich, den gesamten Flansch aus Metall zu fertigen oder den Flansch in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren herzustellen, wobei dann einzelne Bestandteile des Flansches aus Metall sind und andere Bestandteile aus Kunststoff. Des Weiteren ist es mit diesem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren auch möglich, den Dichtungsring direkt in den Flansch zu integrieren.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der Tank zumindest teilweise aus Metall gefertigt ist. Das Befestigungselement wird dabei mit dem Metall des Tanks verschweißt. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Befestigungselement aus Metall.
Alternativ dazu ist vorgesehen, dass der Tank zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt ist. Das Befestigungselement wird dabei vom Kunststoff des Tanks umspritzt. Dabei kann das Befestigungselement selbst aus Kunststoff oder aus Metall gefertigt sein.
In einer dritten Alternative ist bevorzugt vorgesehen, dass das Befestigungselement im Tank selbst ausgeformt ist. Dadurch ist das Befestigungselement integraler Bestandteil des Tanks. So kann sowohl bei einem Tank aus Metall als auch bei einem Tank aus Kunststoff das Befestigungselement integraler Bestandteil des Tanks sein.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen Befestigungselement und Verschlussbereich als Bajonettverschluss ausgebildet ist. Für den Bajonettverschluss umfasst beispielweise das Befestigungselement mehrere Krallen. Im Verschlussbereich des Flansches sind entsprechende Aussparungen vorgesehen. Bei der Montage greifen die Krallen in die Aussparungen. Durch ein leichtes Verdrehen des Flansches wird der Bajonettverschluss geschlossen.
Der Flansch weist vorteilhafterweise einen Boden auf. Dieser Boden ist von einem Kragen umgeben. An dem Kragen ist der Verschlussbereich ausgebildet. Im Boden befinden sich die Anschlussöffnungen. Vorteilhafterweise ist der Boden dabei gegenüber dem Kragen etwas in Richtung des Tankinneren versetzt. Dadurch können die Anschlussöffnungen relativ platzsparend angeordnet werden. Insbesondere ragen die Anschlussöffnungen nicht über den Kragen. An der Unterseite des Bodens können weitere Elemente der Tankanordnung, wie beispielsweise Filter oder Pumpen befestigt sein.
Vorteilhafterweise ist das Befestigungselement ein ringförmiges, die Öffnung umgebendes Element. Dementsprechend wird auch der Verschlussbereich ringförmig ausgestaltet. Die Ringform bietet sich insbesondere an, wenn der Flansch durch eine rotatorische Bewegung, z. B. beim Bajonettverschluss, aufgesetzt wird. Wenn der Flansch allerdings durch eine translatorische Bewegung aufgesetzt und verschlossen wird, können auch nicht-runde Formen für das Befestigungselement und/oder den Verschlussbereich gewählt werden.
Die zumindest eine Anschlussöffnung im Flansch ist vorteilhafterweise als Zulauf oder Ablauf des im Tank zu speichernden Mediums ausgebildet. Des Weiteren kann die Anschlussöffnung als Durchführung oder Stecker für eine strom- oder datenführende Kabelverbindung in den Tank ausgebildet sein. Des Weiteren kann solch eine Anschlussöffnung als Entlüftungsöffnung dienen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
1 eine isometrische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Tankanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine Schnittansicht der Explosionsdarstellung nach 1,
3 den zusammengebauten Zustand der erfindungsgemäßen Tankanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
4 eine Anordnung nach dem Stand der Technik.
Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 eine Tankanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 1 und 2 zeigen Explosionsdarstellungen der Tankanordnung 1. 3 zeigt den fertig zusammengebauten Zustand der Tankanordnung 1.
Gemäß den 1 bis 3 umfasst die Tankanordnung 1 einen Tank 2. Der Tank 2 dient beispielsweise zur Aufnahme von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug. In dem Tank 2 ist eine Öffnung 3 ausgebildet. An der Öffnung 3 ist ein ringförmiges Befestigungselement 4 in den Tank 2 fest eingesetzt. Beispielsweise ist das Befestigungselement 4 vom Kunststoff des Tanks 2 umspritzt oder mit dem Tank 2 verschweißt. Alternativ dazu ist es auch möglich, die wesentlichen Elemente, insbesondere die Krallen 12 des Befestigungselementes 4, als integrale Bestandteile des Tanks 2 zu bilden.
Auf das Befestigungselement 4 wird ein Dichtring 6 aufgesetzt. Bei einem Tank aus Kunststoff sitzt der Dichtring 6 direkt auf der Tankblase. Daraufhin wird die Öffnung 3 mit einem Flansch 5 verschlossen. Der Flansch 5 weist einen Boden 7 auf. In dem Boden 7 sind mehrere Anschlussöffnungen 8 ausgebildet.
Der Boden 7 des Flansches 5 geht über in einen Kragen 9. Am Kragen 9 ist ein Verschlussbereich 10 ausgebildet. Im Verschlussbereich 10 befinden sich mehrere Aussparungen 11.
Beim Aufsetzen des Flansches 5 auf das Befestigungselement 4 greifen die Krallen 12 in die Aussparungen 11. Durch ein leichtes Verdrehen des Flansches 5 gegenüber dem Tank 2 beziehungsweise gegenüber dem Befestigungselement 4 schließt sich der aus den Aussparungen 11 und Krallen 12 gebildete Bajonettverschluss.
In den Figuren befinden sich die Krallen 12 am Befestigungselement, also fest mit dem Tank 2 verbunden. Die Aussparungen 11 sind am Flansch 5 ausgebildet. Selbstverständlich ist es auch möglich, diesen Bajonettverschluss umgekehrt auszubilden, wobei dann die Krallen 12 am Flansch 5 sind und die Aussparungen 11 im Tank 2 beziehungsweise im Befestigungselement 4 ausgebildet werden.
Alternativ zum Bajonettverschluss kann auch eine Schraubverbindung gewählt werden. Allerdings ist bei der Schraubverbindung nachteilig, dass die Axialpressung zwischen Flansch 5 und Befestigungselement 4 nicht definiert vorgegeben ist.
Der Flansch 5 wird vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt. Dabei kann der Flansch 5 vollständig aus Kunststoff bestehen. Alternativ dazu kann in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren der Flansch 5 aus einer Kombination aus Metallteilen und Kunststoff gefertigt werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich, den Dichtring 7 vom Kunststoff des Flansches 5 zumindest teilweise zu umspritzen.
Das Befestigungselement 4 kann aus Kunststoff oder Metall gefertigt werden. Des Weiteren ist es möglich, die für den Bajonettverschluss nötigen Elemente, also die Aussparungen 11 oder die Krallen 12, direkt in den Tank 2 zu integrieren, wobei dann kein separates Befestigungselement 4 mehr notwendig ist.
Im Stand der Technik war der Flansch üblicherweise aus Kunststoff gefertigt. Das separate Verschlusselement wurde aus Metall gefertigt. Die Verwendung von Kunststoff bietet sich hier an, um eine Korrosion weitestgehend zu vermeiden. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass das Verschlusselement, hier ausgebildet als Verschlussbereich 10, ebenfalls aus Kunststoff bestehen kann, wenn Verschlussbereich 10 und Flansch 5 ein gemeinsames Bauteil sind. Die Ausbildung als gemeinsames Bauteil ermöglicht eine ausreichende Stabilität, sodass dieses Bauteil, nämlich der Flansch 5 mit Verschlussbereich 10, aus Kunststoff gefertigt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Tankanordnung
2: Tank
3: Öffnung
4: Befestigungselement
5: Flansch
6: Dichtring
7: Boden
8: Anschlussöffnung
9: Kragen
10: Verschlussbereich
11: Aussparung
12: Krallen
102: Tank nach dem Stand der Technik
104: Befestigungselement nach dem Stand der Technik
105: Flansch nach dem Stand der Technik
106: Dichtring nach dem Stand der Technik
110: Verschlusselement nach dem Stand der Technik

Claims

Tankanordnung (1), vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, umfassend – einen Tank (2) mit zumindest einer Öffnung (3), – ein fest mit dem Tank (2) verbundenes oder im Tank integriertes Befestigungselement (4) an der Öffnung (3), und – einen in die Öffnung (3) eingesetzten, die Öffnung (3) verschließenden Flansch (5), – wobei im Flansch (5) zumindest eine Anschlussöffnung (8) zum Anschließen des Tanks (2) ausgebildet ist oder der Flansch (5) die Öffnung (3) als Blindflansch vollständig verschließt, und wobei der Flansch (5) einen Verschlussbereich (10) umfasst, der beim Einsetzen des Flansches (5) in die Öffnung (3) kraft- und/oder formschlüssig mit dem Befestigungselement (4) verbindbar ist.
Tankanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) samt Verschlussbereich (10) und der zumindest einen Anschlussöffnung (8) einstückig gefertigt ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) vollständig aus Kunststoff gefertigt ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (2) zumindest teilweise aus Metall gefertigt ist und das Befestigungselement (4) mit dem Metall des Tanks (2) verschweißt ist.
Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (2) zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt ist und das Befestigungselement (4) vom Kunststoff des Tanks (2) umspritzt ist.
Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (4) im Tank (2) ausgeformt ist und somit integraler Bestandteil des Tanks (2) ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Befestigungselement (4) und Verschlussbereich als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) einen Boden (7) und einen den Boden (7) umgebenden Krangen (9) umfasst, wobei im Boden (7) die zumindest eine Anschlussöffnung (8) ausgebildet ist, und am Kragen (9) der Verschlussbereich (10) ausgebildet ist.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (4) und/oder der Verschlussbereich ringförmig sind.
Tankanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anschlussöffnung (8) im Flansch (5) – als Zulauf oder Ablauf des im Tank (2) zu speichernden Mediums ausgebildet ist, oder – als Durchführung oder Stecker für eine strom- oder datenführende Kabelverbindung in den Tank (2) ausgebildet ist, oder – als Entlüftungsöffnung ausgebildet ist.