DE19741767A1

DE19741767A1 - Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19741767A1
Application number: DE1997141767
Authority: DE
Inventors: Florian Hutterer; Ottmar Stiegler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-03-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Kraftstoffbehälter dient zur Aufnahme eines Kraftstoffes, der unter einem ho hen Druck steht und/oder der eine tiefe Temperatur aufweist. Insbesondere ist der in den Kraftstoffbehälter eingefüllte Kraftstoff ein Flüssiggas, wie beispielsweise flüssiger Wasserstoff LH₂ oder flüssiges Erdgas LNG.

Bereits bekannte Flüssiggas- oder Kryogenbehälter haben eine zylindrische Form und sind an den Enden mit gewölbten Böden, sogenannten Klöpper-Böden, verse hen. Das zylindrische Mittelstück eines solchen Kraftstoffbehälters wird aus einem Blech gerollt und anschließend durch eine Längs-Schweißnaht zu einem Rohr ver bunden. Die gewölbten Böden werden an den offenen Enden des rohrförmigen Mittelstücks gasdicht angeschweißt. Diese bekannten Kraftstoffbehälter haben den Nachteil, daß die Kraftstoffbehälter bei aufgrund des Unterbringungsortes vorge gebenen Außenabmessungen nur schlecht den zur Verfügung stehenden Raum ausnutzen. Daher ist die maximale Füllmenge eines solchen Kraftstoffbehälters in bezug zum verfügbaren Raum relativ gering und die Reichweite eines durch diesen Kraftstoff angetriebenen Kraftfahrzeuges entsprechend niedrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der bei vorgegebenen Einbauabmessungen im Kraftfahrzeug ein größe res Tankvolumen hat.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälter für ein Kraft fahrzeug durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters mit einem poly gonalen Querschnitt ist eine optimale Raumausnutzung bei einem vorgegebenen Einbauraum in einem Kraftfahrzeug möglich. Durch die der Belastung angepaßte Ausbildung der Wanddicke wird eine Gewichtsreduzierung erreicht. Vorteilhafter weise erfolgt die Erhöhung der Belastungsfähigkeit des Mittelteils des erfindungs gemäßen Kraftstoffbehälters durch eine Erhöhung der Wandstärken an den Längskanten und/oder durch die Anordnung von Verstärkungswänden und/oder Verstärkungsstreben im Innenraum des Mittelteils. Durch eine Integration der Be festigungselemente in den verstärkten Wandbereichen des Mittelteils werden sepa rate Anbauteile vermieden und die Herstellungskosten verringert.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Mittelteils eines Kraftstoffbehälters,

Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung eines gewalzten Bleches mit unterschiedlichen Wandstärken zur Herstellung des in der Fig. 1 gezeigten Mittelteils,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer innerhalb eines Kraftstoffbehälters angeordneten Trennwand, die mit Durchflußöffnungen versehen ist,

Fig. 4 eine Ansicht von oben eines in einem verstärkten Abschnitt der Außenwand des Kraftstoffbehälters einstückig ausgebildeten Befestigungsteils und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines in der Außenwand des Kraftstoffbehäl ters einstückig ausgebildeten Befestigungsteils.

Die Fig. 1 zeigt ein Mittelteil 2 eines Kraftstoffbehälters 1. Nicht dargestellt sind die gewölbten Böden, d. h. die sogenannten Klöpper-Böden, die an den beiden offe nen Enden 3, 4 bei einem fertigen Kraftstoffbehälter 1 gasdicht angeschweißt sind. Das in der Fig. 1 dargestellte Mittelteil 2 weist einen Hohlraum 5 mit einem recht eckigen Querschnitt auf. Die Wandstärke der den Hohlraum 5 umgebenden Sei tenwände 6, 7, 8 und 9 ist entsprechend den im Kraftstoffbehälter 1 auftretenden Kräften oder Spannungen angepaßt. Aus diesem Grund weist das Mittelteil 2 im Bereich der äußeren Längskanten 10 an den Übergängen oder Ecken 11 zwischen zwei Seitenwänden eine höhere Wandstärke als in den mittleren Abschnitten 12 der Seitenwände 6, 7, 8, 9 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mit telteil 2 aus einem in der Fig. 2 dargestellten gewalzten Blech 13 hergestellt, bei dem an den dafür vorgesehenen Längskanten 10 eine dickere Wandstärke aus gebildet ist. In einem weiteren Herstellungsvorgang wird das in der Fig. 2 darge stellte Blech 13 in die vorgesehene Form unter Bildung eines Hohlraumes 5 ge bracht und anschließend an seinen gegenüberliegenden Enden 14 durch eine Längs-Schweißnaht 15 miteinander verbunden. In einer anderen Ausführungsform ist das Mittelteil 2 aus einem Leichtmetallstrang hergestellt.

In der Fig. 1 sind in den verstärkten Wandbereichen 16 Befestigungselemente 17 integriert, die zur Fixierung des Kraftstoffbehälters 1 an dem dafür vorgesehenen Einbauort dienen. Die Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsformen weiterer Befesti gungselemente 18, 19. In der Regel sind die Befestigungselemente 17, 18, 19 vorstehende Flansche 20, 21, die mit Durchgangsöffnungen 22 versehen sind. Die Flansche 20, 21 sind in der Ausführungsform der Fig. 4 nebeneinander in einer horizontalen Ebene angeordnet, während sich die Flansche 20, 21 der Ausfüh rungsform der Fig. 5 untereinander in einer senkrechten Ebene befinden.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, das Mittelteil 2 des Kraftstoffbehälters 1 so zu verstärken, daß die auftretenden Belastungen gewichtsoptimiert sicher auf genommen werden. Zu diesem Zweck ist ein in der Fig. 3 gezeigtes Verstärkungs element 23 als eine mit Öffnungen 24, 25 versehene Verstärkungswand 23 aus gebildet, die an den Seitenwänden 6, 7, 8, 9 befestigt ist. In einer anderen Ausfüh rungsform besteht das Verstärkungselement 23 aus Streben, die mindestens zwei Seitenwände miteinander verbinden. Diese Streben können beispielsweise als ein kreuzförmiges Verstärkungselement 23 ausgebildet sein.

Sind beispielsweise für die Höhe, die Breite und die Länge des Kraftstoffbehälter die Einbaumaße 400 × 400 × 880 mm vorgegeben, so ergibt sich bei einem zylin drischen Kraftstoffbehälter ein Tankvolumen von V_zyl = 110,6 Liter, während sich bei einem Kraftstoffbehälter 1 mit einem rechteckigen Querschnitt ein Tankvolu men von V_r = 140,8 Liter ergibt.

Claims

1. Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Betanken mit einem Kraftstoff, der einen hohen Druck und/oder eine tiefe Temperatur aufweist, mit einem Mittelteil, an dessen seitlichen, offenen Enden jeweils ein Boden zur Bildung eines Hohlraumes befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (5) des Mittelteils (2) einen polygonalen Querschnitt aufweist, dessen Form dem vorgegebenen Ein bauraum angepaßt ist und daß die Seitenwände (6, 7, 8, 9) des Mittelteils (2) mit unterschiedlichen Wandstärken entsprechend den auftretenden Spannungen versehen sind.

2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

3. Kraftstoffbehälter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (5) mindestens ein Verstär kungselement (23) angeordnet ist, das mindestens zwei Seitenwände (6, 7, 8, 9) miteinander verbindet.

4. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) an seinen Längskanten (10) einen durch eine höhere Wanddicke verstärkten Wandbereich (16) auf weist.

5. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) aus einem gewalzten Blech (13) hergestellt ist, das an den Bereichen höherer Belastungen mit einer entsprechend angepaßten, höheren Wandstärke versehen ist.

6. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den verstärkten Wandbereichen (16) des Mittelteils (2) Befestigungselemente (17, 18, 19) integriert sind.