DE19848523C2

DE19848523C2 - Fuel tank and process for its manufacture

Info

Publication number: DE19848523C2
Application number: DE19848523A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Streubel; Dieter Toepker; Andreas Ewerszumrode
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: DE19848523A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für Auto mobile aus einer metallischen Oberschale und einer metal lischen Unterschale, welche über an ihren umlaufenden Rändern angegliederte Flansche verbunden sind sowie Ver fahren zur Herstellung eines solchen Kraftstoffbehälters.The invention relates to a fuel tank for a car mobile from a metallic top shell and a metal lish lower shell, which over on their circumferential Edges attached flanges are connected as well as ver drive to manufacture such a fuel tank.

Im Kraftstoffbehälter eines Automobils wird der Kraft stoff zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mitge führt. An den Kraftstoffbehälter ist ein Einfüllrohr zur Betankung sowie mindestens eine Betriebsbelüftung und eine Betankungsbelüftung angeschlossen. Kraftstoffbehäl ter gibt es in Ausführungen aus Metall und aus Kunst stoff.The power is in the fuel tank of an automobile material for supplying the internal combustion engine leads. There is a filler pipe on the fuel tank Refueling and at least one company ventilation and refueling ventilation connected. Fuel tank ter is available in metal and art versions material.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffbe hälter aus Metall. Diese bestehen aus einer üblicherweise durch Tiefziehen hergestellten Oberschale und einer Un terschale, welche in weiteren Fertigungsschritten vom Kraftstoffbehälter verbunden werden. Das Fügen von Ober- und Unterschale erfolgt durch Rollnahtschweißen, Laser schweißen und ähnliche Verfahren.The present invention relates to fuel metal holder. These usually consist of one upper shell produced by deep drawing and an Un terschale, which in further production steps from Fuel tanks are connected. Joining top and bottom shell is done by roller seam welding, laser welding and similar processes.

Nachteilig wirkt sich bei diesen Bauformen aus, dass die umlaufenden Flansche über die Ränder bzw. die Außenfläche des Kraftstoffbehälters vorstehen. Hierdurch kann der im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum, welcher durch die Geometrie des Fahrzeugs vorgegeben ist, nicht voll ausgenutzt werden. Dies wirkt sich nachteilig auf die Einbauverhältnisse aus. Auch kann durch diesen nicht nutzbaren Totraum nur ein Kraftstoffbehälter mit entspre chend geringerem Fassungsvermögen eingebaut werden.A disadvantage of these designs is that the circumferential flanges over the edges or the outer surface of the fuel tank. This allows the Motor vehicle available space, which is not determined by the geometry of the vehicle be fully exploited. This has an adverse effect the installation conditions. Also can not by this usable dead space with only one fuel tank correspondingly smaller capacity.

Um den Bauraum für einen Kraftstoffbehälter optimal aus zunutzen, ist man deshalb bestrebt, die über die Behäl teraußengeometrie hinaus ragende Flanschbreite zu mini mieren. Bisher wird dies einerseits durch eine Verringe rung der Flanschbreite versucht oder andererseits durch Umformen der Flansche, beispielsweise durch Abkanten. Diese Vorgehensweisen haben bereits zu einer verbesserten Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauvolumens ge führt.To optimally design the space for a fuel tank to take advantage of it, one is therefore keen to use the container outside geometry, flange width protruding to mini lubricate. So far, this has been done on the one hand by a reduction tried the flange width or on the other hand by Forming the flanges, for example by folding. These approaches have already improved Utilization of the available construction volume ge leads.

Die DE 197 40 471 C1 offenbart einen modularen Fahrzeugbehälter aus Metallwerkstoff zur Aufnahme von flüssigen Betriebsstoffen. Der Fahrzeugbehälter weist wenigstens einen rohrförmigen Mittelabschnitt auf, der stirnseitig an seinen beiden offenen Enden durch an diesen mittels umfangsseitig umlaufender Falze befestigbare Böden abschließbar ist. Bedarfsweise ist der rohrförmige Mittelabschnitt durch über die Falze befestigbare zusätzliche rohrförmige Mittelabschnitte und/oder rohrförmige Endabschnitte in beliebiger Anzahl erweiterbar. Die rohrförmigen Mittelabschnitte können im Bereich ihrer Enden im Querschnitt reduziert sein, wobei die Falze die Mittel- und Endabschnitte konturenmäßig nicht überragen.DE 197 40 471 C1 discloses a modular one Vehicle container made of metal material for holding liquid supplies. The vehicle container points at least one tubular middle section, the at the front at its two open ends this by means of circumferential folds attachable floors is lockable. If necessary, the tubular middle section through over the folds attachable additional tubular middle sections and / or tubular end sections in any number expandable. The tubular middle sections can in Area of their ends in cross section, where the fold contours the middle and end sections do not protrude.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen geometrisch verbesserten Kraft stoffbehälter aus Metall zu schaffen, bei dem die über die Behälteraußengeometrie vorragenden Flanschbereiche minimiert sind sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Kraftstoffbehälter aufzuzeigen.The invention is based on the prior art Task based on a geometrically improved force to create fabric containers made of metal, in which the over the flange areas projecting the container outer geometry are minimized and methods for producing such To show fuel tank.

Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.The objective part of the task is solved according to the invention in the features of claim 1.

Danach sind die sich an die Flansche der umlaufenden Rän der der Oberschale und der Unterschale anschließenden Wandabschnitte mindestens abschnittsweise zum Behälter innenraum hin verlagert, so dass die Flansche mit ihren äußeren Stirnseiten etwa bündig zur Außenfläche der Rän der liegen.After that they are attached to the flanges of the surrounding rän that adjoining the upper shell and the lower shell Wall sections at least in sections to the container shifted towards the interior so that the flanges with their outer end faces approximately flush with the outer surface of the rän the lie.

Hierdurch ist gewährleistet, dass die Flansche nicht mehr bzw. kaum noch über die Außengeometrie des Kraftstoffbe hälters vorragen. Demzufolge kann das zur Verfügung ste hende Bauvolumen eines Kraftfahrzeugs besser ausgenutzt werden und volumenmäßig größere Kraftstoffbehälter zum Einsatz gelangen.This ensures that the flanges are no longer or hardly anymore about the outer geometry of the fuel protrude. As a result, this may be available existing construction volume of a motor vehicle better exploited become and larger volume fuel tanks for Get involved.

Es ist möglich, die Flansche des Metallkraftstoffbehäl ters komplett oder nur in Teilbereichen umzuformen. Bei der Umformung werden die Flansche erfindungsgemäß so ein gezogen, dass der Überstand ihrer äußeren Stirnkanten ge genüber der Behälteraußengeometrie minimiert ist.It is possible to use the flanges of the metal fuel tank ters completely or only in parts. At of the forming, the flanges are so according to the invention drawn that the protrusion of their outer front edges ge compared to the container outer geometry is minimized.

Aus zieh- bzw. umformtechnischen Gründen kann es vorteil haft sein, die Ränder von Ober- und Unterschale bzw. die zu verformenden Wandabschnitte zunächst nach außen hin auszustellen. Durch diese Formgebung wird entsprechend Material vorgehalten für die anschließende Verformung der Wandabschnitte mit der Verlagerung der Flansche nach in nen. Dies vereinfacht den Umformvorgang und beugt Mate rialverjüngungen vor.It can be advantageous for drawing or forming reasons the edges of the upper and lower shell or the wall sections to be deformed initially towards the outside to exhibit. This shape is appropriate Material held for the subsequent deformation of the Wall sections with the relocation of the flanges in nen. This simplifies the forming process and prevents mate rial rejuvenation.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 sind die nach innen verlagerten Wandabschnitte annähernd S-förmig gekrümmt ausgebildet. Hierdurch können die Flansche die für eine zuverlässige Verbindung der Oberschale und der Unter schale erforderliche Breite erhalten und trotzdem die über die Behälteraußengeometrie vorstehende Flanschbreite minimiert werden. According to the features of claim 2 are the inside displaced wall sections curved approximately S-shaped educated. This allows the flanges for a reliable connection of the upper shell and the lower receive the required width and still the shell flange width protruding beyond the container outer geometry be minimized.

Der in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum für den Einbau eines Kraftstoffbehälters wird besser aus genutzt als bisher. Ein erfindungsgemäßer Kraftstoffbe hälter weist folglich bei gleichem vorgegebenem Einbau raum ein volumenmäßig größeres Fassungsvermögen auf.The installation space available in a motor vehicle for installing a fuel tank will look better used as before. A fuel system according to the invention Consequently, container shows the same predetermined installation has a larger volume.

Zwei eigenständige Lösungen des verfahrensmäßigen Teils der Aufgabe sind in den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 charakterisiert. Die Verfahren ermöglichen die rationelle automatisierte und qualitativ hochwertige Herstellung von Kraftstoffbehältern.Two independent solutions to the procedural part the task are in the features of claims 3 and 4 characterized. The procedures enable the rational automated and high quality production of Fuel tanks.

Gemäß den Maßnahmen des Anspruchs 3 werden die Flansche von Oberschale und Unterschale gemeinsam von einem Werk zeug gefasst und die Wandabschnitte zum Behälterinneren hin umgeformt. Die Flansche werden so nach innen verla gert, dass die über die Behälteraußengeometrie hinausra gende Breite minimiert ist. Während oder nach diesem Um formvorgang können die Flansche aneinander gefügt werden. Dies geschieht mit üblichen Fügeverfahren, beispielsweise mittels Laserschweißen.According to the measures of claim 3, the flanges of upper and lower shell together from one work stuff and the wall sections to the inside of the container reshaped. The flanges are left inside that beyond the outer container geometry width is minimized. During or after this order the flanges can be joined together. This is done using common joining methods, for example by means of laser welding.

Grundsätzlich ist es auch möglich, zunächst die Wandab schnitte von Oberschale und Unterschale entsprechend um zuformen und anschließend Oberschale und Unterschale in die Fügelage zu bringen, worauf die Flansche verbunden werden (Anspruch 4).Basically, it is also possible to first go down the wall cuts from top and bottom shell accordingly shape and then top and bottom shell in to bring the joint layer, whereupon the flanges joined be (claim 4).

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Abbildun gen dargestellten Prinzipskizzen näher erläutert. Es zei gen:The invention is based on in the figures gene illustrated basic sketches explained in more detail. It shows gene:

Fig. 1a und b in schematischer Darstellungsweise eine erste Vorgehensweise bei der Herstellung eines er findungsgemäßen Kraftstoffbehälters; Figures 1a and b schematic representation, a first approach in the manufacture of he inventive fuel tank.

Fig. 2a bis c eine zweite Vorgehensweise zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters und FIGS. 2a-c is a second approach for the production of a fuel tank according to the invention and

Fig. 3 ebenfalls in schematischer Darstellungsweise einen Ausschnitt aus Ober- und Unterschale vor dem Umformvorgang. Fig. 3 also in a schematic representation of a section of the upper and lower shell before the forming process.

In allen Darstellungen tragen einander entsprechende Bau teile die gleichen Bezugszeichen.Corresponding buildings bear in all representations share the same reference numerals.

Anhand der Fig. 1a und 1b ist eine erste Vorgehens weise bei der Herstellung eines Kraftstoffbehälters für Automobile erläutert.Referring to Figs. 1a and 1b is explained by way of a fuel tank for automobiles in the manufacture of a first approach.

Der Kraftstoffbehälter besteht aus einer metallischen Oberschale 1 und einer metallischen Unterschale 2. Diese werden über an ihren umlaufenden Rändern 3, 4 angeglie derte Flansche 5, 6 verbunden. Von der Oberschale 1 und der Unterschale 2 sind hier nur Ausschnitte dargestellt.The fuel tank consists of a metallic upper shell 1 and a metallic lower shell 2 . These are connected at their circumferential edges 3 , 4 flanges 5 , 6 connected. Only sections of the upper shell 1 and the lower shell 2 are shown here.

Die sich an die Flansche 5 bzw. 6 anschließenden Wandab schnitte 7, 8 sind S-förmig gekrümmt zum Behälter innenraum 9 hin verlagert. Hierzu werden die Flansche 5, 6 von einem Werkzeug 10 gefasst (Fig. 1a) und umgeformt (Fig. 1b). Durch die Pfeile F sind in den Fig. 1a und 1b die wirkenden Halte- bzw. Umformkräfte angedeutet. Bei der Umformung werden entlang der Flansche 5, 6 muldenför mige Einziehungen 11, 12 ausgebildet, so dass die Flan sche 5, 6 mit ihren äußeren Stirnseiten 13, 14 etwa bün dig zur Außenfläche 15 der Ränder 3, 4 bzw. des Kraft stoffbehälters liegen oder nur geringfügig über die Rän der 3, 4 vorstehen. The Wandab sections 7 , 8 adjoining the flanges 5 and 6, respectively, are curved in an S-shape to the container interior 9 . For this purpose, the flanges 5 , 6 are gripped by a tool 10 ( FIG. 1a) and formed ( FIG. 1b). The acting holding or forming forces are indicated by the arrows F in FIGS. 1a and 1b. When forming are along the flanges 5, 6 muldenför-shaped indentations 11, 12 are formed so that the flan-specific 5, 6 of the edges 3, 4 and the fuel tank lie with their outer end faces 13, 14 about bün dig to the outer surface 15 or only protrude slightly beyond the edges of 3 , 4 .

Während oder nach dem Umformvorgang der Wandabschnitte 7, 8 werden die Oberschale 1 und die Unterschale 2 entlang der Flansche fluiddicht gefügt.During or after the forming process of the wall sections 7 , 8 , the upper shell 1 and the lower shell 2 are joined in a fluid-tight manner along the flanges.

Der in einem Kraftfahrzeug für den Kraftstoffbehälter zur Verfügung stehende Bauraum kann durch die Erfindung bes ser ausgenutzt werden. Des Weiteren ist das Fassungsver mögen eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters gegen über Behältern herkömmlicher Bauart bei gleichem Einbau raum vergrößert.The in a motor vehicle for the fuel tank Available space can be bes by the invention be exploited. Furthermore, the version ver like a fuel tank according to the invention over containers of conventional design with the same installation enlarged room.

Die Herstellung eines gleichartig aufgebauten Kraftstoff behälters ist anhand der Fig. 2a bis 2c erläutert, wo bei hier jedoch die Wandabschnitte 7, 8 von Oberschale 1 bzw. Unterschale 2 in separaten Fertigungsschritten umge formt werden.The manufacture of a similarly constructed fuel tank is explained with reference to FIGS. 2a to 2c, where, however, here the wall sections 7 , 8 of the upper shell 1 or lower shell 2 are formed in separate manufacturing steps.

In den Fig. 2a und 2b ist das Fassen des Flansches 6 der Unterschale 2 und das Umformen desselben mittels des Werkzeugs 10 dargestellt. Hierbei wird der Flansch 6 wie derum zum Behälterinnenraum hin verlagert, so dass seine äußere Stirnseite 14 etwa bündig zur Außenfläche 15 des Rands 4 der Unterschale 2 ausgerichtet ist. Nachdem eine gleichartig geformte Oberschale 1 mit der Unterschale 2 in die Fügelage gebracht worden ist, werden diese entlang ihrer aufeinander liegenden Flansche 5, 6 miteinander verbunden. Dies erfolgt im dargestellten Ausführungsbei spiel mittels Laserschweißen. Die Spitze des Schweißwerk zeugs ist in Fig. 2c mit 16 angedeutet.In FIGS. 2a and 2b is the grasp of the flange 6 of the lower shell 2 and the shaping thereof by means of the tool 10 is shown. Here, the flange 6 is again shifted towards the interior of the container, so that its outer end face 14 is aligned approximately flush with the outer surface 15 of the edge 4 of the lower shell 2 . After a similarly shaped upper shell 1 has been brought into the joining position with the lower shell 2 , these are connected to one another along their flanges 5 , 6 lying on one another. This is done in the illustrated embodiment by means of laser welding. The tip of the welding tool is indicated in Fig. 2c with 16 .

Die Erfindung schafft einen bauraumoptimierten Kraft stoffbehälter aus Metall, dessen über die Behälteraußen geometrie überstehenden Flanschbereiche minimiert sind, und der bei gleichem Einbauraum gegenüber Kraftstoffbe hältern herkömmlicher Bauart ein größeres Fassungsvermö gen besitzt. The invention creates a space-optimized force fabric container made of metal, its over the container outer flange areas projecting from the geometry are minimized, and that with the same installation space compared to fuel hold a conventional design a larger capacity gene owns.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Oberschale 1' und einer Unterschale 2' in einer Situation, bevor die Wandabschnitte 7', 8' umgeformt und die Flansche 5', 6' zum Behälterinnenraum 9' - also in Bildebene nach links - verlagert werden. Um Material für die Verlagerung der Flansche 5', 6' nach innen vorzuhalten, sind in den Rän dern 3', 4' von Oberschale 1' und Unterschale 2' entspre chende Ausstellungen 17, 18 vorgesehen. Diese werden bei der ziehtechnischen Herstellung von Ober- bzw. Unter schale 1' bzw. 2' erzeugt.Are displaced -. Figure 3 shows a section of an upper shell 1 'and a lower shell 2' in a situation before the wall portions 7 ', 8' formed and the flanges 5 '6' to the container interior 9 '- ie in the image plane to the left . In order to reserve material for the displacement of the flanges 5 ', 6 ' towards the inside, in the margins 3 ', 4 ' of the upper shell 1 'and lower shell 2 ' corresponding exhibitions 17 , 18 are provided. These are produced in the production of the upper or lower shell 1 'or 2 '.

Bei der Fertigung des Kraftstoffbehälters werden die Aus stellungen 17, 18 umgeformt und die Wandabschnitte 7', 8' - analog zu den Darstellungen der Fig. 1b bzw. 2c - nach innen zum Behälterinnenraum 9' hin verlagert, so dass die Flansche 5', 6' nicht mehr über die Behälter außengeometrie überstehen.In the manufacture of the fuel tank, the positions 17 , 18 are formed and the wall sections 7 ', 8 ' - analogous to the illustrations in FIGS. 1b and 2c - are shifted inwards towards the tank interior 9 ', so that the flanges 5 ' 6 'no longer protrude beyond the container outer geometry.

Claims

1. Fuel tanks for automobiles consists of a metallic upper shell (1, 1 ') and a metallic shell (2, 2'), which through a encircling at their edges (3, 3 ', 4, 4') affiliated flanges (5, 5 ', 6 , 6 '), the wall sections ( 7 , 7 ', 8 , 8 ') of the edges ( 3 , 3 ', 4 , which adjoin the flanges ( 5 , 5 ', 6 , 6 ')) 4 ') are shifted at least in sections to the container interior ( 9 , 9 ') and the flanges ( 5 , 5 ', 6 , 6 ') with their outer end faces ( 13 , 14 ) are approximately flush with the outer surface ( 15 ) of the edges ( 3 , 4 ) lie.

2. Fuel tank according to claim 1, wherein the wall sections ( 7 , 7 ', 8 , 8 ') are S-shaped curved.

3. A method for producing a fuel tank according to one of claims 1 or 2, wherein the flanges ( 5 , 5 ', 6 , 6 ') of the upper shell ( 1 , 1 ') and lower shell ( 2 , 2 ') together from one tool ( 10 ) and the wall sections ( 7 , 7 ', 8 , 8 ') are deformed, the upper shell ( 1 , 1 ') and the lower shell ( 2 , 2 ') during or after the forming process along the flanges ( 5 , 5 ', 6 , 6 ') can be added.

4. A method for producing a fuel tank according to one of claims 1 or 2, in which first the wall sections ( 7 , 7 ', 8 , 8 ') of the upper shell ( 1 , 1 ') and lower shell ( 2 , 2 ') are formed, then The upper shell ( 1 , 1 ') and lower shell ( 2 , 2 ') are brought into the joining position and then connected along the flanges ( 5 , 5 ', 6 , 6 ').