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Die
Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer Umfangswandung, zwei Stirnwandungen und mindestens einer
zwischen beiden Stirnwandungen angeordneten Zwischenwand.
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Ein
Kraftstoffbehälter
der eingangs erwähnten
Art ist z.B. aus der
DE 203
14 249 bekannt. Zum allgemeinen Aufbau eines Kraftstoffbehälters wird auch
auf die
EP 0 799 739
B1 verwiesen. Die wenigstens eine Zwischenwand zwischen
den beiden Stirnwandungen kann mehrere Funktionen besitzen. Bei längeren Kraftstoffbehältern, die
aus Gewichtsgründen
häufig
aus einem leichten Werkstoff, z.B. Aluminium oder auch aus Kunststoff
bestehen, dienen eine oder mehrere Zwischenwände zur Stabilisierung des Kraftstoffbehälters. Wenn
die Zwi schenwand dicht in das Innere des Kraftstoffbehälters eingebracht
ist, kann auch eine vollständige
Trennung in zwei Behälterteile
erreicht werden.
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Häufig dienen
die Zwischenwände
auch als sogenannte Schwallwände,
die die Aufgabe haben, einen Versatz bzw. Bewegungen des Tankinhalts
aufgrund von im Fahrbetrieb eines Fahrzeuges auftretenden Belastungen
zu verzögern,
um so Kräfte
auf den Behälter
bzw. seine Wandung zu vermindern.
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Die
Schwallwände
weisen hierzu ein oder mehrere Durchgangsöffnungen auf oder sind sogar als
Lochplatten ausgebildet, die in den Kraftstoffbehälter quer
zur Hauptbewegungsrichtung des Inhaltes eingebaut sind.
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Bei
Kraftfahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, die in schwerem Gelände im Einsatz
sind, ist eine hohe Stabilität
des Kraftstoffbehälters
erforderlich. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf Schwingungen
und Resonanzen, die eine Eigendynamik ergeben können, welche deshalb erhöhte Anforderungen
an einen Kraftstoffbehälter
stellen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind die eine oder mehrere Zwischenwände entsprechend
stabil ausgebildet und innenseitig mit der Umfangswandung des Kraftstoffbehälters verbunden.
Dies erfolgt zumeist durch Verschweißen.
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Nachteilig
dabei ist jedoch, dass die Einbringung bzw. die Verbindung der Zwischenwand
bzw. der Zwischenwände
mit der Umfangswandung relativ aufwändig ist. So müssen z.B.
Schweißnähte im Inneren
des Kraftstoffbehälters
eingebracht werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass relativ
enge Toleranzen zum Einbringen der Zwischenwand bzw. der Zwischenwände in das
Innere des Kraftstoffbehälters
zu beachten sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffbehälter der
eingangs erwähnten
Art zu schaffen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden
werden, insbesondere der in der Herstellung einfacher ist und größere Toleranzen
zulässt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Umfangswandung wenigstens zwei Umfangswandteile aufweist,
und dass die wenigstens eine Zwischenwand ein wenigstens annähernd ringförmiges Kopfteil
aufweist, an dessen beiden zu den Stirnwandungen gerichteten Seiten
Auflageschultern angeordnet sind, wobei die wenigstens zwei Umfangswandteile
jeweils dicht mit einer der beiden Auflageschultern verbunden sind.
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Durch
die erfindungsgemäße Aufteilung
der Umfangswand in wenigstens zwei Umfangswandteile, die über die
Zwischenwand mit ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung zur Bildung
eines Kraftstoffbehälters
zu einer Einheit miteinander verbunden werden, wird eine deutliche
Herstellungsvereinfachung erreicht. Die Zwischenwand übernimmt
somit nicht nur die vorstehend genannten Vorteile, sondern stellt damit
einen wesentlichen Bestandteil zur Herstellung des Kraftstoffbehälters dar.
Dies gilt insbesondere dann, wenn in einer sehr vorteilhaften Ausbildung
der Erfindung vorgesehen ist, dass die Umfangswandteile jeweils
mit ihrer inneren Umfangswand auf der Auflageschulter aufliegen.
Bei diese Ausgestaltung ist es lediglich erforderlich, von beiden
Seiten Umfangswandteile auf die Auflageschultern aufzuschieben und
anschließend
für eine
dichte Verbindung zu sorgen. Dabei sind auch größere Toleranzen problemlos möglich.
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In
einer sehr vorteilhaften Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Vorschlages
kann dabei vorgesehen sein, dass Abdichtmittel außenseitig
jeweils zwischen den Umfangswandteilen und dem Kopfteil der Zwischenwand
aufgebracht sind. Dies bedeutet, dass neben einer Herstellungsvereinfachung
nunmehr auch die Verbindung zwischen der Zwischenwand oder den Zwischenwänden und
der Umfangswandung des Kraftstoffbehälters wesentlich einfacher
ist. Anstelle der umständlichen
Einbringung von Abdichtmittel in das Innere der Umfangswandungen
zur Verbindung mit der Zwischenwand ist es lediglich erforderlich,
Abdichtmittel, wie z.B. eine orbitale Verschweißung, außenseitig aufzubringen.
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Dabei
kann das Abdichtmittel, z.B. eine Schweißnaht, zwischen Seitenabschnitten
des Kopfteils und den Umfangswandteilen aufgebracht sein. Die Aufbringung
einer Schweißnaht
zwischen den Seitenabschnitten und den Umfangswandteilen lässt eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung dergestalt zu, dass die Außenumfangswand des Zwischenteils
bzw. Kopfteils wenigstens annähernd
bündig
mit den Außenumfangswänden der Umfangswandteile
gehalten werden kann. Durch diese Ausgestaltung werden vorstehende
Kanten, die zu Verletzungen oder Beschädigungen führen können, vermieden. Darüber hinaus
ergibt sich auf diese Weise auch eine optisch ansprechende Ausgestaltung
für den
Kraftstoffbehälter,
der z.B. bei Nutzfahrzeugen häufig
sichtbar am Fahrzeug angeordnet ist.
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Je
nach Größe bzw.
Länge des
Kraftstoffbehälters
kann dieser aus mehreren in Längsrichtung hintereinander
angeordneten Umfangswandteilen mit jeweils dazwischenliegenden Zwischenwänden bestehen.
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In
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Stirnwandungen aus einem Stirnwandteil
gebildet ist, das an seinem Außenumfang
mit einer zur anderen Stirnwandung gerichteten Auflageschulter versehen
ist, wobei das Umfangswandteil mit der Auflageschulter dicht verbunden
ist.
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Diese
Maßnahme
stellt ebenfalls eine Herstellungsvereinfachung dar, insbesondere
dann, wenn auch hier in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung vorgesehen
ist, dass das Umfangswandteil, mit dem die Stirnwandung zu verbinden
ist, auf der Auflageschulter aufliegt und gegebenenfalls von der Außenseite
her mit einem Abdichtmittel, z.B. einer orbitalen Verschweißung, vorgesehen
ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Umfangswandung, die Stirnwandung und die Zwischenwand aus
Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind. Die Verbindung
zwischen der Umfangswandung und der Zwischenwand kann bevorzugt über Schweißen, z.B.
eine Orbitalverschweißung,
oder über
Kleben erfolgen. Hierbei können
bekannte Verfahren und Stoffe eingesetzt werden.
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Die
Zwischenwand bzw. die Zwischenwände können auch
aus einem entsprechend stabilen bzw. harten Werkstoff, z.B. Stahl
bzw. Edelstahl, ausgebildet sein und die aus mehreren Umfangswandteilen bestehende
Umfangswand des Kraftstoffbehälters aus
einem gewichtsmäßig leichteres
Material, wie z.B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. In diesem
Fall hat sich eine Klebeverbindung zur Verbindung der Umfangswandung
mit der Zwischenwand als besonders geeignet herausgestellt. Geeignete Klebstoffe
sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.
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Auch
eine Ausgestaltung aus Kunststoff ist möglich, wobei in diesem Falle
gegebenenfalls auch anstelle von Schweißnähten Klebeverbindungen, beispielsweise
gemäß der WO
03/018699 A2, vorgesehen sein können.
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Möglich ist
es auch, die Umfangswandungsteile und die Zwischenwände aus
unterschiedlichen Materialien herzustellen, beispielsweise die Zwischenwände aus
Kunststoff und die Umfangswandungsteile aus Metall (z.B. Stahl,
Edelstahl, Aluminium oder entsprechenden Legierungen) oder umgekehrt.
Hieraus können
sich für
verschiedene Anwendungen entsprechende Vorteile (z.B. hinsichtlich
Gewicht, Stabilität,
Haltbarkeit, Aufnahme von dynamischen bzw. statischen Kräften, Korrosionsbeständigkeit,
Optik) ergeben.
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Eine
besonders hohe Stabilität
kann sich für die
Zwischenwände
daraus ergeben, dass diese aus einem Materialmix aus Metall und
Kunststoff (sogenannte Hybridbauweise) hergestellt sind. Hierzu kann
vorgesehen sein, dass die Zwischenwandelemente mit Metalleinlagen
bzw. Metallstreifen versehen sind, welche von einem Kunststoff mit
hohem Faserfüllgrad
umfasst/umspritzt sind. In Versuchen hat sich ergeben, dass derartige
Zwischenwände
besonders hohe Stützkräfte und
dynamische Kräfte
aufnehmen können.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den übrigen Unteransprüchen und
aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten
Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigt:
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1 einen
Kraftstoffbehälter
mit zwei Umfangswandteilen und einer dazwischenliegenden Zwischenwand
in perspektivischer Darstellung;
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2 einen
Kraftstoffbehälter
mit drei Umfangswandteilen und zwei dazwischen angeordneten Zwischenwänden;
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3 einen
Längsschnitt
durch den Kraftstoffbehälter
nach der 1; und
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4 ausschnittsweise
einen Längsschnitt durch
eine Stirnwandung, die eine mit einer Auflageschulter versehene
Stirnwand aufweist.
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Die
dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen einen
Kraftstoffbehälter,
der für
Kraftfahrzeuge ausgebildet ist. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch
nicht auf derartige Behälter
beschränkt.
Unter die Bezeichnung "Kraftstoffbehälter" sollen auch solche
für Land-,
See- und Luftfahrzeuge fallen. Da Kraftstoffbehälter dieser Art allgemein be kannt
sind, wird nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen
Teile des Kraftstoffbehälters
näher eingegangen.
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Eine
Umfangswandung 1 des Kraftstoffbehälters weist gemäß 1 zwei
Umfangswandteile 1a und 1b und gemäß 2 drei
Umfangswandteile 1a, 1b und 1c auf. Die
Umfangswandteile 1a, 1b und 1c können von
beliebiger Form sein, wie z.B. rund, oval, quadratisch oder rechteckig
mit oder ohne Abrundungen an den Kanten.
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Die
Umfangswandteile 1a, 1b und gegebenenfalls 1c sind
stirnseitig durch zwei Stirnwandungen 2 und 3 abgeschlossen.
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Gemäß 1 befindet
sich zwischen den beiden Umfangswandteilen 1a und 1b eine
Zwischenwand 4. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 2 mit
den 3 Umfangswandteilen 1a, 1b und 1c befinden
sich jeweils zwischen dem Umfangswandteil 1a und 1b und
zwischen dem Umfangswandteil 1b und 1c eine Zwischenwand 4.
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Die
dargestellte Zwischenwand 4 ist bei dem Ausführungsbeispiel
als Schwallwand mit mehreren Durchgangsöffnungen 5 ausgebildet.
Selbstverständlich
kann die Zwischenwand 4 jedoch auch vollständig als
Trennwand ausgebildet sein. Im letzteren Fall wird anstelle einer
nur einzigen in einem Umfangswandteil vorgesehenen Tanköffnung 6 zusätzlich eine
zweite Tanköffnung
vorgesehen sein.
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In
der 3 ist eine der in den 1 und 2 nur
prinzipmäßig dargestellten
Zwischenwände 4 in
vergrößertem Maßstab im
Längsschnitt
dargestellt. Wie ersichtlich, weist die Zwischenwand 4 ein
ringförmiges
Kopfteil 7 auf, an dessen beiden Seiten Auflageschultern 8 angeordnet
sind. Von einer der beiden Auflageschultern 8 kann dann
der als Schwallwand 4 (oder auch als Trennwand) ausgebildete
Teil, der sich durch den Innenraum des Kraftstoffbehälters erstreckt,
mit einer rechtwinkligen Abwinklung abzweigen.
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Alternativ
ist jedoch auch eine Ausgestaltung dahingehend möglich, dass von beiden Auflageschultern 8 aus
der quer durch den Innenraum sich erstreckende Teil der Zwischenwand 4 ausgeht. Ebenso
ist es auch möglich,
diesen Wandteil der Zwischenwand 4 von dem Kopfteil 7 aus
abzweigen zu lassen. In den beiden zuerst genannten Fällen ist
es möglich,
die Zwischenwand 4 einstückig auszubilden und z.B. aus
einem Tiefziehteil herzustellen. Als Material für die Zwischenwand 4 kann
z.B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung vorgesehen sein.
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Wie
weiterhin aus der 3 ersichtlich ist, sind die
beiden Umfangswandteile 1a und 1b auf die beiden
Auflageschultern 8 von der Seite her aufgeschoben. Für eine Abdichtung
des Kraftstoffbehälters nach
außen
wird auf beiden Seiten des Kopfteils 7 entsprechend ein
Abdichtmittel 9 aufgebracht. Als Abdichtmittel 9 kann
z.B. eine orbitale Schweißung, d.h.
eine Umfangsschweißung,
zwischen den beiden jeweils zu den Stirnwandungen 2 und 3 gerichteten Seiten
des Kopfteils 7 und den Stirnflächen oder den Umfangswandflächen der
Umfangswandteile 1a, 1b und gegebenenfalls 1c vorgenommen
werden.
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Bei
einer entsprechenden Anordnung des Abdichtmittels 9 und
dessen Einbringung zwischen Kopfteil 7 und Umfangswandteil 1a, 1b bzw. 1c kann das
Kopfteil 7 der Zwischenwand 4 größenmäßig so ausgebildet
werden, dass die Außenumfangswand des
Kopfteils 7 wenigstens annähernd bündig ist mit den Außenumfangswänden der
Umfangswandteile 1a, 1b und gegebenenfalls 1c.
Hierzu sollte die Höhe von
der Auflageschulter 8 bis zur Oberkante des Kopfteils 7 wenigstens
annähernd
der Dicke D des Umfangswandteils 1a, 1b bzw. 1c entsprechen.
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4 zeigt
eine Möglichkeit
auch für
die Stirnwandungen 2 und 3 die vorstehend genannte einfache
Herstellungsmethode anzuwenden. In diesem Fall weist die Stirnwandung 2 bzw. 3 eine
Stirnwand 10 auf, mit einem Kopfteil 11 und einer
daran sich anschließenden
Auflageschulter 12. Das Kopfteil 11 und die Auflageschulter 12 werden
durch eine dreimalige Abknickung um 90° der Stirnwand 10 gebildet,
wenn diese Teile einstückig
ausgebildet sein sollen.
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Wie
ersichtlich, liegt auch in diesem Fall das Umfangswandteil 1a bzw. 1b oder 1c auf
der Auflageschulter 12 auf und das Abdichtmittel 9 sorgt
für eine
Abdichtung nach außen.
Auch hier kann wenigstens annähernd
eine Bündigkeit
zwischen dem Außenumfang
des Kopfteils 11 und dem Außenumfang des dazugehörigen Umfangswandteiles
erreicht werden. Zu diesem Zweck sollte, wie zu der 3 bereits
erläutert,
die Höhe
von der Auflageschulter 12 von seiner Auflagefläche für das Umfangswandteil 1a, 1b bzw. 1c bis
zur Oberkante des Kopfteils 11 der Dicke D des Umfangswandteils 1a, 1b bzw. 1c entsprechen.
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Im
Bedarfsfalle können
die Umfangswandteile 1a, 1b und 1c und
die Zwischenwand 4 – je
nach Material – noch
eine Oberflächenbeschichtung
oder eine Veredelung, z.B. durch Lackieren oder Anodisieren bzw.
Passivieren, erhalten.
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Zur
Erhöhung
der Steifigkeit des Kraftstoffbehälters können zusätzlich auch noch ein oder mehrere
Spanngurte (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die zur Befestigung
des Kraftstoffbehälters
an einer Konsole eines Kraftfahrzeuges oder am Kraftfahrzeug direkt
vorgesehen sein.
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In üblicher
Weise besitzt der Kraftstoffbehälter
auch noch Entlüftungsöffnungen
und Entleerungsöffnungen
(nicht dargestellt).
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Die
erfindungsgemäße Lösung eignet
sich insbesondere für
großvolumige
Kraftstoffbehälter
mit einem Aufnahmevermögen
von mehr als 100 Liter. Selbstverständlich lässt sich der erfindungsgemäße Kraftstoffbehälter jedoch
auch für
kleinere Größen verwenden.