DE20314249U1

DE20314249U1 - Kraftstofftank

Info

Publication number: DE20314249U1
Application number: DE20314249U
Authority: DE
Original assignee: Erhard and Soehne GmbH
Current assignee: Erhard and Soehne GmbH
Priority date: 2003-09-13
Filing date: 2003-09-13
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2013-09-14

Description

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PATENT- UND RECHTSANWALTSKANZLEI Alte Ulmer Straße 2 LORENZ & KOLLEGEN D-89522 Heidenheim

12.09.2003 LR/UL
Akte: ERH 5673GM/DE

Anmelder:

Erhard & Söhne GmbH
Weißensteiner Straße 38
73525 Schwäbisch Gmünd

Kraftstofftank

Die Erfindung betrifft einen Kraftstofftank, insbesondere einen Nutzfahrzeugtank, mit einer Umfangswandung und zwei Stirnwandungen.

Ein gattungsgemäßer Kraftstofftank bzw. Kraftstoffbehälter ist aus der DE 202 05 971.5 bekannt.

Die gattungsgemäße Schrift beschreibt einen Kraftstoffbehälter, der im wesentlichen durch eine Umfangswandung und zwei Stirnwandungen gebildet ist. Die Umfangswandung ist dabei rohrförmig ausgebildet und wird

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an den beiden offenen Enden jeweils durch eine Stirnwandung verschlossen. Die Befestigung der Stirnwandungen an den offenen Enden der rohrförmigen Umfangswandung erfolgt im Regelfall durch Verschweißen.

Die Stirnwandungen weisen im allgemeinen eine schüssel- bzw. schalenförmige Vertiefung auf, so dass ein umlaufender Rand ausgeformt wird, der sich zum Verschweißen mit dem offenen Ende der Umfangswandung eignet. Die Umfangswandung wird mittels entsprechender Umformwerkzeuge aus einem Blech in die vorgesehene rohrförmige Form gebogen, anschließend werden die beiden Enden des Blechs mittels einer Längsnaht verschweißt .

Der Aufbau des gattungsgemäßen Kraftstoffbehälters entspricht dem aus der Praxis bekannten Aufbau derartiger Behälter. In diesem Zusammenhang wird auch auf die EP 0 799 739 Bl verwiesen.

Nachteilig bei derartigen Kraftstofftanks sind die Herstellungskosten, die nicht unerheblich von den hohen Schweißkosten abhängen.

Die bekannten Kraftstoffbehälter weisen im Regelfall Schwallwände in ihrem Inneren auf. Die Schwallwände haben dabei unter anderem die Aufgabe, den Versatz des Tankinhaltes in Folge von im Fahrbetrieb des Fahrzeugs auftretenden, insbesondere dynamischen Belastungen zu verzögern, um so die dynamische Belastung eines Tanks bzw. seiner Wandung zu vermindern. Die Schwallwände, die hierbei zum Einsatz kommen, weisen zumeist als Lochplatten ausgebildete Stirnflächen aus, die in dem Kraftstoffbehälter quer zur Hauptrichtung des Tankinhaltes eingebaut werden.

Die Schwallwände können bei entsprechender Ausgestaltung auch zur Stabilisierung des Kraftstoffbehälters beitragen.

Aus dem weiteren Stand der Technik sind Versuche bekannt, Kraftstoffbehälter aus zwei Schalen, die im

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wesentlichen eine Badewannenform aufweisen, zusammenzusetzen. Diese Kraftstoffbehälter benötigen dabei lediglich eine Schweißnaht, die die beiden Schalen an ihren Kontaktpunkten miteinander verbindet. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Kraftstoffbehälter den Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbereich bzw. im Nutzfahrzeugbereich konstruktiv nicht genügen bzw. teure zusätzliche Schutzvorkehrungen getroffen werden müssen.

Zur Gewichtseinsparung und somit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sind Kraftstoffbehälter aus Aluminium bekannt.

Eine Senkung der Materialkosten (Aluminium, Stahl, Edelstahl, etc.) durch eine Reduzierung der Wandstärken des Kraftstoffbehälters ist zur Gewährleistung der hohen Sicherheitsanforderungen nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstofftank, insbesondere einen Nutzfahrzeugtank zu schaffen, der kostengünstig her-

stellbar ist, hohen Sicherheitsanforderungen genügt und ein möglichst geringes Gewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens eine Stirnwandung mit einem Teil der Umfangswandung einstückig aus einer Hülse gebildet ist.

Die einstückige hülsenförmige Ausbildung einer Stirnwandung mit einem Teil der Umfangswandung erhöht die Stabilität des gesamten Kraftstofftanks derart, dass die Wandstärken dünner als bisher ausgeführt werden können. Darüber hinaus entfällt durch die Ausbildung als Hülse die bisher notwendige Schweißnaht zwischen der Stirnwandung und der Umfangswandung. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstofftanks mit einem schalenförmigen Aufbau resultiert aus der Hülse eine erhöhte Stabilität. Zur Herstellung der Hülse hat sich ein Werkzeug zum Tiefziehen von Blechen gemäß der DE 41 31 603 C2 als besonders geeignet herausgestellt. Alternativ kann die Hülse jedoch auch mit anderen Umformverfahren, die

unter anderem zur Kaltverfestigung führen, hergestellt werden.

Durch die einteilige Ausbildung der Stirnwandung mit einem angrenzenden Teil der Umfangswandung aus einer Hülse ergibt sich, wie der Erfinder in Versuchen festgestellt hat, ein besonders hohes Widerstandsmoment des Materials gegen einen Seitenaufprall. Dies ist insbesondere für Nutzfahrzeugtanks, die oftmals an der Außenseite des Fahrzeugs angebracht sind, besonders vorteilhaft. Durch die Reduzierung der notwendigen Schweißnähte für den Kraftstofftank ergibt sich eine besonders kostengünstige und zeitsparende Herstellung. Darüber hinaus werden mögliche Fehlerquellen reduziert .

Von Vorteil ist es, wenn die zweite Stirnwandung mit einem Teil der Umfangswandung ebenfalls einstückig aus einer Hülse gebildet ist.

In einfacher Weise ergibt sich ein Kraftstofftank, der aus zwei Hülsen besteht und somit eine besonders hohe

Stabilität aufweist. Vorgesehen sein kann dabei, dass die beiden offenen, den Stirnwandungen abgewandten Enden der Hülsen miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann dabei bekannterweise mittels einer Schweißnaht erfolgen. Im Unterschied zu den bisher bekannten Kraftstoffbehältern bestehend aus einer Umfangswandung und zwei Stirnwandungen entfallen somit eine Längsnaht zur Verschweißung der Umfangswandung und zwei Quernähte zum Anbringen der Stirnwandungen. Notwendig ist lediglich eine Quernaht zum Verbinden der beiden offenen Enden der beiden Hülsen. Dies führt zu einer erheblichen Einsparung von Produktionskosten und ermöglicht darüber hinaus ein geringeres Gewicht, woraus ein verbesserter Kraftstoffverbrauch des Kraftbzw. Nutzfahrzeuges resultiert.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen den beiden offenen Enden der Hülse ein rohrförmiges Verlängerungselement angeordnet ist.

Durch das Verlängerungselement ist es in einfacher Weise möglich, auch große Kraftstofftanks zu produzieren, die aufgrund ihres Verhältnisses Höhe/Breite zur Tiefe durch Umformprozesse bzw. Tiefziehprozesse nicht mehr kostengünstig herstellbar wären. Das rohrförmige Verlängerungselement wird dabei zwischen den beiden offenen Enden der Hülsen eingesetzt und mittels jeweils einer Quernaht verschweißt. Das rohrförmige Verlängerungselement kann in bekannter Weise aus einem Blech entsprechend umgeformt und mit einer Längsnaht versehen hergestellt werden. Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, ergibt sich auch bei derartig großen Tanks' noch eine Kostenersparnis, aufgrund der kürzeren Längsschweißnaht sowie aufgrund der Möglichkeit den Kraftstofftank mit geringeren Wandstärken zu produzieren.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem durch die Stirnwandungen und die Umfangswandung gebildeten Innenraum wenigstens eine Schwallwand angeordnet ist.

Hieraus ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit des Kraftstofftanks.

Vorteilhaft ist es, wenn zwei Schwallwände vorgesehen sind, wobei jeweils eine Schwallwand in einer Hülse angeordnet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks mit zwei im Innenraum angeordneten Schwallwänden; und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks in einer alternativen Ausführungsform mit einem rohrförmigen Verlängerungselement.

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Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Kraftstofftank 1, der im vorliegenden Fall als Nutzfahrzeugtank für Nutzfahrzeuge ausgebildet ist. Die Erfindung beschränkt sich dabei jedoch nicht auf derartige Tanks bzw. Behälter. Unter die Bezeichnung Kraftstofftank sollen auch solche für Land-, See- und Luftfahrzeuge fallen.

Nutzfahrzeugtanks 1 sind prinzipiell bereits hinlänglich bekannt, nur beispielsweise wird auf die DE 202 05 971 und die EP 0 799 739 Bl verwiesen, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Merkmale des Nutzfahrzeugtanks 1 näher beschrieben werden.

Der Nutzfahrzeugtank 1 kann aus Edelstahl oder Stahl, bzw. in einer besonders bevorzugten Ausführungsform aus Aluminium, ausgebildet sein. Verschiedene Stahllegierungen oder Aluminiumlegierungen sind dabei aus der Praxis hinlänglich bekannt.

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Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für großvolumige Nutzfahrzeugtanks 1 mit einem Aufnahmevermögen von 100 bis 1.500 1, vorzugsweise 200 bis 900 1. Selbstverständlich lässt sich der Nutzfahrzeugtank 1 jedoch auch entsprechend kleiner realisieren.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Nutzfahrzeugtank 1 eine Umfangswandung 2 und zwei Stirnwandungen 3 auf. Dabei ist jeweils eine Stirnwandung 3 mit einem Teil der Umfangswandung 2 einstückig als Hülse 4 ausgebildet. Der Nutzfahrzeugtank 1 besteht somit aus zwei Hülsen 4, die mittels einer Quernaht 5 an ihren offenen Enden 4a miteinander verschweißt sind. Alternativ zur Verschweißung können auch andere Verbindungsverfahren verwendet werden.

Die Umfangswandung 2 wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich, vollständig durch die beiden Hülsen 4 gebildet. Ein spiegelbildlicher Aufbau der beiden Hülsen 4 hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt.

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Der Nutzfahrzeugtank 1 kann beispielsweise eine Höhe und eine Breite von 700 mm aufweisen. Die Ziehlänge der Hülse 4 kann dabei, vorzugsweise bis zu 700 mm betragen, so dass der komplette Nutzfahrzeugtank 1 eine Gesamtlänge von 1400 mm aufweisen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ziehlänge der Hülse 4 kleiner als 700 mm gewählt. Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Hülsen 4 ergibt sich aus der DE 41 31 603 C2.

Selbstverständlich sind hinsichtlich der Abmessungen des Nutzfahrzeugtanks 1 bzw. der Hülsen 4 als auch hinsichtlich der Herstellung der Hülsen 4 andere Dimensionierungen bzw. Verfahren denkbar und für den Fachmann naheliegend.

So kann beispielsweise auch eine Höhe und Breite von 500 bis 900 mm für den Nutzfahrzeugtank 1 und beispielsweise eine Tiefe von 500 bis 900 mm als Ziehlänge für die Hülsen 4 vorgesehen sein. In Versuchen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zieh-

länge die Breite bzw. die Höhe der Hülsen 4 nicht übersteigt.

Fig. 2 zeigt einen Nutzfahrzeugtank 1 in einer zu Fig. 1 alternativen Ausführungsform, bei der zwischen den beiden offenen Enden 4a der Hülse 4 ein rohrförmiges Verlängerungselement 6 angeordnet ist. Das rohrförmige Verlängerungselement 6 ist dabei jeweils mittels einer Quernaht 5 mit dem angrenzenden offenen Ende 4a der jeweiligen Hülse 4 verschweißt.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Nutzfahrzeugtanks 1 weisen in üblicher Weise einen Tankeinlass 7

und einen Auslass

auf. Des weiteren sind in dem

durch die Stirnwandungen 3 und die Umfangswandung 2 gebildeten Innenraum des Nutzfahrzeugtanks 1 zwei Schwallwände 9 angeordnet. Die Schwallwände 9 sind dabei jeweils in einer der Hülsen 4 angeordnet. Eine besonders vorteilhafte Verbindung der Schwallwände 9 mit der durch die Hülsen 4 gebildeten Umfangswandung 2 des Nutzfahrzeugtanks 1 ergibt sich aus der DE 202 05 971.

Die Schwallwände 9 können hinsichtlich der Hülsen 4 aus dem gleichen oder, wie im Ausführungsbeispiel vorgesehen, aus einem unterschiedlichen Material gebildet sein. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hülsen 4 bzw. gemäß Fig. 2 auch das Verlängerungselement 6 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind, wohingegen die Schwallwände 9 zur Erhöhung der Stabilität aus Stahl, Edelstahl oder einer Stahllegierung gebildet sind. Vorgesehen sein kann dabei auch, dass die Schwallwände 9 galvanisch verzinkt sind.

In einer weitern alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Schallwände 9 aus Kunststoff oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gebildet sind.

Die Erhöhung der Steifigkeit des Nutzfahrzeugtanks 1 durch die Schwallwände 9 ist besonders vorteilhaft, wenn ein Spannmittel, insbesondere ein Spanngurt zur Befestigung des Nutzfahrzeugtanks 1 an einer Konsole

eines Nutzfahrzeuges, im Bereich der Schwallwände 9, eingesetzt wird.

Eine galvanische Verzinkung der Schwallwände 9 hat sich bezüglich der Korrosionsverhinderung zwischen den unterschiedlichen Materialien der Schwallwände 9 und der Hülsen 4 als besonders geeignet herausgestellt.

Durch die Ausbildung der Hülsen 4 und der Schwallwände 9 aus unterschiedlichen Materialien lassen sich in vorteilhafter Weise verschiedene Materialeigenschaften gezielt einsetzen bzw. kombinieren. Somit ist es möglich, einen besonders leichten Nutzfahrzeugtank 1 mit einer hohen Stabilität bzw. Steifigkeit herzustellen. Dabei können die Hülsen 4 aus einem leichten Material und die Schwallwände 9 aus einem Material mit einer hohen Stabilität gebildet werden.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann in Anlehnung an den in Fig. 1 dargestellten Nutzfahrzeugtank 1 vorgesehen sein, dass lediglich eine Stirnwandung 3 mit einem Teil der

Umfangswandung 2 als Hülse 4 ausgebildet ist. Die andere Stirnwandung 3 kann dabei in bekannter Weise mit dem von der ersten Stirnwandung 3 abgewandten offenen Ende 4a der Hülse 4 verbunden sein. Der Nutzfahrzeugtank 1 ist somit aus einer Hülse 4 gebildet, an deren offenem Ende 4a eine Stirnwandung 3 angeordnet, vorzugsweise aufgeschweißt ist. Für besondere Anwendungsfälle kann sich eine derartige Herstellung als geeignet herausstellen. Die Stirnwandung 3 kann dabei in üblicher Weise eine schüsseiförmige Vertiefung von 100 bis 150 mm aufweisen.

In Abwandlung zu der nicht dargestellten Ausführungsform eines Nutzfahrzeugtankes 1, bestehend aus einer Hülse 4 und einer aufgeschweißten zweiten Stirnwandung 3, kann auch vorgesehen sein, dass zwischen der zweiten Stirnwandung 3 und der Hülse 4 ein rohrförmiges Verlängerungselement 6 angebracht ist (ebenfalls nicht dargestellt). Das rohrförmige Verlängerungselement 6 kann dabei in bekannter Weise aus einem Blech gebildet sein, wobei die Enden des Bleches nach dem Umformprozess mittels einer Längsnaht miteinander verschweißt

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werden. Das derart hergestellte rohrförmige Verlängerungselement wird zwischen dem offenen Ende 4a der Hülse 4 und der zweiten Stirnwandung 3 eingesetzt und mittels zweier Quernähte mit diesen verschweißt. Eine derartige Ausgestaltung kann ebenfalls für besondere Einsatzzwecke geeignet sein.

Im Regelfall wird eine Ausbildung des Nutzfahrzeugtanks gemäß der Fig. 1 bzw. bei großvolumigen Nutzfahrzeugtanks 1 gemäß Fig. 2 vorgesehen sein.

Der Nutzfahrzeugtank 1 kann in einer Ausführungsform zur Aufnahme von Harnstoff bzw. Harnstofflösungen vorgesehen sein.

Claims

1. Kraftstofftank, insbesondere Nutzfahrzeugtank, mit einer Umfangswandung und zwei Stirnwandungen dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stirnwandung (3) mit einem Teil der Umfangswandung (2) einstückig aus einer Hülse (4) gebildet ist.

2. Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnwandung (3) mit dem von der ersten Stirnwandung (3) abgewandten offenen Ende (4a) der Hülse (4) verbunden ist.

3. Kraftstofftank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hülse (4) und der zweiten Stirnwandung (3) ein rohrförmiges Verlängerungselement (6) angeordnet ist.

4. Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnwandung (3) ebenfalls mit einem Teil der Umfangswandung (2) einstückig aus einer Hülse (4) gebildet ist.

5. Kraftstofftank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden offenen, den Stirnwandungen (3) abgewandten Enden (4a) der Hülsen (4) miteinander verbunden sind.

6. Kraftstofftank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden offenen Enden (4a) der Hülsen (4) ein rohrförmiges Verlängerungselement (6) angeordnet ist.

7. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) eine Höhe und Breite von 500 bis 900 mm, vorzugsweise 700 mm, und eine Tiefe von 500 bis 900 mm, vorzugsweise 700 mm, aufweist.

8. Kraftstofftank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Stirnwandungen (3) und die Umfangswandung (2) gebildeten Innenraum wenigstens eine Schwallwand (9) angeordnet ist.

9. Kraftstofftank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schwallwände (9) vorgesehen sind, wobei jeweils eine Schwallwand (9) in einer Hülse (4) angeordnet bzw. mit dieser verbunden ist.

10. Kraftstofftank nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (2) bzw. die Stirnwandungen (3) und die Schwallwand (9) aus unterschiedlichem Material gebildet sind.

11. Kraftstofftank nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (2) und/oder die Stirnwandungen (3) und/oder die Schwallwand (9) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Stahl, Edelstahl oder einer Stahllegierung gebildet sind.

12. Kraftstofftank nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwallwand (9) galvanisch verzinkt ist.