DE2121823A1 - Kraftstofftank - Google Patents

Description

Dr. A. Mentzel 27. April 197I Dipl.-Sng. W. Dahike ^a. -Hg/ho

Paten tanwälte
Refrath bei Köln

Frankenforst 137

LEE RADKE ASSOCIATES, Inc. Detroit, Michigan (V.St.A.)

"Kraftstofftank"

Die Erfindung "betrifft einen Kraftstofftank und insbesondere einen solchen für ein Kraftfahrzeug.

Das Mitführen von Kraftstoff, der zum Verbrauch durch das diesen mitführenden Kraftfahrzeuges bestimmt ist, gibt Veranlassung zu verschiedenen Überlegungen bezüglich der Sicherheit und der Luftverunreinigung. Die Sicherheit betreffende Überlegungen um-

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fassen (1) übermäßiges Schwappen und Bewegen des Kraftstoffes im Tank, (2) die Wärmeausdehung des Kraftstoffes im Tank mit dem daraus resultierenden Überfließen in der Nähe des Kraftfahrzeuges, (3) das sichere und zufriedenstellende Messen der im Tank befindlichen Kraftstoffmenge und das Auslaufen von Kraftstoff aus einem durch Kollision beschädigten Tank. Die Luftverunreinigung kann (1) durch Verdunsten von Kraftstoff aus dem unverschlossenen Tank oder dem Kraftstoffsystem, (2) durch Überfließen von Kraftstoff durch. Wärmeausdehung im Tank und durch Auslaufen von Kraftstoff infolge Aufreissens bzw. durch Beschädigung des Tanks eintreten.

Zur Beseitigung dieser Nachteile sind bereits verschiedene Verbesserungen vorgesehen worden, jedoch nur stückweise, d.h. Tankauskleidungen od. dgl. wurden vorgesehen, um das Auslaufen von Kraftstoff bei beschädigtem Tank zu verhindern, Scheidewände sind zum Reduzieren des Schwappens in den Tank eingebaut worden, passive Kraftstoffmeßsysterne wurden vorgesehen und schließlich wurden dicht abgeschlossene Tanks hergestellt, um ein Überlaufen und Verdunsten von Kraftstoff zu verhindern. Keine dieser einzelnen Anordnungen konnte gleichzeitig mehrere !Nachteile in umfassender und für die Massenheratellung sowie für eine wirtschaftliche Fabrikation geeigneter^feise "beseitigen.

Die Erfindung bezweckt, die umfassende Beseitigung der vorerwähnten Nachteile und die Schaffung eines Kraftfahrzeugtanks,

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der ein variables Volumen und eine variable Scheidewand gegen ein Schwappen des Kraftstoffes hat und der einen abgedichteten FlU .1 Vorgang und eine nicht in den Kraftstoff eingetauchte Meßeinrichtung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist in einen Tank aus einem fast starren äußerlichen Behälter gemäß der Erfindung ein inneres, aus relativ faltbarem Werkstoff gefertigtes Element vorgesehen, das einen Bereich umfaßt, der das Innere des Behälters in einen Kraftstoff aufnehmenden und einen Luft auf-■neiiHenden Teil unterteilt, wobei das Element so gestaltet ist, daß dessen besagter Bereich in vorbestimmter Weise und in vorbestiniiuter .Richtung verlagert werden kann, zum Beispiel von der oberen Behälterwand zu dessen Boden hin, um gegenseitig die Volumina der beiden Teile zu variieren und eine sich entsprechend der im Tank befindlichen Kraftstoffmenge änderende Schei&wand gegen ein Schwappen zu bilden.

Das innere Element kann auf unterschiedliche Arten in den Behälter eingebracht sein. Zwei bevorzugte Arten werden nachstehend beschrieben. Nach der ersten Art wird das Element als vollständige Auskleidung des Behälters ausgebildet, während ea sich bei der zweiten Art wie eine Membran quer über den Behälter erstreckt und in diesem, beispielsweise durch eine zwischen zwei Behälterteilen festgeklemmte Ringwulst, festgelegt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das innere Element einen Bereich aus konzentrischen Palten, was ein variables, teieskopartiges Zusammenklappen des Bereiches relativ zum Boden

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des Behälters hin ermöglicht, wenn Kraftstoff aus dem Tank herausgesaugt wird, wobei die vorerwähnte Volumenanderung und die Bildung einer Scheidewand gegen Schwappen auftritt. Ferner sind die Falten des besagten Bereiches des inneren Elementes vorzugsweise als im Abstand voneinander liegende Wellen, gestaltet, um ein Reservevolumen im Tank zu bilden, wodurch, die sonst für die Wärmeausdehung des Kraftstoffes erforderlichen, und ein Überlaufen verhindernden Überlaufleitung od.dgl. eingespart werden. Die Wärmeausdehungsfühigkeit kann durch zusätzliche Taschen für Reserveraum zwischen dem Behälter und dem inneren Element ergänzt werden. Solche Taschen können beispielsweise um den Umfang des Tanks herum durch entsprechende Gestaltung des Behälters und des inneren Elementes geschaffen werden.

Erf indungsgeinäß kann das Messen der Kraft st off menge im Tank leicht durch übliche Meßeinrichtungen., wie ein bekannter durch Verschwenken eines Armes wirkender Regelwiderstand, bewirkt werden, ohne daß das Eintauchen einer elektrischen Vorrichtung in den Kraftstoff erforderlich wäre. Dies wird dadurch erreicht, daß die Meßeinrichtung am Behälter zwischen diesem und dem zusammenfaltbaren Bereich des inneren Elementes so angeordnet ist, daß der Betrag des Verstellens des besagten Bereiches zum Behälter die Größe des Signals bestimmt, das von der Meßeinrichtung abgegeben wird. Auf diese Weise liegt die Meßeinrichtung exklusiv in dem luftaufnehmenden Teil des Tanks und kommt nie mit Kraftstoff in Berührung.

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Ferner wird durch den erfindungsgemäßen Tank eine erhöhte Sicherheit gegen Tankrisse und daraus resultierendes Auslaufen des Kraftstoffes durch eine dämpfende Aufhängungsvorrichtung, erreicht, die eine solche Anordnung des Tanks am Fahrzeug ermöglicht, daß eine gesteuerte Bremsung des Tankes im Falle einer Kollision erreicht wird. Eine solche Vorrichtung umfaßt ein verformbares am Fahrzeug "befestigtes Element und ein Formteil, das am Tank angebracht ist und am verformbaren. Element an oder in der Nähe eines vorgeformten Bereiches angreift. Sollte eine Kollision, in großen. Beschleunigungskräften, auf den Tank resultieren, ermöglicht die Aufhängungseinrichtung ein Verlagern des Tanks, beispielsweise in. Längsrichtung relativ zum Fahrzeug im begrenzten Maß und in einer energiedämpfenden bzw. absorbierenden Weise. Diese gesteuerte Bremsung des Tanks relativ zum Fahrzeug senkt die Wahrscheinlichkeit eines Tankbruches bei einer Kollision wesentlich ab.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks darstellt. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungaform eines Tanks, der fast geleert ist;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden. Querschnitt, wobei der Tank jedoch fast gefüllt ist;

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Fig. 5 einen Einzelheiten klarer veranschaulichenden Teilschnitt in einem größeren Haßstab j

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Pig. 1-}

Fig. 5 einen Teilschnitt durch, eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks";

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des unteren Behälterteils, aus der die Gestaltung zum Angriff einer bevorzugten Aufhängungseinrichtung zu ent-, nehmen istj

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Einzelteile der mit dem entsprechend gestalteten Behälterunterteil zusammenwirkenden Aufhängungseinrichtung in auseinandergezogen dargestellter Form.

In. Fig. 1 bis 4 der Zeichnung ist ein Kraftfahrzeug-Kraftstofftank 10 dargestellt, der einen flachen etwa rechteckig gestalt teten Behälter 12 umfaßt,, der aus einem oberen Stahlteil 14 und

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einem unteren Stahlteil 16 besteht, die längs eines !Randes 17 beispielsweise durch Schweißen am Umfang miteinander verbunden sind. Der Behälter 12 ist mit einem Füllstutzen 18 versehen, der sich auswärts und aufwärts erstreckt. Ferner weist der Behälter 12 einen KraftstoffauslaiS 20 auf, durch den der Kraftstoff durch eine übliche Kraftstoffpumpe abgesaugt wird.

Bei dem in Fig. 1 bis 4 der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfaßt der Tank 10 eine innere Auskleidung 22 aus nicht korrodierendem und relativ faltbaren Werkstoff. Ein entsprechender Werkstoff ist aus den Kunststoffen oder Elastomeren ausgewählt worden. Als besonders günstig zeigte sich der unter dem Hände Isnamen liyion vertriebene Werkstoff. Die Innenauskleidung 22 umfaßt eine obere Wand 24 und eine untere Wand 26, die normalerweise im Abstand voneinander liegen und über den größten Teil etwa der inneren Form des Behälters angepaßt sind. Die Auskleidung 22 kann mit dem Boden des Behälters und möglicherweise mit dessen Ecken verklebt sein, um eine relative Bewegung zum Behälter zu verhindern.

Die obere Wand 24' der Auskleidung 22 weist eine Vielzahl konzentrisch angeordneter kreisförmiger Falten 28 auf, die eine vertikale Verlagerung eines im wesentlichen ebenen Hittelbereiches 74 der Auskleidung teleskopartig relativ zu den festen Teilen des Tanks ermöglichen. Wie aus Fig. 1 und 2 der Zeichnung zu entnehmen ist, erfolgt diese vertikale teleskopartige

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Verlagerung in Abhängigkeit der sich verändernden Menge des nicht benutzten Kraftstoffes im Behälter 12 und verändert das volumetrische Verhältnis zwischen einem kraftstoffaufnehmenden Teil 30und einem luftaufnehmenden Teil 32, die beide im Innern des Behälters 12 liegen und deren Grenze durch den verlagerbaren Bereich der Innenauskleidung 22 gebildet ist.

Die Auskleidung 22 umfaßt einen auswärts und aufwärts gerichteten Tüllen.teil 34, der nach dem Zusammenbau in den Füllstutzsn 18 des Behälters 12 eingeführt wird. Der Tüllenteil 34 ist vorzugsweise langer als der Füllstutzen 18, so daß das äußere Ende des Tüllenteils 34 zurück um den Rand des FüllStutzens herumgelegt und durch ein Klemmteil 36 festgelegt wird, das einen zylindrischen sich teilweise in den Füllstutzen 18 hineinerstreckenden zylindrischen Bereich umfaßt. Das Festlegen, der Innenauskleidung 22 im Füllstutzen 18 des Behälters 12 wird vorzugsweise vor dem Verbinden des oberen Stahlteils I4 mit dem unteren Stahlteil 16 längs der Schweißnaht 17 bewirkt. Die Auskleidung 22 ist vorzugsweise aus zwei oder drei Teilen gebildet, die vor dem Einfügen in den Behälter miteinander verbunden werden .

Am anderen Ende des Tanks 10 wird der Kraftstoffauslaß 20 durch ein Kraftstoffrohr 40 geringen Durchmessers gebildet, das sich in den kraftstoffaufnehmenden Teil 30 des Behälters 12 hineinerstreckt und in einem engmaschigen Filter 42 endet, das etwa

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auf dem Boden des Tanks 10 aufliegt. Im oberen Stahlteil 14 des Behälters 12 ist ein versenkter Bereich 44 zum .Festlegen des Kraft st of fr ohr es 40 ausgebile-det und die Auskleidung 22 ist vorzugsweise durch die Klemmöffnung hindurchgezogen, und liegt am Kraftstoffrohr 40 an, um eine Dichtung zu bilden. Es können selbstverständlich zahlreiche andere Verbindungen im Bereich des Kraftstoffrohres 40 und des Auslasses 20 vorgesehen sein.

Ist der Tank 10 leer oder nahezu leer, kann sich der ebene Bereich 74 der Innenauskleidung 22 durch die konzentrischen, kreisförmigen Palten. 28 vertikal absenken und sich teleskopartig der Bodenwand 26 der Auskleidung 22 annähern, die auf dem Bodenteil 16 des Behälters 12 aufliegt. In diesem Zustand weist der kraftstoffaufnehmende Teil 50 ein Mindestvolumen und der luftaufnehmende Teil 32 ein. Maximalvolumen auf. Wird durch den. Füllstutzen 18 dem kraftstoffaufnehmenden Teil 30 Kraftstoff zugeführt, bewirkt das ansteigen-de Kraftstoffvolumen eine Aufwärtsverlagerung des ebenen Bereichs 74 der Innenauskleidung 22, wobei die zahlreichen wellenartigen Windungen, die durch die Falten 28 gebildet sind, teleskopartig ineinandergeschoben werden, bis die Innenauskleidung 22 die in Pig. 2 dargestellte Form einnimmt. In diesem Zustand ist der Tank fast voll mit Kraftstoff und das Volumen des kraftstoffaufnehmenden Teils ist in der Nähe seines Maximums, während das Volumen des luftaufnehmenden Teils 32 in der Nähe seines Minimums ist. Ferner ist in diesem Zustand der ebene Bereich 74 in seiner höchsten

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Lage relativ über dem Boden 26 der Auskleidung, der, wie bereits erläutert worden ist, auf dem Boden des Stanlteils ib des he- ■ hälters 12 aufluiegt.

Durch die gerundete oder wellenartige Ausbildung der Falten 2^;3 ist durch die Ringräume zwischen diesen und dem oberen Stahlteil 14- des Behälters 12 ein beträchtliches Re serveluftraumvolumen gebildet.'Dieses Reservevolumen schafft zusammen mit weiteren noch zu beschreibenden Reservevolumina eine Reserve für die Wärmeausdehung des Kraftstoffes in dem kraftstoffaufnehmenden Teil 50, so daß Überlaufröhrchen oder Kraftstoffsammler unnötig sind. Darüber hinaus schafft.dann, wenr. der Kraftstoff aus dem Behälter 12 über das Kraftstoffrohr 40 abgesaugt v/orden ist, das vertikale Absenken des ebenen Bereiches 74 in der ^iitte des Kraftstofftanks 10 eine in der Größe zur« eimer de Scheidewand, durch die die seitliche Bewegung oder ein Schwappen des im Behälter 12 verbleibenden Kraftstoffes verhindert wird. Bei der in Pig. 1 veranschalichten Stellung kann ein erhebliches Volumen von ungenutztem Kraftstoff in einer etwa ringförmig volume irischen Form im Behälter 12 veibleiben. Das Schwappen dieser verbliebenen Kraftstoffmenge von vorn nach hinten oder von einer Seite zur anderen im Behälter wird wirksam durch die scheidewandähnliche Wirkung des teleskopartig verlagerten Bereiches der Auskleidung 22 verhindert. Die vorbeschriebene Wirkung der Auskleidung 22 gegen Schwappen wird durch Steuern des Luftstromes von außen in den luftaufnahnenden Teil 32 und umge-

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BAD ORIGINAL

kehrt vom luftaufnehmenden Teil 32 zurück nach außen vergrößert. V/i« in ¥±g. 1 und 2 veranschaulicht ist, weist der o"bere Stahlteil 14 eine kleine zylindrische üinbuchtung 46 auf, die ein den Luftstrom steuerndes Ventil 4B aufnimmt.

Dieses in '^Isz· 5 dargestellte Luftsteuerventil 4β umfaßt einen einer uiügekeiirten ^asse entsprechenden mit ringförmig angeordneten Löchern versehenen Bereich 50, der einen vertikal im Hohlraum 4o gericnteten Zapfen 52 trägt. Ein Ring 54 ist am unteren linde des Zapfers 52 vorgesehen und wirkt als Anschlag für ein nv/eites engeres tassenförniiges Glied 96, das konzentrisch in dem Hohlraum 4o um den Zapfen 52 herum angeordnet ist. Das zweite tassenfertige Glied 5b trägt am Umfang einen Dichtungsring 57, der mit einer schrägen Fläche versehen ist, die sich in die innere Überflache des ersten tassenförmigen Bereiches 50 legt. Eine Feder 53 liegt zwischen beiden tassenförmigen Gliedern 50 und 56 und drückt das zweite tassenförmige Glied 56 zur Anschlagscheibe 54 hin. Auf diese Weise wird ein relativ ungehinderter Luftstrom durch die Öffnung im tassenförmigen Bereich 50, zwischen diesem und dem Dichtungsring 57 und schliei31ich durch die öffnung 60 im Boden der zylindrischen Ausbuchtung 56 ermöglicht. Es kann somit Luft in ausreichender ί-Ienge in und aus dem luftaufηehmenden Teil über das normalerweise geöffnete Ventil 45 strömen. Jedoch, wenn die bewegung des Kraftstoffes im Behälter 12 das Volumen des luftenthaltenden Teils schnell verringert und damit einen starken Luftstrom durch das Ventil 4S bewirkt, wirkt der

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ansteigende Druck auf das zweite tassenförmige Glied 56 entgegen der Kraft der Feder 58 und drückt den. Ring 57 dicht gegen die untere Fläche des ersten, tassenförmigen. Bereichs 50. Dies schließt die ringförmig angeordneten Öffnungen im tassenförmigen Bereich 50 und verhindert einen Luftstrom vom luftaufnehmenden Teil 32 nach außen. Die Wirkung des Ventils 48 besteht somit darin, den Luftstrom zu verhindern, also die durch den telskopartig verlagerten Teil der Innenauskleidung 22 gebildete Scheidewand wirksam zu versteifen und damit ein Schwappen der noch im Behälter 12 verbliebenen Kraftstoffmenge zu verhindern. Unter normalen Bedingungen kann die freie teleskopartige Verlagerung der Innenauskleidung 22 relativ zum oberen Stahlteil 14 des Behälters ein leichtes Einbringen und Aussaugen von Kraftstoff in bzw. aus dem Behälter 12 ermöglichen.

Wie aus Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, umfaßt der Tank 10 eine Kraftstoffmeßeinrichtung 62 vom Widerstandstyp, die am oberen Stahlteil I4 des Behälters angebracht ist und an dem sich verlagernden Teil der Auskleidung 22 anliegt. Die Meßeinrichtung 62 liegt exklusiv in dem luftaufnehmenden Teil des Behälters und wirkt durch Messen des Grades der vertikalen Verstellung des ebenen Bereiches 74 der Auskleidung 22 im Behälter 12. Aus diesem Grunde umfaßt die Meßeinrichtung 62 einen üblichen Drahtwiderstand 64 mit einem nicht dargestellten Schleifer, der sich über die aufgewundenen Drähte des Widerstandes, bewegt durch einen schwenkbaren Arm 66, verstellt. Der Arm 66 endet in

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eine Rolle 68, die an der oberen Fläche des ebenen Bereiches 74 der Auskleidung-22 so anliegt, daß die Winkelstellung des Armes 66 relativ zum Widerstand 74 durch die Lage des ebenen Bereiches 74 relativ zum Boden des Tanks 10 bestimmt wird. Eine starre Platte aus Metall oder Kunststoff kann zwischen die Rolle 68 und die Innenauskleidung zum Vermindern des Verschleisses gelegt werden. Fig. 1 zeigt die Stellung des Armes 62 in einer maximalen Winkelstellung, in der ein "fast leer" Signal von der Meßeinrichtung 62 abgegeben, wird. Fig. 2 zeigt hingegen den Arm 66 in der Minimumwinkelstellung, in der ein "voll" Signal von der Meßeinrichtung 62 ausgeht. Wie aus Fig. 4 der Zeichnung zu entnehmen ist, kann der in? wesentlichen ebene Bereich 74 der Auskleidung 22 mit einer vertieften Rinne 72 versehen sein, in der die Rolle 68 abrollt. Die Meßeinrichtung 62 ist selbstverständlich mit einer geeigneten Kraftstoffanzeigeeinrichtung und einr Spannungsquelle verbunden. Das An.schlußkabel 70 ist angedeutet. Die vorbeschriebene Meßeinrichtung 72 entspricht somit den üblichen schwimmergesteuerten Typen, muß jedoch nicht, wie diese, mit dem Kraftstoff im Tank 10 in Berührung kommen.

Der Behälter 12 (Fig. 4) ist so gestaltet, daß mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Taschen 76 vorhanden sind. Die Auskleidung 22 ist in gleicher Weise so gestaltet, daß mehrere über den Umfang verteilt liegende Taschen 79 entstanden sind, die mit den. Taschen 76 des Behälters 12 fluchten, jedoch, wie aus Fig. 4 zu entnämen ist, schmaler sind, so daß ein Zwischen-

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raum zwischen den Taschen 78 der Auskleidung 22 und den Tascnen 76 des Behälters 12 entsteht. Diese über den Umfang verteilt angeordneten Taschen schaffen ein weiteres Y/ärmeausdehnungsvolumen, das in Verbindung mit dem bereits vorerwähnten, durch die Äxten 28 der Auskleidung 22 in der in Pig. 2 dargestellten Lage geschaffenen Wärmeausgleichsvolumen-wirkt. Darüber hinaus schafft der Raum zwischen den Taschen 76 und 78 eine Nachgiebigkeit der Auskleidung 22, die ihrerseits eine seitliche Energieabsorbierung beim seitlichen Schwappen des Kraftstoffes im Behälter beim fahrenden Kraftfahrzeug bewirkt.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt. In dieser Zeichnung zeigen die mit einem Index versehenen Bezugszeichen die Ähnlichkeit zwischen der in Fig. 5 der vorbeschriebenen Ausführungsform an. Der Tank 10* umfaßt einen äußeren Stahlbehälter 12', der aus einem oberen 14¹ und einem unteren Teil 16' besteht. Der untere Teil 16' weist einen Einfüllstutzen 18* auf, durch den Kraftstoff in den Tank 10' eingebracht werden kann. Der Tank 10' umfaßt ferner ein membranartiges Element 22' aus relativ faltbarem Werkstoff, das horizontal im Behälter 12' liegt und durch eine Umfangswulst 82 zwischen den Umfangsrändern des oberen Teils 14* und des unteren. Teils 16', die Anschläge 17' bilden, festgelegt ist. Das Element 22» weist mehrere konzentriach angeordnete kreisförmige Falten 28' auf, die einen unteren, ebenen. Bereich 74' der Membran 22' ein vertikales teleskopartiges Verlagern relativ zum unteren Stahlteil 16· des

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•-.ehälters 12' ermöglichen. Diese Verlagerung bewirkt ein Verändern des volumetrischen Verhältnisses zwischen dem krafteuoffaufnehmenden Teil 30' und dem luftaufnehmenden Teil 32' im oehälters 12', die durch das membranartige Element 22' voneinander getrennt sind. Der Tank 10' umfaßt ebenfalls ein Luftstroiiisteuerventil 4-β, wie in Fig. 3 dargestellt.

Der Tank 10' wirkt in der gleichen Weise wie der Tank 10 in Fig. i bis 4. Der ebene Bereich 74' des membranartigen Elementes 22· wird sich also beim Einbringen von Kraftstoff in den kraftstoff auf nehmenden Teil 30' aufwärts bewegen, wobei sich die konzentrischen Falten 2S' in der Membran 22' teleskopartig ineinanderbewegen. Das Aufwärtsbewegen vergrößert das Volumen des kx-aft stoff auf nehmenden Teils 30' und verringert entsprechend das Volumen des luftaufnehmenden Teils 32'. Die Größe der Ausdehnung des vertikal verlagerbaren Bereiches der Membran 22' bewirkt einen variablen Scheidewandeffekt sowie eine Veränderung des volumetrischen Verhältnisses, wie zuvor beschrieben.

Es ist selbstverständlich, daß eine wie in Fig. 1 bis 3 dargestellte Meßeinrichtung 62 ebenfalls in Verbindung mit dem in Fig. b dargestellten Tank verwendet werden kann. Der Tank nach Fig. 5 erbringt zwar nicht alle Vorteile einer Tankauskleidung, bewirkt doch ein Aufteilen des Behälters 12', schafft eine Scheidewandwirkung und ermöglicht ferner die Verwendung einer nicht in den Kraftstoff eintauchenden Meßeinrichtung und die

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Wärmeausdehnung des aufgenommenen Kraftstoffes.

.Das Anbringen eines Tanks 10 an einem Kraftfahrzeug wird durch eine Aufhängeeinrichtung bewirkt, die in Fig. 6 bis 8 veranschaulicht ist. Der untere Stahlteil 16 des Behälters 12 qeist zwei in Längsrichtung parallel verlaufende durch Einbuchtungen in der Oberfläche des Stahlteils 16 gebildete Kanäle 84 und 86 auf. Ferner weist der Kanal 84 im Abstand voneinander liegende weitere ausgesparte Taschen 88 und 90 auf, während der Kanal entsprechende Taschen 92 und 94 umfaßt. Die Kanäle 84 und 86 und deren Taschen 88, 90 und 92, 94 wirken mit langgestreckten Elementen 96 und 98 aus verformbarem Werkstoff, wie Stahl, zusammen, um den Tank 10 relativ zum Fahrzeug so aufzuhängen, daß die Einwirkung extrem hoher Beschleunigungen auf den Tank, wie sie bei Kollisionen auftreten, den Tank 10 eine Verlagerung relativ zum Fahrzeug über eine kurze Strecke errröglichen, während der eine Energieabsorbierung erfolgt.

In Fig. 7' sind die Einzelheiten der Aufhängung im Bereich der Aussparung 92 im Kanal 86 im größeren Maßstab dargestellt. Die Ausbildung der Einzelteile in diesem Bereich entspricht derjenigen der Taschen 88, 90 und 94 und wird daher nur anhand der Zeichnung einmal erläutert. In der Aussparung 92 des Kanals 86 ist ein erstes Formteil 100 mit Fingern 102 und 104 angeordnet, die das Formteil formschlüssig in der Aussparung 92 festlegen und dessen Längs- und Querverschiebung verhindern. Das Formteil

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100 ist ferner mit einem gerundeten Vorsprung 106 versehen, der sich vertikal abwärts relativ zur Aussparung 92 in den Bereich des Kanals 86 hineinerstreckt. Der Vorsprung 106 erstreckt sich und paßt genau in einen vorgeformten Bereich 108 des langgestreckten, bandförmigen Elementes 98, um dieses zwischen, einem zweiten Formteil 110 und dem ersten Formteil 100 zu halten. Das zweite Formteil 110 ist in. geeigneter Weise durch in der Zeichnung nicht dargestellte Befestigungselemente, wie Bolzen mit dem ersten Formteil verbunden. Schließlich ist das bandförmige Element 98 an beiden Ende mit dem Rahmen des Fahrzeuges durch Stäbe 112 (Fig. 8) angebracht. Das bandförmige Element 98 zusammen mit dem parallelen bandförmigen Element 96 ist vorzugsweise in Längsrichtung zum Fahrzeug angeordnet.

Die in Fig. 8 dargestellte Aufhängungsvorrichtung befestigt unter normalen Bedingungen den Tank 10 nur am Fahrzeug. Da die bandförmigen Elemente 96 und 98 starr mit dem Fahrzeug verbunden sind und eine mehr als angemessene Kraft haben, kann der Tank 10 als fest und unbeweglich in den bandförmigen Elementen 96 und 98 aufgehängt angesehen werden. Jedoch sollte ein sich voranbewegendes Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug oder einem anderen schweren Objekt kollidieren, bewirkt die kurzzeitige Bremsung des Fahrzeuges eine hohe auf den Tank wirkende Beschleunigungskraft, die dessen Voranbewegung in der ursprünglichen Richtung bewirkt. Diese in der Längsrichtung des Fahrzeugs wirkende Beschleunigungskraft zwingt den Tank 10 mit den von diesem getra-

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genen Formteilen 100 und 110 zu einer -Voranbewegung, bei der die bandförmigen Stahlelernente 96 und 98 zwischen den Formteilen im Bereich jeder Aussparung 88, 90, 92 und 94 verformt werden. Diese fortlaufende Verformung der bandförmigen Stahlelemente 98 bewirkt ein Arbeiten des Metalls, was in einem Absorbieren der kinetischen Energie des Tanks über eine kurze jedoch angemessene Verlagerung derart, daß die abnorm hohe Beschleunigungsbelastung, die sich sonst auf den Tank auswirken würde, erheblich reduziert wird. Diese starke Herabsetzung der Beschleunigungsbelastung senkt auch die Beschädigungsmöglichkeiten des Kraftstofftanks und setzt damit die Gefahr des Auslaufens von Kraftstoff nach einer Kollision wesentlich herab. -

"In beiden in der Zeichnung veanschaulichten Ausführungsbeispielen umfaßt ein. Kraftstofftank einen relativ starren äußeren Stahlbehälter 12 bzw. 12 * und ein relativ faltbares inneres Element 22 bzw, 22^f, das das Innere des Behälters 12 buw. 12' in einen kraftstoffaufnehmenden Teil 30 bzw. 30^f und einen luftaufnehmenden. Teil 32 bzw. 32' unterteilt. Das innere Element 22, 22' ist mit mehreren konzentrisch zueinander liegenden kreisförmigen Falten 28, 28· versehen, was einem zentralen Bereich des inneren. Elementes ein teleskopärtiges Verlagern in vertikaler Richtung ermöglicht, um das volumetrische Verhältnis zwischen dem kraftstoffaufnehmenden Teil und dem luftaufnehmenden Teil zu verändern, und um im Innern des kraftstoffaufnehmenden Teils eine variable Scheidewand zu schaffen und damit das über-

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mäßige Schwappen des noch im Tank "befindlichen Kraftstoffes zu verhindern. Ferner wird der Strom der Luft in und aus dem luftaufnehmenden Teil 32, 32· des Tanks durch ein Ventil 48 gesteuert, das nur relativ geringe Strömungsgeschwindigkeiten gestattet und das sich bei starken Strömungsgeschwindigkeiten entgegen der Kraft der Feder 58 schließt.

Der Tank 10, 10' gestattet Yiärmeausdehnungen bei unterschiedlichen Teinperaturbedingungen, ohne daß Überstrom- oder den Brennstoff aufnehmende Kanäle erforderlich sind. Ferner ermöglicht der Tank die Verwendung einer nicht in den Kraftstoff eintauchenden Heßeinrichtung 62, die im Behälter 12, 12» angeordnet sein kann, um die Kraftstoffmenge als eine Funktion der vertikalen Verlagerung des zentralen Bereiches des inneren Elementes 22, 22' anzugeben.

Schließlich ist der Tank 10 mit dem Kraftfahrzeug durch eine energieabsorbierende Aufhängungseinriehtung verbunden, die verformbare Sicherheitselemente 96 und 98 sowie ein Fromteil oder mehrere Formteile 106, 110 umfaßt, die mit dem verformbaren Sicherheitselement zusammenwirken, um bei hohen, und unnormalen Beschleunigungsbelastungen eine energieabsorbierende, begrenzte Verschiebung des Tanks 10 relativ zum Fahrzeug ermöglichen, wodurch die auf den Tank einwirkende Beschleunigungsbelastung reduziert und die Risiken einer Tankbeschädigung herabgemindert werden.

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Claims (1)

1. Pate nt an sprüche

   1./Kraftstofftank aus einem relativ starren. Behälter, gekennzeichnet durch ein relativ faltbares inneres Element (22, 22') im Behälter, das einen den. Behälter (12, 12') in einen kraftstoffaufnehmenden Teil (30) und einen luftaufnehmenden Teil (32) unterteilenden Bereich umfaßt, der durch seine konstruktive Gestaltung eine Veränderung des Volumens des kraftstoffaufnehmenden Teils (30) ermöglicht und eine variable Scheidewand in dem kraftstoffaufnehmenden Teil für den sich im Tank befindenden Kraftstoff bildet.

   2. Kraftstofftank nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein den Luftstrom in den. und aus dem luftaufnehmenden Teil (32) des Tanks (10) steuerndes Ventil (48).

   3· Kraftstofftank nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Bereich etwa horizontal im Behälter (12, 12') liegt und eine Anzahl von konzentrisch zueinander angeordneten Palten (28) umfaßt, die einen zentralen Bereich umgeben, der sich mit der in dem Tank befindlichen Kraftstoffmenge vertikal zu verlagern mag.

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   4· Kraftstofftank nach. Anspruch 3> ä^xa durch gekennz e i c h η e t, daß die Palten (80) etwa kreisförmig gestaltet sind.

   5. Kräftstoff tank nach Anspruch 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Element (22) ein vollständig umschlossenes Volumen bildet und das Innere des Behälters (12) völlig auskleidet.

   6. Kraftstofftank nach Anspruch 5 mit einem Einfüllstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß' das innere Element (22) einen sich in den Einfüllstutzen hineinerstreckenden.Bsreich (34) umfaßt.

   7. Kraftstofftank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (18) eine ßinglippe (35) umfaßt, über die der den Füllstutzen, auskleidende Bereich (34) des inneren. Elementes (22) gestülpt und über den Millstutzen zurückgezogen, ist.,

   8. Kraftstofftank nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Element (22) eine obere Wand (24) umfaßt, in. der die konzentrisch zueinander . liegenden Falten/(28) ausgebildet sind.

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   9· Kraftstofftank nach Anspruch. 1 "bis 8, g e k e η η zeichnet durch eine tom Behälter (12) getragene, die in dem kraftstoffaufnehmenden Teil (30) "befindliche Kraftstoff menge als eine IJYinktion der vertikalen Verlagerung dieser Wand (24)-relativ zum Behälter (12) angebende Heßeinrichtung (62).

   10. Kraftstofftank' nach Anspruch 1 bis 9» dadurch g e k e η η. ζ e i c h η e t, daß die Meßeinrichtung (62) einen vom Behälter (12) getragenen variablen Widerstand (64) und einen schwenkbaren Arm (66) umfaßt, der sieb, zwischen dem Behälter (12) und der besagten verlagerbaren"Wand erstreckt und den Widerstandswert in Abhängigkeit von der Verlagerungverändert.

   11. Kraftstofftank nach Anspruch 1 bis 10, dadurch"" ge-· kennzeichnet, daß der Behälter (12) und das innere Element (22) mehrere miteinander korrespondierende und über den Umfang verteilt angeordnete Taschen (76 bzw. 78) umfaßt, wobei die Taschen (76) des Behälters tiefer als diejenigen (78) des inneren Elementes sind und zwischen sich einen. Hohlraum schaffen, durch den eine volume tr i sehe Ausdehnung des inneren Elementes (22) ermöglicht ist.

   12. Kraftstofftank nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine den Tank (10) mit einem

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   Kraftfahrzeug verbindende und die Längsverschiebung des Tanks relativ zum Kraftfahrzeug begrenzende und dämpfende Aufhängungseinrichtung.

   I3. Kraftstofftank nach Anspruch 12, dadurch ge-" kennzeichnet, daß die Aufhängungseinrichtung ein verformbares in Längsrichtung orientiertes und mit dem Fahrzeug verbundenes Element (96, 98) und den Behälter (12) mit einem vorgeformten .Bereich (108) des verformbaren Elementes verbindende Formteile (100, 110) umfaßt,durch die der vorgeformte Bereich (108) in Abhängigkeit von Beschleunigungs- · kräften, die auf den Tank einwirken, entlang des verformbaren Elementes "bewegt wird.

   i4· Kraftstofftank nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeiciinet, daß das innere Element eine sich etwa horizontal quer durch den Behälter erstreckende und mit diesem verbundene Membran (22*) ist.

   "H

   15. Kraftstofftank nach Anspruch Η, dadurch gekennzeic ITn e. t, daß die Membran (22·) eine Vielzahl von konzentrischen Falten (28·) aufweist.

   16. Kraftstofftank nach Anspruch I4 und 15, dadurch

   ge k e nn s e i chn et, daß der Umfangsrand der Membran (22*)mit einer Hingvralst (82) versehen ist, die zwischen

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   einem Oberteil (H¹) und einem Unterteil (16¹) des Behälters (12') festgelegt ist. ·

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