DE3437475C2

DE3437475C2 - Fuel tanks for motor vehicles, in particular commercial vehicles

Info

Publication number: DE3437475C2
Application number: DE19843437475
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Hornung
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE3437475A1

Abstract

Es wird ein Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge angegeben, der sich dadurch auszeichnet, daß eine für das Betanken nachteilige Schaumbildung verhindert wird, wenn dieser mittels einer eine hohe Förderleistung aufweisenden Kraftstoffeinfüllvorrichtung befüllt wird. Dies wird durch eine Kraftstofführungsfläche erreicht, die sich innerhalb des Kraftstoffbehälters in Kraftstoffströmungsrichtung an den im Kraftstoffbehälter oben liegenden Einfüllstutzen anschließt und sich schräg im wesentlichen bis zum Behälterboden erstreckt. Durch diese Kraftstofführungsfläche verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit des in den Kraftstoffbehälter einströmenden Kraftstoffes aufgrund einer sich ausbildenden Grenzschicht, innerhalb der sich die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Kraftstofführungsfläche bis auf einen Kleinstwert verringert.A fuel tank for motor vehicles is specified which is characterized in that foaming, which is disadvantageous for refueling, is prevented if it is filled by means of a fuel filling device having a high delivery rate. This is achieved by a fuel guide surface which, inside the fuel tank, adjoins the filler neck located at the top of the fuel tank in the fuel flow direction and extends obliquely essentially to the tank bottom. As a result of this fuel guide surface, the flow speed of the fuel flowing into the fuel tank slows down due to a boundary layer that forms, within which the flow speed in the direction of the fuel guide surface is reduced to a minimum.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.The invention relates to a fuel tank for motor vehicles, in particular commercial vehicles, with the Features of the preamble of claim 1.

Es ist bereits eine Vielzahl von Kraftstoffbehältern bekannt, deren Einfüllstutzen, analog zu der im Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten Art, im Bereich einer Behälterseitenwand am Kraftstoffbehälter angeschlossen ist und sich schräg in das Behälterinnere hineinerstreckt A large number of fuel tanks are already known whose filler necks are analogous to that in the preamble of claim 1 explained type, connected in the area of a container side wall on the fuel tank and extends obliquely into the interior of the container

So ist aus der FR-PS 22 10 179 beispielsweise bekannt, dem schräg ins Behälterinnere eintretenden Einfüllstutzen dort einen solchen Verlauf zu geben, daß seine Stutzenöffnung der ihm benachbarten Behälterseitenwand zugekehrt ist. Durch eine solche Ausbildung und Anordnung des Einfüllstutzens soll beim Tanken ein Kraftstoffaustritt verhindert werden.For example, it is known from FR-PS 22 10 179 to give the filler neck entering the inside of the container at an angle there such that its nozzle opening faces the container side wall adjacent to it. Through such training and the arrangement of the filler neck should be prevented from escaping when refueling.

Die US-PS 36 98 597 hat einen Kraftstoffbehälter zum Gegenstand, dessen sich schräg in das Behälterinnere hineinerstreckendes Teilstück des Einfüllstutzens kurz oberhalb des Behälterbodens endet. Am behälterinneren Stutzenendstück ist ein Rückschlagventil vorge- ω sehen, das bei gefülltem Kraftstoffbehälter die innere Stutzenöffnung selbsttätig verschließt und somit ein Auslaufen von Kraftstoff verhindert.The US-PS 36 98 597 has a fuel tank to the subject, which is inclined into the interior of the tank part of the filler neck extending into it ends just above the container bottom. On the inside of the container A non-return valve is provided for the nozzle end piece, which opens the inner ω when the fuel tank is full The nozzle opening closes automatically, thus preventing fuel from leaking.

Aus der GB-OS 20 87 369 ist eine Stutzenanordnung bekannt, bei der der im Bereich einer Behälterseitenwand in den Kraftstoffbehälter eintretende Einfüllstutzen einerseits abgedichtet in einem Behälterhals gehalten ist und sich andererseits unterhalb der oberen Behälterwand schräg in Richtung der gegenüberliegenden Behälterseitenwand erstreckt An einem oberen, sich bei maximal gefülltem Kraftstoffbehälter in Höhe des Kraftstoffniveaus befindenden Umfangsteil des Einfüllstutzens ist dabei eine öffnung vorgesehen, die bewirkt, daß bei Erreichen der maximalen Behälterfüllung im oberen Behälterteil ein Luftvolumen eingeschlossen bleibt und der Kraftstoff lediglich noch innerhalb des Einfüllstutzens zum Anzeigen der Maximalfüllung ansteigt From GB-OS 20 87 369 a nozzle arrangement is known in which the in the area of a container side wall Filler neck entering the fuel tank is held in a sealed manner in a tank neck on the one hand is and on the other hand below the upper container wall obliquely in the direction of the opposite The container side wall extends at an upper, when the fuel tank is filled to the maximum, at the level of the The peripheral part of the filler neck located at the fuel level has an opening which causes that when the maximum container filling is reached, a volume of air is enclosed in the upper container part remains and the fuel only rises within the filler neck to indicate the maximum filling

Schließlich hat die JP-PS 59-1 40 126 bereits einen Kraftstoffbehälter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 zum Gegenstand.Finally, JP-PS 59-1 40 126 already has a fuel tank with the features of the preamble of claim 1 to the subject.

In diesem Falle ist der Einfüllstutzen im Behälterinneren verhältnismäßig steil nach unten geführt und erstreckt sich anschließend in geringem Abstand über den Behälterboden in Richtung sowie in die Nähe der seiner Eintrittsstelle gegenüberliegenden Behälterseitenwand.In this case, the filler neck in the interior of the container is guided downward and extends relatively steeply then at a small distance above the container bottom in the direction and in the vicinity of his Entry point opposite container side wall.

Mit Hilfe dieser Stutzenanordnung soll ein ungehindertes Einströmen von Kraftstoff in einen Teil eines Kraftstoffbehälters ermöglicht werden, der, aus Gründen konstruktiver Gegebenheiten am Behältereinbauraum des Fahrzeugaufbaues, vom übrigen Behälterteil durch eine Einschnürung zumindest teilweise abgetrennt istWith the help of this nozzle arrangement, an unimpeded Inflow of fuel into a part of a fuel tank can be made possible, for reasons structural conditions on the container installation space of the vehicle body, from the rest of the container part is at least partially separated by a constriction

Alle diese bekannten Anordnungen von Einfüllstutzen an Kraftstoffbehältern sind jedoch ungeeignet um beim Betanken von Fahrzeugen durch Kraftstoffeinfüllvorrichtungen großer Förderleistung innerhalb des Kraftstoffbehälters ein Verschäumen des Kraftstoffes zu verhindern.However, all of these known arrangements of filler necks on fuel tanks are unsuitable when refueling vehicles through fuel filling devices with large delivery rates within the Fuel tank to prevent foaming of the fuel.

Kraftstoffeinfüllvorrichtungen mit einer Förderleistung bis ca. 150 l/min kommen in zunehmendem Maße in Verkehrsbetrieben und Fuhrparks zum Einsatz. Dementsprechend groß ist die Fließgeschwindigkeit des in den Kraftstoffbehälter einströmenden Kraftstoffes.Fuel filling devices with a delivery rate of up to approx. 150 l / min are becoming increasingly popular used in transport companies and vehicle fleets. The flow rate of the in fuel flowing into the fuel tank.

Der innerhalb des Kraftstoffbehälters aus dem Einfüllstutzen als Strahl austretende Kraftstoff bildet deshalb bei ganz oder weitgehend entleertem Kraftstoffbehälter Schaum, sobald der Kraftstoffstrahl auf den Behälterboden auftrifft.The fuel emerging from the filler neck as a jet within the fuel tank therefore forms If the fuel tank is completely or largely empty, foam as soon as the fuel jet hits the tank bottom hits.

Es hat sich deshalb gezeigt daß bei Gebrauch solcher Kraftstoffeinfüllvorrichtungen die Auffüllzeit im Vergleich mit herkömmlichen Kraftstoffeinfüllvorrichtungen kleinerer Förderleistung eher größer wird.It has therefore been shown that when such fuel filling devices are used, the filling time is compared with conventional fuel filler devices with a smaller delivery rate it tends to be larger.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffbehälter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der ein das Betanken durch Kraftstoffeinfüllvorrichtungen großer Förderleistung behinderndes Schäumen verhindert.The invention is therefore based on the object of providing a fuel tank of the type described at the outset Specify the type that hinders the refueling of fuel filling devices with a large delivery rate Prevents foaming.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Bei dieser Konstruktion kommt der Kraftstoff nach Ausströmen aus dem Einfüllstutzen mit der Kraftstoffführungsfläche in Berührung und strömt bei sich kontinuierlich vollziehender Verteilung über deren Breite an dieser in Richtung Behälterboden entlang. Hierbei bildet sich in unmittelbarer Nähe der Kraftstofführungsfläche eine Grenzschicht aus, innerhalb der die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung Kraftstofführungsfiäciie sich bis zu einem rCieiiisiweri verringern Hieraus resultiert ein Reibungswiderstand, der die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes entsprechend vermindert. With this construction, the fuel comes out of the filler neck with the fuel guide surface after it has flowed out in contact and flows with continuously occurring distribution across their width this along in the direction of the container bottom. This forms in the immediate vicinity of the fuel guide surface a boundary layer, within which the flow velocity in the direction of the fuel flow diminish to a rCieiiisiweri From this the result is a frictional resistance which reduces the flow speed of the fuel accordingly.

Beim Übergang von der Kraftstofführungsfläche zum Behälterboden vollzieht sich dabei der Kraftstofffluß so beruhigt, daß schädliche Schaumbildung nicht erfolgen kann.At the transition from the fuel guide surface to the container bottom, the fuel flow takes place in this way reassures you that harmful foaming cannot occur.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist mit besonderem Vorteil auch für solche Kraftstoffbehälteranlagen von Kraftfahrzeugen geeignet, bei denen mindestens zwei Kraftstoffbehälter in Reihe liegen und die über einen am einen Kraftstoffbehälter vorgesehenen Einfüllstutzen gefüllt werden.The construction according to the invention is also particularly advantageous for such fuel tank systems Suitable for motor vehicles in which at least two fuel tanks are in a row and which are above a filler neck provided on a fuel tank can be filled.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters dargestellt Es zeigtIn the drawing, an embodiment of a fuel tank according to the invention is shown shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kraftstoffbehälter, F i g. 1 a longitudinal section through the fuel tank,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der F i g. 1, Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III derF i g. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1, Figure 3 a section along the line IH-III of

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In F i g. 1 ist beispielsweise ein quaderförmiger Kraftstoffbehälter als Ganzes mit 10 bezeichnet, der mit einem Einfüllstutzen 12 ausgestattet ist, der beispielsweise im Bereich der einen Behälterstirnwand 14 in der Behälterdecke 16 in einer vorbestimmten Schräglage derart angeordnet ist, daß seine Längsachse zusammen mit der Behälterstirnwand 14 einen spitzen Winkel einschließt Die Anordnung des Einfüllstutzens 12 ist des weiteren so getroffen, daß dieser mit seinem Endstück 12' in das Behälterinnere hineinragtIn Fig. 1 is, for example, a cuboid fuel tank designated as a whole with 10, which is equipped with a filler neck 12, for example in the area of the one container end wall 14 in the container ceiling 16 in a predetermined inclined position is arranged so that its longitudinal axis forms an acute angle together with the container end wall 14 The arrangement of the filler neck 12 is also made so that this with its end piece 12 'into the The inside of the container protrudes

An das behälterinnere Endstück 12' bzw. an die behälterinnere Mündungsöffnung des Einfüllstutzens 12 schließt sich eine Kraftstofführungsfläche 18 an, die sich in Strömungsrichtung von aus der Mündungsöffnung ausströmendem Kraftstoff schräg nach unten und vorzugsweise bis zum Behälterboden 20 erstreckt Im Hinblick auf die erläuterte Anordnung des Einfüllstutzens 12 erstreckt sich die Kraftstofführungsfläche 18 auch in Richtung der anderen Behälterstirnwand 22.To the end piece 12 'inside the container or to the mouth opening of the filler neck 12 inside the container is followed by a fuel guide surface 18, which in the direction of flow of fuel flowing out of the orifice opening obliquely downwards and preferably extends to the container bottom 20 with regard to the explained arrangement of the filler neck 12, the fuel guide surface 18 also extends in the direction of the other container end wall 22.

Aus F i g. 1 ist zu ersehen, daß die Schräge der Kraftstofführungsfläche 18 in Richtung Behälterboden 20 abnimmt, um im Übergangsbereich zwischen dieser Fläche 18 und dem Behälterboden 20 Kraftstoffverwirbelungen entgegenzuwirken.From Fig. 1 it can be seen that the slope of the fuel guide surface 18 decreases in the direction of the container bottom 20 to in the transition area between this surface 18 and the container bottom 20 to counteract fuel turbulence.

Die Kraftstofführungsfläche 18 könnte sich auch im Bereich des Einfüllstutzens 12 im wesentlichen über die gesamte Breite des Kraftstoffbehälters erstrecken. Bei einer in der Zeichnung gezeigten, bevorzugten Ausführungsform weist diese jedoch in ihrem Anschlußbereich am Stutzenendstück 12' eine Breite auf, die nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Stutzenmündungsöffnung, während sie sich von dort aus in Richtung Behälterboden 20 gleichmäßig verbreitert.The fuel guide surface 18 could also in the area of the filler neck 12 essentially over the Extend the entire width of the fuel tank. In a preferred embodiment shown in the drawing however, this has a width in its connection area on the nozzle end piece 12 'which is only slightly is larger than the diameter of the nozzle mouth opening as it extends from there in the direction Container bottom 20 widened evenly.

Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, ist die Kraftstofführungsfläche 18 zumindest über einen Teil ihrer Länge, insbesondere bis zu ihrem bodenseitigen Endbereich, schwach konvex gekrümmt. Die Kraftstofführungsfläche 18 liegt beim gezeigten Ausführungsbeisptel an der Oberseite eines schaufeiförmig ausgebildeten, als Ganzes mit 24 bezeichneten Stutzenansatzstückes. Die nach unten divergierenden Randflächen 26 und 28 dieses Behältereinsatzes sind aufgestellt, so daß sie die Kraftstoffführungsfläche 18 seitlich begrenzen, wobei deren Höhe in Richtung Behälterboden 20 kontinuierlich bis vor-As can be seen from Figure 3, the fuel guide surface 18 at least over part of its length, in particular up to its bottom end area, slightly convexly curved. The fuel guide surface 18 is in the illustrated Ausführungsbeisptel on the Upper side of a shovel-shaped connection piece designated as a whole as 24. The after below diverging edge surfaces 26 and 28 of this container insert are set up so that they are the fuel guide surface 18 laterally, with its height in the direction of the container bottom 20 continuously up to the front

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Das schaufelartige Stutzenansatzstück 24 könnte beispielsweise auch die in F i g. 2 strichpunktiert angedeutete Ausbildung aufweisen und dementsprechend im Bereich der Mündungsöffnung des behälterinneren Stutzenendstückes 12' relativ breit beschaffen sein.The shovel-like connection piece 24 could, for example, also use the one shown in FIG. 2 indicated by dash-dotted lines Have training and accordingly in the area of the mouth opening of the container interior Stutzen end piece 12 'be made relatively wide.

Das Stutzenansatzstück 24 bildet vorzugsweise mit dem Einfüllstutzen 12 ein einstückiges Bauteil, das in eine entsprechende Öffnung der Behälterdecke 16 eingeschweißt werden kann. Ebensogut könnte der Einfüllstutzen 12 dieser Baueinheit auch im oberen Bereich der Behälterstirnwand 14 plaziert sein.The neck piece 24 preferably forms a one-piece component with the filler neck 12, which is shown in FIG a corresponding opening of the container cover 16 can be welded. The filler neck could just as well 12 of this structural unit can also be placed in the upper region of the container end wall 14.

Zur gegenseitigen Verbindung von Einfüllstutzen 12 und Stutzenansatzstück 24 umgreift letzteres mit seinem oberen, im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmigen Endstück 24' das behälterinnere Stutzenendstück 12' an seinem untenliegenden Umfangsteil, wobei beide Teile vorzugsweise miteinander verschweißt sind. Ebensogut kann die Baueinheit aber auch aus einem einzigen Formteil gebildet sein. Für eine, gemäß F i g. 1, aus zwei Bauteilen gebildete oder als einstückiges Formteil ausgebildete Baueinheit wird auch für sich allein Schutz beanspruchtFor the mutual connection of filler neck 12 and neck piece 24, the latter engages with his upper end piece 24 ', which is essentially semicircular in cross section, is the nozzle end piece inside the container 12 'on its lower peripheral part, the two parts preferably being welded to one another. However, the structural unit can just as well be formed from a single molded part. For one, according to FIG. 1, A structural unit formed from two components or designed as a one-piece molded part is also used on its own Protection claimed

Der über den Einfüllstutzen 12 in den Kraftstoffbehälter 10 einströmende Kraftstoff gelangt mit der Kraftstofführungsfläche 18 in Berührung und strömt unter gleichzeitiger Verteilung über deren Breite dem Behälterboden 20 zu, wobei sich dessen Geschwindigkeit zwangsläufig vermindert.The fuel flowing into the fuel tank 10 via the filler neck 12 arrives with the fuel guide surface 18 in contact and flows with simultaneous distribution across the width of the container bottom 20, whereby its speed inevitably decreases.

Durch die konvexe Ausbildung der Kraftstofführungsfläche 18 gemäß Fig.3 wird der Vorteil erzielt, daß eine Konzentration des abfließenden Kraftstoffes längs des mittleren Flächenbereiches vermieden wird, indem der Kraftstoff zwangsläufig sich mehr in die Flächenrandbereiche verteiltThe convex design of the fuel guide surface 18 according to FIG. 3 has the advantage that that a concentration of the outflowing fuel along the central surface area is avoided, by the fuel inevitably more in the surface areas distributed

Durch die in Längsrichtung der Kraftstofführungsfläche 18 konkave Ausbildung der letzteren, deren unmittelbaren Anschluß am Behälterboden 20 sowie durch deren spitzwinkligen Übergang zu diesem vollzieht sich das Einströmen von Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 10 mit relativ großer Fließgeschwindigkeit ohne nachteilige Verwirbelung und daraus resultierender Schaumbildung. Due to the concave design of the latter in the longitudinal direction of the fuel guide surface 18, its immediate Connection to the container bottom 20 and its acute-angled transition to this takes place the inflow of fuel into the fuel tank 10 at a relatively high flow rate without disadvantageous Turbulence and the resulting foam formation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Fuel tank for motor vehicles, especially commercial vehicles, with a distance from Container bottom and in the area of a container side wall in the direction of one of these opposite Container side wall at an angle into the inside of the container opening into the filler neck in the inside of the container a fuel guide surface that extends in the direction of the inflowing fuel to just above the container bottom has, the slope of which decreases in the direction of the container bottom, characterized in that that the fuel guiding surface (18) is essentially flatter and free of overlap Training in the direction of flow increases in width and immediately above the container floor (20) ends

2. Fuel tank according to claim 1, characterized in that the fuel guide surface (18) laterally by a respective decreasing height, in particular in the direction of the container base (20) Edge surface (26 or 28) is limited

3. Fuel tank according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel guide surface (18) transversely to the direction of flow of the fuel, at least over part of its length, in particular up to its bottom end area, is slightly convexly curved.

4. Fuel tank according to one of the preceding claims, characterized in that the Fuel guide surface (18) through the top of one of the inner end of the filler neck (12) integrally molded, shovel-shaped extension piece (24) is formed