EP1957307A1 - Kraftstoffbehälter - Google Patents

Kraftstoffbehälter

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Publication number
EP1957307A1
EP1957307A1 EP06818874A EP06818874A EP1957307A1 EP 1957307 A1 EP1957307 A1 EP 1957307A1 EP 06818874 A EP06818874 A EP 06818874A EP 06818874 A EP06818874 A EP 06818874A EP 1957307 A1 EP1957307 A1 EP 1957307A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
pot
fuel tank
calming
tank
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06818874A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Water Bleuel
Heinz-Werner Wille
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of EP1957307A1 publication Critical patent/EP1957307A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60K15/077—Fuel tanks with means modifying or controlling distribution or motion of fuel, e.g. to prevent noise, surge, splash or fuel starvation
    • B60K2015/0777—Fuel tanks with means modifying or controlling distribution or motion of fuel, e.g. to prevent noise, surge, splash or fuel starvation in-tank reservoirs or baffles integrally manufactured with the fuel Tank

Definitions

  • the invention relates to a fuel tank for motor vehicles, in particular for passenger vehicles.
  • Fuel tanks were previously made from two sheet metal shells with a top shell and a bottom shell.
  • other components such as a sedative pot, also called Schwall pot, as well as labyrinth walls to reduce the
  • fuel tank now consist mainly of plastic.
  • the fuel tank is usually made by blow molding or extrusion blow molding.
  • other components such as a sedative pot can be introduced.
  • DE 19723923 A1 discloses a tank system with a surge tank arranged in the main tank.
  • the content of the Swirl pot defines a reserve volume that is made available as fuel reserve when a minimum level in the main tank is reached.
  • DE 19827944 A1 describes a fuel tank with a main chamber and a residual quantity reservoir.
  • the fuel tank may be made of plastic with the remainder reservoir properly secured to the bottom of the fuel tank.
  • DE 198 27 944 A1 describes it as its task to provide a fuel system which allows the driver in the last phase of the emptying a more accurate indication of residual amounts.
  • the object of an embodiment of the present invention is to provide an improved fuel tank.
  • a first aspect of the invention relates to
  • Plastic fuel tank with a calming pot arranged in its interior has an opening, wherein the edge of this opening and the
  • Edge of the calming pot are cohesively connected.
  • a cohesive connection of the fuel tank and the calming pot is intended in particular to mean that both parts are held together by atomic or molecular forces.
  • cohesive means connection to the Invention that the connection is loose only by destruction.
  • the cohesion can therefore be stirred, as it is the case of the embodiments of this description of the case that both parts are materially mixed in a transition zone, as z. B. is also the case with solder or welded joints.
  • Other examples of prior art fabric-containing compounds are bonds in which the adhesive reacts with functional groups of the surfaces of both components of the compound, and for their separation the chemical compounds must be destroyed.
  • the fuel tank Due to the integral formation of the fuel tank can be prefabricated to a greater extent, since the installation of the calming pot in the outer tank is eliminated. As a result, the fuel tank can be made faster overall and cheaper.
  • the size and shape of the calming pot can be chosen more freely because of installation-related restrictions. For example, the size and shape of the calming pot are no longer limited by a mounting opening made in the upper area of the fuel tank. So there is the possibility that even large calming plugs are chosen, e.g. those with a large vertical extent and / or those with a volume of several liters.
  • this type of training results in simplified production and assembly possibilities for functional modules provided in the fuel tank.
  • the weight of the fuel tank is not affected by the selected material plastic.
  • the two-parting of the fuel tank volume into an outer tank and an inner fuel tank or calming pot which is established with the calming pot makes it possible to provide a coarsely resolving fuel measuring system in the outer region and a second fuel measuring system with increased resolution accuracy in the inner region. Due to the above-mentioned freer choice of shape in the calming pot, a geometry can be selected for this, which facilitates a detection and an accurate indication of the fuel contained in it.
  • the hydraulic decoupling of the outer from the inner fuel retainer which is accompanied by the abovementioned division in two parts, moreover makes it possible to use and display the fuel in the inner container or sedative pot almost completely.
  • the flexibly selectable size and shape of the calming pot in combination with the division of the fuel tank volume make it possible for the driver to display a fairly large residual fuel volume of, for example, several liters precisely.
  • the residual fuel volume is defined by the volume of the calming pot.
  • an on-board computer of the motor vehicle can precisely display the quantity of fuel still available for a longer driving distance of almost 0 km.
  • the fuel holder is designed as one piece, wherein a further embodiment proposes to provide a fuel container that can be produced or produced by a blow molding or extrusion blow molding process or that the outer tank and the calming pot form a blow-molded unit. In a blow molded one-piece fuel tank this is easily manufactured in a single manufacturing process and eliminates a mounting step.
  • the blow molding process comprises the following steps: a) Extruding a plastic tube. This extrusion of the plastic is done vertically downwards. b) Method of using the blow mold laterally from the outside against the extruded plastic to create the calming pot. The direction of travel of the insert is largely perpendicular to the extrusion direction.
  • step b) the method of a prefabricated calming pot laterally from the outside against the extruded plastic, d) pressing compressed air into the plastic tube and thereby pressing the plastic tube against a comprises the external shape of the fuel tank defining blow mold.
  • calming pot and outer tank may consist of the same or different material, in the latter case, the material mix can be chosen so that with high mechanical stability, the thermal expansion capacity is optimally selected.
  • the prefabricated calming pot may in this case be provided via provisions, e.g. Mount brackets to accommodate fuel module functional modules. If the sedative pot is e.g. injection-molded, these precautions can already be formed during production.
  • the bottom of the calming pot is welded at at least one point to the underside of the outer tank.
  • Fuel tank around the calming pot arranged around and connected with this material connection Laby- rinthwande. If fuel flows into the labyrinth system via openings, it is ready to be sucked in by a pump and to pass into the calming pot even when the vehicle is driving along a slope with low fuel level. Also, the fuel tank is additionally stiffened by the labyrinth walls and thus mechanically even more stable.
  • the calming pot has a volume of between about two and about five liters. As a result, a larger amount of fuel is available as safely usable and precisely displayable fuel volume available.
  • the upper edge of the settling pot defines an opening of the fuel tank.
  • the fuel tank or this opening is associated with a flange, and the flange is connected to means for requesting liquid fuel to an internal combustion engine.
  • the mechanical attachment of these means on the flange instead of the calming pot represents a simplified installation of these means, because in comparison, the interior of the calming pot is difficult to access for geometrical reasons.
  • this attachment as a hanging functional unit allows a easy removal of these funds from the interior of the fuel tank for repair purposes.
  • the fuel delivery means referred to in the last paragraph may comprise, for example, a fuel pump, a fuel filter, electrical connections for the fuel pump, and / or connections for a fuel return pipe, a Venturi nozzle.
  • Flange connected to a tank sensor. This facilitates the installation and replacement of the tank sensor in the event of repair or service measures.
  • a fuel refilling module is provided at the bottom of the calming pot.
  • the fuel decoder module is used to request fuel from the outer tank in the calming pot.
  • the Fuel Filler Module allows the level in the settling pot to be higher than in the outer tank.
  • the fuel disposal module may include a venturi, a riser, a valve (e.g., a mushroom valve), an overflow, outer tank and calming pot tank sensors, communicating tubes, and a fuel prefilter.
  • FIG. 3 schematically shows a fuel tank according to a third embodiment of the claimed invention
  • FIG. 5 schematically shows a fuel tank according to a fourth embodiment of the claimed invention.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a blow-molded fuel tank 1.
  • the fuel tank 1 is divided into two and has an outer tank 2 and a soothing pot 3.
  • the fuel tank 1 has an opening 13.
  • the shape of the calming pot 3 can be chosen differently with high freedom and is in the example of Figure 1 approximately cylindrically symmetric about an axis of symmetry 4. Upwards, the sedative pot 3 is completed with the flange 5 and sealed.
  • Outer tank 2 and 3 calming pot are made of plastic and are located at the edge of the flange 5 Opening 13 of the reassurance pot 3 welded. Only in the bottom area of the calming pot 3 is fuel-supplying connected to the outer tank 2 (not shown), so that fuel can be required by the calming pot to the engine. In the upper part of the calming pot 3 is also a (not shown) overflow valve, with the excess fuel can flow back into the outer tank 2.
  • the size of the calming pot 3, as well as the size of the entire fuel tank 1, is based on the vehicle model or its fuel consumption and can be in the single-digit range, e.g. between about 2 liters and about 5 liters.
  • the diameter of the calming pot 3 is about 200 mm at a height of also 200 mm, so that there is a volume of the sedative pot of about 6 liters.
  • the shape of the calming pot 3 can be selected with great freedom. If a simple geometry is chosen, e.g. a cylinder symmetry, so let close with high resolution accuracy of the full height in the sedative pot 3 on the amount of fuel contained therein. This is the outer tank 2 because of its many-angled shape only more difficult possible.
  • the sedative pot 3 has a smaller base than the outer tank 2, so that the same amount of fuel in the sedative pot 3 leads to a greater full height, and thus to a more precise detectable and displayable amount of fuel. This also applies even if the volume of the calming pot amounts to several liters. Since, as will be explained in more detail below, while driving a fuel refueling require the fuel from the outer tank 2 in the sedative pot 3 and thereby almost completely empty the outer tank 2, is located At low fuel level in good approximation, the total remaining amount of fuel in the sedative pot 2. This residual amount can be precisely determined and displayed, or this can calculate an onboard computer for this a residual range of the vehicle. For example, he evaluates the supplied from the engine control unit consumption signal. Because of the high degree of freedom selectable size of the reassurance pot 3 let this also be realized for fuel quantities of several liters, so that the driver can be warned early and reliable from lying down for lack of fuel.
  • the fuel tank of Figure 1 is einstuckig formed and produced by a blow molding process.
  • In the lower part of the bottom 6 of the reassurance pot 2 is welded at least one attachment point 7 with the bottom 8 of the outer tank 2. This welding is realized as a so-called "kiss point”.
  • the bottom of the settling pot 3 may be flat as shown.
  • a downwardly inclined Bodenbowung is possible.
  • the ground for example, truncated cone with an angle of, for example, 20 ° relative to the horizontal.
  • Figure 2 shows a second embodiment of the claimed invention.
  • the sedative pot 2 in comparison to the first embodiment, a slope 9, so that even in an inclined or moving vehicle fuel in the sedative pot 2 can be required.
  • the attachment point 7 is now made flat and is realized as a flat kiss-point.
  • the plateau 10 is intended to be connected to functional modules, for example, a Venturi unit includes.
  • a fuel-supplying opening (not shown) in this area through which fuel can pass from the outer tank 2 into the calming pot, for example via a mushroom valve.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the claimed invention.
  • the functional modules may be means for requesting liquid fuel to the internal combustion engine.
  • the functional module 12 may be a fuel filter
  • the functional module 11 may be a fuel pump or a tank module.
  • Other functional modules may also be attached to the flange 5, such as electrical connections for the fuel pump, connections for a fuel pressure return tube, a Venturi nozzle and / or a fuel pump driver module.
  • the functional module may also be a tank sensor, with which the amount of fuel in the outer tank 2, and optionally also in the sedative pot 3 is measured.
  • the embodiment according to FIG. 3 has a fuel disposal module 14 below the plateau 10.
  • This fuel disposal module 14 together with plateau 10 can also be provided in the other embodiments.
  • the fuel disposal module 14 serves to demand fuel from the outer tank 2 in the sedative pot 3.
  • the fuel disposal module 14 may include a venturi 15 and a fuel filter 16.
  • a fuel sensor, a connection for a fuel pressure run, an overflow from the calming tank 3 to the outer tank 2, and / or a non-return valve, eg a mushroom valve (not shown in each case) may also belong to the fuel-disposal module 14.
  • the fuel disposal module 14 can be released with the calming pot 3 be connected, for example via a ring closure, or alternatively welded to the calming pot.
  • Outer tank 2 and sedative pot 3 are formed in the embodiment shown in Figure 3 slaughteristuckig.
  • the production takes place via a blow molding process.
  • a separate sedative pot 3 is made, e.g. by injection molding.
  • the fuel tank 1 is produced by blow molding, wherein the sedative pot 3 is mounted laterally on the blow mold.
  • the calming pot 3 is blown around by plastic material. This results in the outer tank when cooling the plastic on the wall of the blow molding.
  • This procedure makes it possible to prepare the reception of functional modules in the prefabrication of the calming pot 3, e.g. by providing appropriate brackets.
  • the calming pot 3 can be otherwise processed, e.g. through the introduction of openings. These openings may e.g. for fuel supply openings in the floor area, for a return from the upper area of the tamping pot to the outer tank 2 or for connecting a fuel filler tube.
  • the fuel tank of FIG. 4 can also have a system of labyrinth walls 17, cf. Fig. 5.
  • the labyrinth walls 17 are connected via welds 18 to the bottom 8 of the outer tank 2 and the outer tank top 19. These welds are realized as Kiss-Point.
  • the fifth embodiment has a fuel measuring unit 19, e.g. a swimmer. This is connected via a feed line 20 with an evaluation unit 21 mounted on the inner edge of the calming pot 3, e.g. an electronic module connected.
  • the fuel measuring unit 19 measures the fuel in

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffbehälter aus Kunststoff, umfassend einen Außentank (2) und einen in dessen Inneren angeordneten Beruhigungstopf (3) . Der Rand des Beruhigungstopfs (3) und die Öffnung (13) des Kraftstoffbehälters (1) sind formschlussig verbunden.

Description

Kraftstoffbehälter
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge .
Kraftstoffbehälter wurden früher aus zwei Blechschalen mit einer Oberschale und einer Unterschale hergestellt. In die Unterschale konnten weitere Komponenten wie beispielsweise ein Beruhigungstopf, auch Schwalltopf genannt, sowie Labyrinthwande zur Herabsetzung der
Stromungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs im Ansaugbereich der Kraftstoffpumpe montiert werden. Anschließend wurden Ober- und Unterschale miteinander verschweißt.
Insbesondere zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts bestehen Kraftstoffbehälter inzwischen überwiegend aus Kunststoff. Der Kraftstoffbehälter wird hierbei meist mittels Blasformen bzw. Extrusionsblasen gefertigt. Durch eine nachtraglich in den oberen Kraftstoffbehalterbereich eingebrachte Öffnung können dann weitere Komponenten wie beispielsweise ein Beruhigungstopf eingebracht werden.
Die DE 19723923 Al offenbart ein Tanksystem mit einem im Haupttank angeordneten Schwalltopf. Der Inhalt des Schwalltopfs definiert ein Reservevolumen, das beim Erreichen eines Mindestfullstandes im Haupttank als Kraftstoffreserve verfugbar gemacht wird.
Die DE 19827944 Al beschreibt einen Kraftstofftank mit einem Hauptraum sowie einem Restmengenreservoir. Der Kraftstofftank kann aus Kunststoffgefertigt sein, wobei das Restmengenreservoir auf geeignete Weise am Boden des Kraftstofftanks befestigt ist. Die DE 198 27 944 Al be- zeichnet es als ihre Aufgabe ein KraftstoffSystem bereitzustellen, das dem Fahrer in der letzten Phase der Entleerung eine genauere Restmengenangabe ermöglicht.
Die Aufgabe einer Aus fuhrungsform der vorliegen- den Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Kraftstoffbehälters.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen der beanspruchten Erfindung werden durch die Merkmale der abhangigen Ansprüche wiedergegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf
Kraftstoffbehälter aus Kunststoff mit einem in seinem Inne- ren angeordneten Beruhigungstopf. Der Kraftstoffbehälter besitzt eine Öffnung, wobei der Rand dieser Öffnung und der
Rand des Beruhigungstopfs Stoffschlüssig verbunden sind.
Eine Stoffschlussige Verbindung von Kraftstoff- behalter und Beruhigungstopf soll im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere bedeuten, dass beide Teile durch atomare oder molekulare Kräfte zusammenhalten werden. Vor allem aber bedeutet Stoffschlussige Verbindung nach der Erfindung, dass die Verbindung nur durch Zerstörung losbar ist. Der Zusammenhalt kann daher rühren, wie es auch bei den Aus fuhrungs formen dieser Beschreibung der Fall ist, dass beide Teile in einer Ubergangszone stofflich durchmischt sind, so wie es z. B. auch bei Lot- oder Schweißverbindungen der Fall ist. Andere Beispiele für stoff- schlussige Verbindungen im Stand der Technik sind Klebungen, bei denen der Kleber mit funktionellen Gruppen der Oberflachen beider Verbindungspartner reagiert, und für deren Trennung die chemischen Verbindungen zerstört werden müssen.
Durch die stoffschlussige Ausbildung kann der Kraftstoffbehälter in einem höheren Maße vorgefertigt wer- den, da die Montage des Beruhigungstopfes im Außentank entfallt. Dadurch kann der Kraftstoffbehälter insgesamt schneller und preiswerter gefertigt werden. Große und Form des Beruhigungstopfes können freier gewählt werden weil montagebedingte Einschränkungen entfallen. Beispielsweise sind die Große und die Form des Beruhigungstopfes nicht mehr durch eine in den oberen Kraftstoffbehalterbereich eingebrachte Montageoffnung beschrankt. So besteht die Möglichkeit, dass auch große Beruhigungstopfe gewählt werden, z.B. solche mit einer großen vertikalen Erstreckung und/oder solche mit einem Volumen von mehreren Litern.
Weiterhin ergeben sich durch die genannte Art der Ausbildung vereinfachte Fertigungs- und Montagemog- lichkeiten für im Kraftstoffbehälter vorgesehene Funk- tionsmodule. Das Gewicht des Kraftstoffbehälters ist durch das gewählte Material Kunststoff nicht beeinträchtigt. Die sich mit dem Beruhigungstopf einstellende Zweiteilung des Kraftstoffbehaltervolumens in einen Außentank und einen inneren Kraftstoffbehälter bzw. Beruhigungstopf erlaubt es, im äußeren Bereich ein grob auflosen- des Kraftstoffmesssystem, und im inneren Bereich ein zweites Kraftstoffmesssystem mit vergrößerter Auflosungs- genauigkeit vorzusehen. Durch die oben genannte freiere Formwahl beim Beruhigungstopf kann für diesen eine Geometrie gewählt werden, die eine Erfassung und eine genaue An- zeige des in ihm enthaltenen Kraftstoffs erleichtert. Die mit der vorgenannten Zweiteilung einhergehende hydraulische Entkopplung des äußeren vom inneren Kraftstoff- behalter ermöglicht zudem eine annähernd vollständige Nutzung und Anzeige des im inneren Behalter bzw. Beruhigungs- topf befindlichen Kraftstoffs.
Die flexibel wahlbare Große und Form des Beruhigungstopfes in Kombination mit der Zweiteilung des Kraft- stoffbehaltervolumens ermöglichen es, dass dem Fahrer auch ein recht großes Kraftstoffrestvolumen von beispielsweise mehreren Litern präzise zur Anzeige gebracht wird. Das Kraftstoffrestvolumen ist dabei durch das Volumen des Beruhigungstopfes definiert. Dadurch kann beispielsweise ein Bordcomputer des Kraftfahrzeugs die noch verfugbare Kraft- stoffmenge für eine längere Fahrstrecke bis nahezu gegen 0 km präzise anzeigen.
Dadurch, dass das vorhandene Kraftstoffvolumen tatsachlich sicher genutzt werden kann, kann die Erstbeful- lung des Kraftstoffbehälters bei der Auslieferung des Fahrzeugs reduziert werden. In einer Ausfuhrungsform ist der Kraftstoff- behalter einstuckig ausgebildet wobei eine weitere Ausfuhrungsform vorschlagt, einen mit einem Blasform- bzw. Extrusionsblasprozess herstellbaren oder hergestellten Kraftstoffbehälter vorzusehen bzw. dass Außentank und Beruhigungstopf eine blasgeformte Einheit bilden. Bei einem blasgeformten einstuckigen Kraftstoffbehälter wird dieser auf einfache Weise in einem einzigen Herstellungsprozess- gefertigt und entfallt ein Montageschritt.
Eine Ausfuhrungsform schlagt hierzu vor, dass der Blasformprozess folgende Schritte umfasst: a) Extrudieren eines Kunststoffschlauchs . Dieses Extrudieren des Kunststoffs erfolgt senkrecht nach unten. b) Verfahren eines Einsatzes des Blasformwerkzeugs seitlich von außen gegen den extrudierten Kunststoff zur Schaffung des Beruhigungstopfs. Die Verfahrrichtung des Einsatzes ist weitgehend senkrecht zur Extrusionsrichtung . Durch den Einsatz, z.B. einen Einsatz im Oberschalenwerkzeug der Blasformmaschine, wird das Innere des Beruhigungstopfs bestimmt, c) Alternativ zu Schritt b) das Verfahren eines vorgefertigten Beruhigungstopfs seitlich von außen gegen den extrudierten Kunststoff, d) Pressen von Druckluft in den Kunststoffschlauch und dadurch erfolgendes Pressen des Kunststoffschlauchs gegen ein die äußere Form des Kraftstoffbehälters definierendes Blaswerkzeug umfasst.
Als Alternative zur einstuckigen Ausbildung sieht eine weitere Ausfuhrungsform vor, den Beruhigungstopf und den Außentank im Bereich des Rands der Öffnung zu verschweißen. Hierbei besteht eine Variante darin den Beruhigungstopf mit einem umblasenen Außentank zu verschweißen. Es wird also zunächst ein Beruhigungstopf aus Kunststoff vorgefertigt, auf den Dorn der Blasformmaschine montiert, und dann der restliche Teil des Kraftstoffbehal- ters durch einen Blasformprozess gefertigt. Der vorgefertigte Beruhigungstopf wird somit umblasen.
In beiden Ausfuhrungsformen ergeben sich damit freiere Wahlmöglichkeiten hinsichtlich des eingesetzten Materials für Beruhigungstopf und Außentank. So können Beruhigungstopf und Außentank aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen, wobei im letztgenannten Fall der Materialmix so gewählt werden kann, dass bei hoher mechanischer Stabilität das thermische Ausdehnungs- vermögen optimal gewählt ist. Der vorgefertigte Beruhigungstopf kann hierbei über Vorkehrungen, z.B. Halterungen, zur Aufnahme von Funktionsmodulen des Kraftstoff- behalters verfugen. Ist der Beruhigungstopf z.B. spritzgegossen, so können diese Vorkehrungen bereits bei der Her- Stellung eingeformt werden.
In einer weiteren Ausfuhrungsform ist der Boden des Beruhigungstopfs an mindestens einer Stelle mit der Unterseite des Außentanks verschweißt. Hierdurch ist der Beruhigungstopf in vertikaler Richtung maximal groß, was es ermöglicht, einen großen Beruhigungstopf bereitzustellen, dessen Volumen für die präzise Bestimmung einer Restreichweite des Fahrzeuges herangezogen werden kann. Zusatzlich ergibt sich hierdurch eine Versteifung des Kraft- stoffbehalters im Bereich des Beruhigungstopfes. Diese Versteifung in vertikaler Richtung erleichtert die Einhaltung von Toleranzen in der Fertigung. Der Kraftstoffbehälter wird dadurch wahrend des Betriebs stabiler. Da sich zu- satzlich beim Kraftstoffbehälter weniger Ermüdungserscheinungen einstellen ist er auch über die Lebensdauer stabiler .
In einer weiteren Aus fuhrungsform besitzt der
Kraftstoffbehälter um den Beruhigungstopf herum angeordnete und mit diesem Stoffschlussig verbundene Laby- rinthwande. Fließt Kraftstoff über Offnungen in das Labyrinthsystem hinein, so steht er zum Ansaugen durch eine Pumpe und zum überfuhren in den Beruhigungstopf auch dann bereit, wenn das Fahrzeug bei geringem Kraftstofffullstand entlang einer Schräge fahrt . Auch wird der Kraftstoffbehälter durch die Labyrinthwande zusatzlich versteift und dadurch mechanisch noch stabiler.
In einer weiteren Ausfuhrungsform besitzt der Beruhigungstopf ein Volumen zwischen ca. zwei und ca. fünf Litern. Hierdurch steht eine größere Kraftstoffmenge als sicher nutzbares und präzise anzeigbares Kraftstoffvolumen zur Verfugung.
Der obere Rand des Beruhigungstopfs definiert eine Öffnung des Kraftstoffbehälters. In einer weiteren Ausfuhrungsform ist dem Kraftstoffbehälter bzw. ist dieser Öffnung ein Flansch zugeordnet ist, und ist der Flansch mit Mitteln zur Forderung von flussigem Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor verbunden. Die mechanische Befestigung dieser Mittel am Flansch anstelle am Beruhigungstopf stellt eine vereinfachte Montage dieser Mittel dar, weil im Ver- gleich hierzu das Innere des Beruhigungstopfes aus geometrischen Gründen schwerer zuganglich ist. Zudem erlaubt diese Befestigung als hangende Funktionseinheit eine ver- einfachte Entnahme dieser Mittel aus dem Inneren des Kraftstoffbehälters zu Reparaturzwecken.
Die im letzten Absatz genannten Kraftstoff- fordermittel können beispielsweise eine Kraftstoffpumpe, einen Kraftstofffilter, elektrische Anschlüsse für die Kraftstoffpumpe, und/oder Anschlüsse für ein Kraftstoffrucklaufröhr, eine Venturiduse umfassen.
In einer weiteren Ausfuhrungsform ist der
Flansch mit einem Tanksensor verbunden. Dies erleichtert die Montage und den Austausch des Tanksensors im Falle einer Reparatur bzw. bei Servicemaßnahmen.
In einer weiteren Aus fuhrungs form ist am Boden des Beruhigungstopfs ein Kraftstofffordermodul vorgesehen. Das Kraftstofffordermodul dient der Forderung von Kraftstoff vom Außentank in den Beruhigungstopf . Das Kraft- stofffordermodul ermöglicht, dass der Füllstand im Beruhi- gungstopf hoher als im Außentank ist. Das Kraftstofffordermodul kann eine Venturiduse, ein Steigrohr, ein Ventil (z.B. ein Pilzventil) , einen Überlauf, Tanksensoren für Außentank und Beruhigungstopf, kommunizierende Rohren und einen Kraftstoffvorfilter umfassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefugten Zeichnungen erkennbar die nachfolgend als nicht beschrankende Beispiele angege- ben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt: Fig. 1 schematisch einen Kraftstoffbehälter gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung,
Fig. 2 schematisch einen Kraftstoffbehälter gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung,
Fig. 3 schematisch einen Kraftstoffbehälter gemäß einer dritten Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung,
Fig. 4 schematisch einen Kraftstoffbehälter gemäß einer vierten Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung,
Fig. 5 schematisch einen Kraftstoffbehälter gemäß einer vierten Ausfuhrungsform der bean- spruchten Erfindung.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen blasgeformten Kraftstoffbehälter 1. Der Kraftstoffbehälter 1 ist zweigeteilt und besitzt einen Außentank 2 und einen Beruhi- gungstopf 3. Der Kraftstoffbehälter 1 besitzt eine Öffnung 13. Die Form des Beruhigungstopfs 3 kann unterschiedlich mit hoher Freiheit gewählt werden und ist im Beispielsfall der Figur 1 annähernd zylindersymmetrisch um eine Symmetrieachse 4. Nach oben wird der Beruhigungstopf 3 mit dem Flansch 5 abgeschlossen und gedichtet.
Außentank 2 und Beruhigungstopf 3 bestehen aus Kunststoff und sind am Rand der unter dem Flansch 5 befindlichen Öffnung 13 des Beruhigungstopfs 3 verschweißt. Nur im Bodenbereich ist der Beruhigungstopf 3 kraftstoffzuleitend mit dem Außentank 2 verbunden (nicht dargestellt) , damit Kraftstoff vom Beruhigungstopf zum Verbrennungsmotor gefordert werden kann. Im oberen Bereich des Beruhigungstopfs 3 befindet sich ferner ein (nicht dargestelltes) Überlaufventil, mit dem überschüssiger Kraftstoff in den Außentank 2 zurückfließen kann.
Die Große des Beruhigungstopfs 3 orientiert sich, wie auch die Große des gesamten Kraftstoffbehälters 1, am Fahrzeugmodell bzw. seinem Kraftstoffverbrauch und kann im einstelligen Literbereich liegen, z.B. zwischen ca. 2 Liter und ca. 5 Liter. Im Beispielsfall der Figur 1 ist der Durchmesser des Beruhigungstopfs 3 etwa 200 mm bei einer Hohe von ebenfalls 200 mm, sodass sich ein Volumen des Beruhigungstopfs von ca. 6 Litern ergibt.
Wie bereits erwähnt kann die Form des Beruhigungstopfs 3 mit großer Freiheit gewählt werden. Wird eine einfache Geometrie gewählt, z.B. eine Zylindersymmetrie, so lasst sich mit hoher Auflosungsgenauigkeit von der Fullhohe im Beruhigungstopf 3 auf die darin enthaltene Kraftstoffmenge schließen. Dies ist beim Außentank 2 wegen dessen vielfach verwinkelter Form nur erschwert möglich .
Der Beruhigungstopf 3 hat eine kleinere Grundflache als der Außentank 2, sodass dieselbe Kraftstoffmenge im Beruhigungstopf 3 zu einer größeren Fullhohe, und damit zu einer präziser erfassbaren und anzeigbaren Kraftstoffmenge fuhrt. Dies gilt auch dann noch, wenn das Volumen des Beruhigungstopfs mehrere Liter betragt. Da, wie nachstehend noch naher erläutert wird, im Fahrbetrieb eine Kraftstofffordermittel den Kraftstoff aus dem Außentank 2 in den Beruhigungstopf 3 fordern und dabei den Außentank 2 nahezu vollständig leeren können, befindet sich bei geringem Kraftstofffullstand in guter Näherung die gesamte Restmenge an Kraftstoff im Beruhigungstopf 2. Diese Restmenge kann präzise bestimmt und angezeigt werden, bzw. kann ein Bordcomputer hierzu eine Restreichweite des Fahrzeugs berechnen. Beispielsweise wertet er hierzu das vom Motorsteuergerat gelieferte Verbrauchssignal aus. Wegen der mit hoher Freiheit wahlbaren Große des Beruhigungstopfs 3 lasst sich dies auch für Kraftstoffmengen von mehreren Litern realisieren, sodass dem Fahrer frühzeitig und auch zuverlässig vor einem Liegenbleiben mangels Kraftstoffs gewarnt werden kann.
Der Kraftstoffbehälter der Figur 1 ist einstuckig ausgebildet und durch einen Blasformprozess hergestellt. Im unteren Bereich ist der Boden 6 des Beruhigungstopfs 2 an mindestens einer Befestigungsstelle 7 mit dem Boden 8 des Außentanks 2 verschweißt. Diese Verschweißung ist als so genannter „Kiss-Point" realisiert .
Der Boden des Beruhigungstopfs 3 kann wie gezeigt eben sein. Um bei einer Schräglage des Fahrzeugs problemlos Kraftstoff fordern zu können ist auch eine nach unten geneigte Bodenfuhrung möglich. Damit wird der Boden beispielsweise kegelstumpfformig mit einem Winkel von beispielsweise 20° gegenüber der Horizontalen .
Figur 2 zeigt eine zweite Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung. Bei dieser weist der Beruhigungstopf 2 im Vergleich zur ersten Ausfuhrungsform eine Schräge 9 auf, sodass auch bei schräg stehendem oder fahrendem Fahrzeug Kraftstoff in den Beruhigungstopf 2 gefordert werden kann. Die Befestigungsstelle 7 ist nunmehr flachig ausgeführt und ist als flachiger Kiss-Point realisiert. Das Plateau 10 ist dazu bestimmt mit Funktionsmodulen verbunden zu werden, die beispielsweise eine Venturieinheit umfasst. Zusatzlich befindet sich in diesem Bereich eine kraftstoffzuleitende Öffnung (nicht gezeigt) , durch die Kraftstoff vom Außentank 2 in den Beruhigungstopf gelangen kann, z.B. über ein Pilzventil.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung. Zunächst, und dies kann bei allen Ausfuhrungsformen vorgesehen sein, sind am Flansch 5 Funktionsmodule 11 und 12 befestigt. Die Funktionsmodule können Mittel zur Forderung von flussigem Kraftstoff zum Verbrennungsmotor sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Funktionsmodul 12 um einen Kraftstofffilter handeln, und beim Funktionsmodul 11 um eine Kraftstoffpumpe oder ein Tankmodul. Auch andere Funktionsmodule können am Flansch 5 befestigt werden, so beispielsweise elektrische Anschlüsse für die Kraftstoffpumpe, Anschlüsse für ein Kraftstoffrucklaufröhr, eine Venturiduse und/oder ein Kraftstoffpumpentreibermodul . Das Funktionsmodul kann aber auch ein Tanksensor sein, mit dem die Menge an Kraftstoff im Außentank 2, und optional auch im Beruhigungstopf 3 gemessen wird.
Weiterhin weist die Ausfuhrungsform gemäß Figur 3 ein Kraftstofffordermodul 14 unterhalb des Plateaus 10 auf. Dieses Kraftstofffordermodul 14 nebst Plateau 10 kann auch bei den anderen Ausfuhrungsformen vorgesehen sein. Das Kraftstofffordermodul 14 dient der Forderung von Kraftstoff aus dem Außentank 2 in den Beruhigungstopf 3. Zum Kraftstofffordermodul 14 können eine Venturiduse 15 und ein Kraftstofffilter 16 gehören. Zum Kraftstofffordermodul 14 kann auch ein Kraftstoffsensor, ein Anschluss für einen Kraftstoffrucklauf , einen Überlauf vom Beruhigungstank 3 zum Außentank 2, und/oder ein Ruckschlagventil, z.B. ein Pilzventil (jeweils nicht gezeigt ), gehören. Das Kraftstofffordermodul 14 kann losbar mit dem Beruhigungstopf 3 verbunden werden, z.B. über einen Ringverschluss, oder ist alternativ mit dem Beruhigungstopf verschweißt.
Außentank 2 und Beruhigungstopf 3 sind bei der in Figur 3 gezeigten Ausfuhrungsform zweistuckig ausgebildet. Die Herstellung erfolgt über einen Blasformprozess . Zunächst wird ein separater Beruhigungstopf 3 hergestellt, z.B. durch Spritzgießen. Anschließend wird der Kraftstoffbehälter 1 mittels Blasformen hergestellt, wobei der Beruhigungstopf 3 seitlich auf der Blasform montiert ist. Im Blasformprozess wird der Beruhigungstopf 3 von Kunststoffmaterial umblasen. Hierdurch entsteht der Außentank beim Erkalten des Kunststoffs an der Wand des Blasformwerkzeugs. Diese Vorgehensweise erlaubt es, bei der Vorfertigung des Beruhigungstopfs 3 die Aufnahme von Funktions- modulen vorzubereiten, z.B. durch das Vorsehen entsprechender Halterungen. Weiterhin lasst sich der Beruhigungstopf 3 anderweitig bearbeiten, z.B. durch das Einbringen von Offnungen. Diese Offnungen können z.B. für Kraftstoffzufuhrungsoffnungen im Bodenbereich, für einen Rucklauf vom oberen Bereich des Be- ruhigungstopfs zum Außentank 2 oder zum Anschluss eines Kraftstoffeinfullrohrs dienen.
Fig. 4 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1, bei dem ein vorgefertigter Beruhigungstopf 3, z.B. ein spritzgegossener Beruhigungstopf, der über einen Blasformprozess in den Kraftstoffbehälter 1 integriert wurde. Der Beruhigungstopf 3 wird von einem Einsatz des Blasformmaschine aufgenommen und seitlich gegen den vertikal nach unten extrudierten Kunststoff verfahren. Hierbei kommt der Boden 6 des Beruhigungstopfs 3 mit dem extrudierten Kunststoffschlauch in Kontakt wodurch es dort zu einem Kiss-Point 7 kommt. Der Kraftstoffbehälter der Fig. 4 kann gemäß einer fünften Ausfuhrungsform der beanspruchten Erfindung auch ein System aus Labyrinthwanden 17 besitzen, vgl. Fig. 5. Die Labyrinthwande 17 sind über Schweißstellen 18 mit dem Boden 8 des Außentanks 2 und der Außentankoberseite 19 verbunden. Diese Verschweißungen sind als Kiss-Point realisiert.
Weiterhin besitzt die fünfte Ausfuhrungsform, und dies kann auch bei den anderen Ausfuhrungsformen der Fall sein, eine Kraftstoffmesseinheit 19, z.B. einen Schwimmer. Diese ist über eine Zuleitung 20 mit einer am Innenrand des Beruhigungstopfs 3 montierten Auswerteeinheit 21, z.B. einem Elektronikmodul, verbunden. Die Kraftstoffmesseinheit 19 misst den Kraftstoff im
Außentank 2.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Kraftstoffbehälter
2 Außentank
3 Beruhigungstopf
4 Symmetrieachse
5 Flansch
6 Boden des Beruhigungstopfs
7 Befestigungsstelle
8 Boden
9 Schräge
10 Plateau
11 Funktionsmodul
12 Funktionsmodul
13 Öffnung
14 Kraftstofffordermodul
15 Venturiduse
16 Kraftstofffilter
17 Labyrinthwand
18 Schweißstelle
19 Außentankoberseite

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffbehälter (1) aus Kunststoff, umfassend eine Öffnung (13) und einen in seinem Inneren angeordneten Beruhigungstopf (3), wobei der Rand der Öffnung mit dem Rand des Beruhigungstopfs Stoffschlussig verbunden ist.
2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, bei dem der Beruhigungstopf und der durch den restlichen Teil des Kraftstoffbehälters definierte Außentank (2) einstuckig ausgebildet sind.
3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 2, bei dem Außentank und Beruhigungstopf eine blasgeformte
Einheit bilden.
4. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, bei dem der Beruhigungstopf und der Außentank im Bereich des Rands der Öffnung miteinander verschweißt sind.
5. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 4, bei dem der Beruhigungstopf mit einem umblasenen Außentank verschweißt ist.
6. Kraftstoffbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Boden (6) des Beruhigungstopfs mit dem Kraftstoffbehälter verschweißt sind, wobei die Verschweißung als Kiss-Point aus- gefuhrt ist.
7. Kraftstoffbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem um den Beruhigungstopf herum angeordneten und mit diesem Stoffschlussig verbundenen Labyrinthwanden.
8. Kraftstoffbehälter nach einem der vorherigen An- spruche, bei dem der Beruhigungstopf ein Volumen zwischen etwa zwei und etwa fünf Litern hat.
9. Kraftstoffbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Öffnung ein Flansch (5) zugeordnet ist, und am Flansch elektrische und/oder hydraulische Mittel zur Forderung von flussigem Kraftstoff zum Verbrennungsmotor befestigt sind.
10. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 9, bei dem die KraftstofffOrdermittel eine Kraftstoffpumpe, einen Kraftstofffilter, elektrische Anschlüsse für die Kraftstoffpumpe, Anschlüsse für ein Kraftstoffrucklaufröhr und/oder eine Venturiduse um- fassen.
11. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 9, bei dem der Flansch mit einem Tanksensor verbunden ist.
12. Kraftstoffbehälter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem am Boden des Beruhigungstopfs ein Kraftstofffordermodul vorgesehen ist.
13. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 8, bei dem das Kraftstofffordermodul eine Venturiduse, ein
Steigrohr, ein Ventil, einen Überlauf, Tanksensoren für Außentank und Beruhigungstopf, kommunizierende Rohren und einen Kraftstofffilter umfas sen .
14. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, herstellbar oder hergestellt durch einen Blasformprozess .
15. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 14, umfassend die Schritte a) Extrudieren eines Kunststoffschlauchs b) Verfahren eines vorgefertigten Beruhigungstopfs seitlich von außen gegen den extrudierten Kunststoff, oder
Verfahren eines Einsatzes des Blasformwerkzeugs seitlich von außen gegen den extrudierten Kunststoff, c) Pressen von Druckluft in den Kunststoffschlauch.
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