EP3758965A1 - Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement - Google Patents

Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement

Info

Publication number
EP3758965A1
EP3758965A1 EP19707786.0A EP19707786A EP3758965A1 EP 3758965 A1 EP3758965 A1 EP 3758965A1 EP 19707786 A EP19707786 A EP 19707786A EP 3758965 A1 EP3758965 A1 EP 3758965A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bellows
volume
wall
volume element
tank according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP19707786.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Emmanuel Arras
Manfred Bigalke
Axel Frohwein
Markus Huber
Attila Farkas
Tim Walter
Daniel Harms
Gernot WEIß
Theodor Ossege
Jörg Koith
Christoph Mehren
Roman BOUFFIER
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.)
Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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 Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Publication of EP3758965A1 publication Critical patent/EP3758965A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/03177—Fuel tanks made of non-metallic material, e.g. plastics, or of a combination of non-metallic and metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/20—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor of articles having inserts or reinforcements ; Handling of inserts or reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172—Fuel tanks, jerry cans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/035—Fuel tanks characterised by venting means
    • B60K15/03504—Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03032—Manufacturing of fuel tanks
    • B60K2015/03046—Manufacturing of fuel tanks made from more than one layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03072—Arrangements for reducing evaporation
    • B60K2015/03078—Membranes, layers or the like covering the surface of the fuel
    • B60K2015/03085—Membranes, layers or the like covering the surface of the fuel using inflatable bags or bladders in the tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03328—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling
    • B60K2015/03453—Arrangements or special measures related to fuel tanks or fuel handling for fixing or mounting parts of the fuel tank together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/04—Tank inlets
    • B60K2015/0458—Details of the tank inlet
    • B60K2015/0464—Details of the tank inlet comprising a flexible or extendable filler pipes, e.g. corrugated, foldable or with bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/12—Motorcycles, Trikes; Quads; Scooters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a tank in a motor vehicle for receiving a liquid, in particular fuel.
  • the tank has a gas-filled volume element with variable volume.
  • Hydrocarbon emissions from fuel tanks must be avoided as much as possible due to their harmful effects on the environment. Hydrocarbon vapors arise due to the high partial pressure of
  • Hydrocarbons in the fuel especially at higher temperatures.
  • One process is the permeation of the hydrocarbon molecules through the outer wall of the tank. This process is largely understood and existing solutions lead to a sufficient reduction of the emission.
  • a second process is the refueling process.
  • the filling of the tank with liquid fuel requires a displacement of the gas in the tank, which is saturated with hydrocarbons.
  • ORVR Onboard Refueling Vapor Recovery
  • AMF Large Activated Carbon
  • gases are generated during parking or when the internal combustion engine is not running due to a change in the ambient temperature, so-called diurnal or parking emissions. These can also be buffered via an activated carbon filter, if there is a regular enough rinsing process of the activated carbon filter.
  • the internal combustion engine must be in operation for this purpose. This can be relatively expensive, especially in hybrid vehicles with electric motor and internal combustion engine, since the internal combustion engine is not always in operation.
  • volume element that compensates for the resulting gas volume by changing the volume.
  • the volume element must be as possible emission-tight with respect to hydrocarbons, so that there is always air in its interior, which can be pushed out of the tank system directly into the atmosphere, or sucked into it.
  • the volume element must be so easily deformable that a pressure difference of a few millibar (up to ⁇ 20mbar) is sufficient to complete To ensure filling and emptying.
  • the volume delta (maximum volume minus minimum volume) of the volume element must be designed such that the gas volume resulting from evaporation when the temperature increases can be compensated for pressure neutral or at a low pressure.
  • WO 2016/012284 shows various embodiments of the solid.
  • a tank in particular designed as a fuel tank.
  • the tank is designed for arrangement in a motor vehicle and for receiving a liquid.
  • the motor vehicle is in particular a road vehicle, for example a car, truck or motorcycle.
  • the motor vehicle is particularly preferably a hybrid vehicle with electric motor and internal combustion engine.
  • the liquid to be absorbed by the tank is preferably fuel, for example gasoline or diesel.
  • the tank includes an outer wall. This outer wall forms an interior for receiving the liquid. Furthermore, the tank comprises at least one volume element arranged in the interior. The volume element is designed to receive gas. The gas is in particular air from the environment of the tank.
  • the container volume formed by the outer wall can thus be used for receiving the liquid, with the exception of the volume occupied by the volume element.
  • the tank comprises a conduit between the volume element and the environment of the tank or at least one opening of the volume element to the environment.
  • the line connects the volume element gas-conducting through the outer wall with the environment.
  • the opening connects the volume element gas permeable through the outer wall with the environment.
  • the gas is air which is taken from the atmosphere or flows back out of the line or through the opening into the atmosphere.
  • the air from the volume container flows through a filter, preferably dust filter, into the atmosphere.
  • the volume element has its minimum volume and is continuously filled with gas when liquid is withdrawn from the tank. In connection with a refilling of the tank, the volume element is then emptied into the environment.
  • the function of the volume element is explained below:
  • Saturation vapor pressure of a fuel in the tank (e.g., when parking) will compensate for the otherwise resulting pressure change.
  • the fuel temperature varies widely throughout the day (e.g., 20 ° C in the morning, 40 ° C in the morning, 20 ° C at noon)
  • the change in the saturation vapor pressure by the volume element can be compensated.
  • the volume element has its minimum volume at maximum fuel temperature while its volume is maximum at minimum fuel temperature.
  • WO 2016/012284 describes in detail the function of the volume element.
  • volume elements In the interior of the tank and several of the volume elements described here can be arranged.
  • the volume elements can be configured the same or different.
  • the at least one volume element is at least partially formed as a bellows.
  • the bellows include a plurality of pleats resulting from an alternating array of inward kinks and outward kinks. Between the kinks extend so-called. Intermediate surfaces of the bellows. Also, a bellows with only one, spiral circumferential fold is possible.
  • the bellows moves when folding and folding parallel to an imaginary folding axis (also: Z-axis).
  • This folding axis, along which the bellows unfolds and folds back together, is preferably perpendicular to the top of the outer wall of the tank.
  • the volume element preferably comprises a first element wall and an opposing second element wall.
  • the bellows extends between the two element walls.
  • the folding axis is preferably perpendicular to the element walls.
  • the first element wall and / or the second element wall are preferably formed as plates or comprise plates.
  • the plates are preferably stiff.
  • the element wall may also be formed by the material of the bellows; possibly reinforced by a structural reinforcement element.
  • the bellows to the first element wall and / or second element wall, each formed as a plate is blown.
  • the "blowing" takes place, in particular, by the first element wall and / or second element wall being inserted into the blow molding tool together with the preform.
  • the preform is blown to the bellows, wherein the material of the preform is pressed against the first element wall and / or second element wall by the blowing pressure, whereby the elements connect.
  • the material of the bellows extends over the entire surface of the plate, whereby the bellows and plate connect to each other over their entire surface.
  • the plate is introduced into the preform during the blowing process.
  • the basic geometry of the plate is adapted to the geometry of the part.
  • the edges of the plate are welded circumferentially with the preform.
  • the plate can also be connected to the bellows cohesively and / or positively.
  • the respective element wall is glued to the bellows, welded and / or riveted. This is done after blowing the bellows.
  • the element wall in particular formed as a plate, is formed of a single-layer material.
  • the element wall has at least two layers. These two layers are an inner layer and an outer layer.
  • the outer layer is made of a different material than the inner layer.
  • the element wall has at least three layers. These three layers are an inner layer, a middle layer and an outer layer.
  • the middle layer is made of a different material than the inner layer and the outer layer.
  • the inner layer and the outer layer may be made of the same material or of different materials.
  • the middle layer is formed as a barrier layer to meet the emission requirements; as is preferably also provided in the middle layer of the bellows.
  • the middle layer of the element wall and for the middle layer of the bellows different materials can be used as a barrier.
  • the middle layer of the element wall it is preferable to use ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVAL or EVOH), polyoxymethylene (POM) or polyamide (PA), especially aliphatic polyamide, aromatic polyamide or partially aromatic polyamide (PPA).
  • EVAL or EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • POM polyoxymethylene
  • PA polyamide
  • PPA polyamide
  • the material of the inner layer of the element wall is preferably compatible with the material of the inner layer of the bellows, so that these materials form a material connection.
  • the element wall (first and / or second element wall), in particular formed as a plate, is preferably a multi-component injection-molded part or a pressing part from a multi-layer extrusion.
  • the element wall can also be formed at least partially by the bellows.
  • the element wall when the element wall is formed by the bellows, without the use of rigid plates, one can integrate circumferential radial folds in the bottom of the bellows to allow the bottom to move slightly upward within the outer folds to further the minimum volume (collapsed state of the volume element) to reduce.
  • the element wall is not a rigid plate, but the bottom of the bellows forms the second element wall.
  • the element wall when the element wall is formed by the bellows, without the use of rigid plates, it is preferably provided that the element wall comprises at least one structural reinforcing element.
  • This structural reinforcing element is preferably annular.
  • the "ring shape” includes all shapes, eg circular, oval, polygonal, and is not limited to a closed, full-circumference ring.
  • the structural reinforcing element may in particular be blown on the bellows or be subsequently connected to the bellows in a materially and / or positively locking manner; in particular glued, welded and / or riveted.
  • the Structural reinforcement element can be combined with the radial folds in the bottom of the bellows.
  • the first element wall is preferably located on the tank top.
  • the first element wall is attached to the tank top.
  • a connection for example a nipple, is preferably formed, which protrudes through the outer wall of the tank to the outside and thereby can be connected to the gas-carrying line.
  • the fastening of the volume element to the outer wall can also take place in that this connection is inserted in a corresponding hole of the outer wall.
  • bellows is formed of a single-layer material.
  • the bellows has at least two layers. These two layers are an inner layer and an outer layer.
  • the outer layer is made of a different material than the inner layer.
  • the bellows has at least three layers. These three layers are an inner layer, a middle layer and an outer layer.
  • the middle layer is made of a different material than the inner layer and the outer layer.
  • the inner layer and the outer layer may be made of the same material or of different materials.
  • the individual layers are preferably glued together or laminated together.
  • An adhesive layer may be used between the layers.
  • the layers are "functional layers" and can in turn be made of several individual layers.
  • the middle layer is formed from a plurality of individual layers.
  • the material of the outer layer has, in particular, an elastic modulus of 60 to 1100 MPa (megapascals).
  • the material of the outer layer has an E-modulus of 60 to 200 MPa or 500 to 1 100 MPa.
  • the material of the inner layer has in particular an E-modulus of 60 to 1100 MPa.
  • the material of the inner layer has an E-modulus of 60 to 200 MPa or 500 to 1100 MPa.
  • the outer layer and the inner layer are preferably selected materials which have a blocking effect against polar components in liquid and gaseous form (eg water, ethanol, etc.) as well as non-polar components, and preferably a resistance to the liquid, in particular fuel.
  • a material is preferably selected which blocks fuel emissions.
  • polyethylene or a polyethylene-containing material is used for the outer and / or inner layer.
  • more elastic materials such as TPE (thermoplastic elastomer), TPU (thermoplastic polyurethane) or ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) can be used.
  • the blocking effect in the middle layer can preferably be achieved with ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVAL or EVOH), polyoxymethylene (POM) or polyamide (PA), in particular aliphatic polyamide, aromatic polyamide or partially aromatic polyamide (PPA).
  • EVAL ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • POM polyoxymethylene
  • PA polyamide
  • aliphatic polyamide aromatic polyamide or partially aromatic polyamide (PPA).
  • the bellows has a total thickness as the sum of the thicknesses of all layers.
  • the outer layer has an outer layer thickness
  • the inner layer has an inner layer thickness
  • the middle layer has a middle layer thickness:
  • the middle layer thickness is 5 to 800 ⁇ m, in particular 10 to 300 ⁇ m, particularly preferably 15 to 100 ⁇ m, more preferably 20 to 40 ⁇ m.
  • the middle layer thickness is thinner than the outer layer thickness and / or thinner than the inner layer thickness.
  • the outer layer thickness is thinner than the inner layer thickness.
  • the middle layer thickness is 1% to 25%, preferably 5% to 15%, of the total thickness.
  • the outer layer thickness is between 5% and 25%, preferably between 10% and 20%, of the total thickness.
  • the deformation force can be reduced by the fuel swelling in the outer layer.
  • the total thickness is 100 to 3000 gm, in particular 200 to 1200 gm.
  • the bellows has an additional reinforcement layer at at least one location, but preferably not over its entire area. This allows the bellows to be reinforced mechanically at selected locations.
  • the bellows is reinforced by structural mechanical components.
  • at least one support ring is used.
  • the support rings may be inserted at the inwardly facing kinks and / or at the outwardly facing kinks.
  • the support rings can be glued to the wall of the bellows and / or welded to the wall and / or plugged into tabs of the wall.
  • the support rings in the interior of the wall of the bellows, it is possible to arrange the support rings between the layers described above.
  • the support rings are designed such that they do not hinder the required movement of the volume element. They are for this purpose preferably made of a harder material than the wall of the bellows itself.
  • the volume element is held in shape and the support rings support the desired movement in only one axial direction, defined here parallel to the folding axis (Z-axis).
  • a softer material than for the wall of the bellows can be selected for the support ring, since the stabilizing effect results from the geometry of the support ring.
  • the support ring is made of an elastomer, preferably nitrile butadiene rubber (NBR).
  • a support ring is inserted.
  • the support ring is preferably not connected to the bellows, but only inserted.
  • such a support ring is inserted on the inside at the top outer fold and at the bottom outer fold.
  • At least one fold, in particular outer fold can be stabilized in the form of a ring by the reinforcing layer already described.
  • at least the lowermost fold is thus stabilized, preferably several or all outer folds.
  • the reinforcing layer is located on the outside of the bellows.
  • the reinforcing layer extends fully to at least one outwardly pointing kink and thus forms a "support ring".
  • At least one outer fold can have an annular upset.
  • at least the lowermost fold is thus stabilized, preferably several or all outer folds.
  • the upset occurs in the blow mold and represents a thickened region of the bellows.
  • the upset extends fully to at least one outwardly pointing kink and thus forms a "support ring".
  • the bellows bistable it is possible to make some or all of the folds of the bellows bistable, so that the maximum overpressure required for a complete breath of the volume element is lower and the minimum depression is higher than in comparison to a bellows with stable folds. Furthermore, the wrinkles are less stressed overall because only the wrinkles that are "on" actually move.
  • the shafts are preferably radially encircling and may also be referred to as "folds in the folds". Shape of the bellows
  • the bellows is preferably conical or frusto-conical. This form describes the bellows, especially in its unfolded state.
  • the bellows is e.g. spherical or cylindrical.
  • conical or “frusto-conical” is not limited to a bellows having a round or oval cross-section (defined perpendicular to the Z-axis). Namely, this form primarily describes a taper of the bellows, starting from a large diameter, in particular on the first element wall, going to a smaller diameter, in particular on the second element wall.
  • the bellows may in particular have a round, oval or polygonal shape.
  • the corners are preferably rounded.
  • the cross-sectional shape of the bellows is formed so that the volume element approaches the inside of the tank contour and / or to the contour of any Tankeinbaumaschine.
  • the conical shape or truncated cone shape concerns at least a portion of the bellows, this section comprising a plurality of folds.
  • the bellows is preferably completely conical or frusto-conical.
  • the bellows may also have a portion which may be e.g. is cylindrical or spherical and another portion of the conical or frusto-conical shape. Each section extends over several folds.
  • the bellows may also have a plurality of sections which each extend over a plurality of folds, wherein these individual sections taken by themselves are conical or frusto-conical.
  • the bellows along the folding axis (Z-axis) curved, for example, banana-shaped, is formed.
  • the bellows may also be advantageous to make one side of the bellows stiffer than another side, so that the bellows moves asymmetrically when breathing.
  • a plurality of the volume elements are used in an interior of a tank in order to optimally utilize the installation space. As a result, even more complex tank geometries can be used, which in turn is advantageous for the placement of the tank in the vehicle.
  • the bellows is folded spirally. When breathing, so the unfolding and folding of the bellows, the bellows performs a rotational movement. It is also possible to arrange the support rings described above in the form of a helical spring on the inwardly pointing kinks and / or on the outside facing kinks. This form of structural mechanical support can also be used as an elastic element. The function of the "elastic element" will be described in detail.
  • the tank includes at least one guide arrangement in the volume element or outside the volume element for guiding the bellows in folding and folding parallel to its folding axis (Z-axis) and limiting movement of the bellows perpendicular to the folding axis. It is also possible to use several identical or different guide arrangements on the same bellows.
  • a possible guide arrangement comprises a plurality of guide elements fastened to the bellows and at least one guide; preferably several guides.
  • the guide elements are fixedly connected to the bellows and arranged movably on the guide or on the plurality of guides.
  • the guide is a rod, in particular a telescoping rod on which the guide elements are slidably guided.
  • a possible guide arrangement comprises at least one support element, for example in the form of a wall or a spar. It is preferably provided to arrange at least one such support element in the interior of the tank, which extends directly along the outside of the bellows.
  • the support element is firmly connected to the outer wall of the tank.
  • the support element may be connected directly to the outer wall or, for example, with a baffle in the tank.
  • the support element is in particular arranged so as to prevent this movement of the bellows as far as possible.
  • the at least one support element is preferably adapted to the shape of the unfolded bellows and thus may also be conical or frusto-conical.
  • the support element can also represent a housing enclosing the bellows.
  • the support member may cause the bellows to breathe and limit movement perpendicular to the folding axis.
  • the at least one support element is a maximum of 40 mm, preferably a maximum of 20 mm, removed from the unfolded bellows or rests directly on the bellows.
  • a possible guide arrangement is formed by the outer wall of the tank, wherein the outer wall extends into the interior of the bellows and so support the bellows at least in the folded state and can lead. Due to the fact that the outer wall extends inwards, there is preferably a free space on its outer side, in which the filter, in particular a dust filter, is preferably arranged.
  • At least one elastic element is preferably provided.
  • the elastic element is formed for example as a spiral spring.
  • the elastic element can be arranged inside the bellows or attack on the outside of the bellows.
  • the elastic element may stress the bellows in the direction of its collapsed state and / or unfolded state.
  • the loading direction can be chosen so that the elastic element supports the bellows when unfolding or when folding.
  • the elastic element When the elastic element is arranged inside the bellows, it is preferably inserted into the bellows via the connection and thus through the first element wall. If the elastic element is arranged outside of the bellows, it may, for example, be supported on the second element wall and the opposite outer wall of the tank. Furthermore, it is possible to engage a lever on the second element wall. This lever in turn can be loaded via the elastic element.
  • the manufacturing process can be adjusted so that the bellows contracts on cooling, and thus is folded in its equilibrium state.
  • the bellows itself then fulfills the function of the "elastic Elements ".
  • the spring force of the bellows is adjusted by material, wall thickness and geometry of the bellows and by its manufacturing process.
  • the tank may have an actuator.
  • the actuator is, for example, a pump with which the gas is actively pumped or sucked into the volume element.
  • the actuator can also mechanically engage the volume element, for example via the lever described above, to actively change the volume of the volume element.
  • an electromotive, electromagnetic or piezoelectric actuator is used.
  • the active support be it by the elastic element or the actuator, it is possible to increase the efficiency of the volume element, as a faster response, for example, in a refueling is possible. Furthermore, the full functionality of the refueling can be ensured. Furthermore, higher wall thicknesses or material strengths and thus a more robust design can be selected, wherein at the same time the volume element has a rapid response through the active support. The functional reliability at lower temperatures is also improved by the active support.
  • the tank has at least one sensor for determining the volume of the volume element.
  • the sensor can work, for example, as a distance sensor, as an angle sensor or as a pressure sensor.
  • the distance sensor preferably determines the distance between the two opposite element walls of the volume element or, for example, the distance between the second element wall and the opposite outer wall of the tank (preferably the lower outer wall).
  • the lever described above which engages in particular on the second element wall of the volume element, is preferably pivotably articulated in the tank.
  • the angle of the lever can be detected on the lever with a corresponding sensor.
  • known geometry of the structure can be calculated from this angle, the volume of the volume element.
  • the pressure in the interior of the tank (outside the volume element) and / or in the volume element can be determined. Based on this pressure and optionally based on the values of the described elastic element and / or the active support with the actuator, the volume of the volume element can be calculated.
  • a method for active support of the volume element is provided with the described actuator, wherein the actuator is controlled in dependence of the volume, in particular determined with at least one of the sensors of the volume element.
  • the volume element is fastened to a cover so that the volume element is removed by removing the cover which closes the outer wall of the tank.
  • a new volume element can be attached. It should be noted, however, that the lid and the hole to be closed by the lid must be designed according to the size of the volume element.
  • the tank comprises at least one releasable retaining arrangement.
  • This holding arrangement is designed to hold at least two adjacent folds of the bellows in the folded state.
  • the releasable holding arrangement for example in the form of a clip attached from outside or inside, holds only some of the folds of the bellows together, allowing the remaining folds to collapse and unfold, thus allowing breathing of the volume element. After a certain period of operation, the holding arrangement can be solved and optionally applied to other, already used wrinkles.
  • the folds held together by the holding arrangement thus form a reserve area of the bellows.
  • the remaining wrinkles can carry out the breathing and thus form an active area of the bellows.
  • Both the active area and the reserve area each comprise several folds.
  • the holding arrangement can be solved at the reserve area, so that these wrinkles are active.
  • the same holding device or a to set further holding device and thereby to put the previous folds of the active area in a passive state.
  • the actuation of the at least one holding arrangement takes place, for example, via a cover in the outer wall of the tank.
  • opening the lid can be used, for example, by hand into the interior of the tank and thus to the volume element or directly into the interior of the volume element.
  • the holding arrangement is in the interior of the volume element, access to the bellows is preferably made possible via the lid.
  • the volume element can also be directly open to the environment, wherein the lid can be dispensed with.
  • the holding arrangement can be released and / or set by a trigger signal from the outside.
  • a correspondingly controllable actuator is located on the holding arrangement.
  • the holding arrangement may be attached to the outside of the bellows.
  • a clip can be used which clasps several of the folds and thus holds together in their passive state.
  • the bellows is divided in the interior by a partition in two areas, which is an area initially designed as an active area.
  • the holding arrangement is provided, which holds the individual folds in the folded state.
  • the two areas or the volumes of the two areas are interconnected by an opening in the partition.
  • volume elements each with a bellows
  • One of the two volume elements is initially active and can breathe through its connection with the gas-carrying line.
  • the second volume element is designed as a reserve volume element and remains in its folded state.
  • the described retaining arrangement is provided on the reserve volume element in order to maintain the folded state of all folds. After a certain period of operation, after wear or leakage, the active volume element is replaced by the reserve volume element.
  • the active volume element for example via its connection, which is located on the first element wall, attached to the outer wall of the tank and connected via the connection with the gas-carrying line.
  • the reserve volume element is arranged independently of the active volume element at a suitable location in the interior.
  • the described holding arrangement holds the reserve volume element in the folded state.
  • this reserve volume element has its own connection.
  • This connection is preferably closed by means of a closure, for example a cap, so that no fuel enters the interior of the reserve volume element.
  • the first volume element is completed by the gas-carrying line.
  • the first volume element can then remain, for example, in the interior of the tank or can be removed from the interior through the corresponding opening.
  • a relatively small opening can be used, since it is possible to crush or crumple the first volume element in the interior, so that it can be removed through the relatively small opening. Then the shutter is released at the connection of the reserve volume element and the reserve volume element is connected to the gas-carrying line. Furthermore, the holding arrangement on the reserve volume element is also released so that the reserve volume element can breathe.
  • volume elements are arranged in the interior space, each volume element being connected directly to the gas-carrying line via its own connection.
  • this volume element has, for example, the holding arrangement described in order to keep its folds in the folded state.
  • volume elements is connected via the connection directly to the gas-carrying line.
  • the second volume element (reserve volume element) is connected via its connection directly to the first volume element.
  • the connection of the reserve volume element is in the second element wall of the first volume element.
  • Volume elements are used to define which of the two volume elements to breathe.
  • the invention further comprises a motor vehicle with at least one tank described above. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:
  • FIGS. 10 to 13 show different embodiments of the tank according to the invention with a volume element, the bellows having active and passive areas,
  • FIGS. 14 to 17 different configurations of the tank according to the invention with two volume elements, each designed as a bellows,
  • Figure 18 is a volume element, designed as a bellows with bistable
  • FIG. 19 shows a schematic representation of FIG. 18,
  • Figure 20 is a volume element, designed as a bellows with waves on the
  • FIG 21 is a volume element with further advantageous embodiments.
  • the figures show schematically different embodiments of a tank 1.
  • the tank 1 is used in particular in a motor vehicle.
  • the tank 1 comprises an outer wall 2, which forms an inner space 3 for receiving fuel.
  • In the interior 3 is at least one volume element 4.
  • a lid 5 may be formed for opening an opening.
  • a gas-carrying line 6 This is gas-conducting connected to the at least one volume element 4.
  • Volume element 4 described in detail. These different configurations are preferably combinable with each other.
  • FIG. 1 shows that the volume element 4 comprises two opposing element walls, namely an upper first element wall 11 and an opposite second element wall 12.
  • the two element walls 11, 12 of the volume element 4 are connected to one another by a bellows 10.
  • the bellows 10 moves along the plotted folding axis Z.
  • connection 16 in the form of a nipple is formed on the first element wall 11. This terminal 16 protrudes through the outer wall 2 to the outside and is connected to the gas-filling line 6.
  • FIG. 1 shows the possibility of arranging at least one spacer 17 between the first element wall 11 and the outer wall 2 of the tank 1.
  • the outer wall 2 of the tank 1 can be produced by inflating a plastic mold.
  • the volume element 4 may already be arranged in the resulting tank 1 before inflation. After inflation of the outer wall 2, this cools. In order not to damage the volume element 4 by the heating during the inflation or the subsequent cooling, this is preferably spaced by the at least one spacer 17.
  • FIG. 1 shows, as an optional embodiment, the schematic arrangement of a guide arrangement 56.
  • the guide arrangement 56 comprises several
  • the guide elements 57 are firmly connected at different positions with the outside of the bellows. Furthermore, the
  • Guide 58 is a guide 58.
  • the guide 58 is formed here as a telescoping rod which extends along the folding axis Z.
  • the guide elements are slidably guided on the guide 58.
  • the schematic representation in FIG. 1 shows, by way of example only, one guide 58. In fact, however, several of these guides 58 can be used. In particular, more than the two guide elements 57 shown are used.
  • the guide arrangement 56 guides and supports the bellows 10 during folding and unfolding and thus during its movement parallel to the folding axis Z. A movement perpendicular to the folding axis Z is prevented or limited by the guide arrangement 56.
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of the multilayer structure of the wall of the bellows 10 with inner layer 13, middle layer 14 and outer layer 15.
  • the bellows 10 has a total thickness 10a as the sum of the thicknesses of all layers.
  • the outer layer 15 has an outer layer thickness 15a
  • the inner layer 13 has an inner layer thickness 13a
  • the middle layer 14 has a middle layer thickness 14a.
  • the dimensions and materials for the layers have already been advantageously defined in the general part of the description.
  • the outer layer thickness 15a is thinner than the inner layer thickness 13a.
  • FIG. 2 shows that the bellows alternately has a multiplicity of inwardly pointing kinks 18 and outwardly pointing kinks 19. Between the kinks are each intermediate surfaces 20.
  • Figure 2 shows the arrangement of support rings 21 on the inside of the kinks 18, 19. It is possible to arrange support rings 21 at all or some folds. Further, it is possible to arrange the support rings 21 both inside and outside or between the layers 13, 14, 15.
  • a support ring 21 is inserted.
  • the support ring 21 is preferably not connected to the bellows 10, but only inserted.
  • At least one fold, in particular outer fold, can be stabilized by a reinforcing layer 15b.
  • the reinforcing layer 15b is preferably located on the outer side of the bellows 10 and extends annularly in full at least one outwardly pointing kink point 19 and thus forms a "support ring".
  • At least one outer fold may be one Have upset 71, which forms a "support ring". This variant will be described with reference to FIG. 21.
  • a material insertion can be generated on the inside of the kink point by the blow mold, which supports the reinforcing effect of the upset 71.
  • Figure 2 shows perpendicular to the Z-axis a large diameter 7 of the
  • the diameter 7, 8 results in a frusto-conical volume element 4.
  • the side with the larger diameter 7 is preferably arranged above and lies on the outer wall 2 at.
  • FIG. 3 shows a support element 30 in the form of an enclosure as a guide arrangement 56.
  • This support element 30 is arranged directly on the outside of the unfolded bellows 10 and limits any movement of the bellows 10, for example caused by the liquid moving in the interior 3.
  • FIG. 4 shows a further possible embodiment of the guide arrangement 56.
  • FIG. 4 shows on the left side the bellows 10 in the unfolded state.
  • On the right side of Figure 4 shows the folded bellows. According to Figure 4 is the
  • Guide assembly 56 formed by the outer wall 2 extends into the interior of the bellows 10. This area of the outer wall 2 can alternatively also be formed by a cover 5 which forms part of the outer wall 2.
  • this area of the outer wall 2 can at least partially support and / or guide the bellows.
  • this inwardly curved portion of the outer wall 2 limits movement of the bellows 10 perpendicular to the folding axis Z.
  • FIG. 5 shows a possible embodiment of the bellows 10 with a spiral fold.
  • the second element wall 12 rotates about the Z-axis relative to the first element wall 11.
  • the support ring 21 is designed here in a spiral shape and can also be used as an elastic element 36 at the same time.
  • the elastic element 36 will be explained in more detail with reference to FIG.
  • Figure 5 shows the use of a distance sensor 31.
  • Distance sensor 31 disposed on the inside of the first element wall 11 and measures the distance to the second element wall 12. Preferably, this is on the second element wall 12, a corresponding counterpart 32, for example formed as a reflector.
  • the distance sensor 31 may, for example, optical or
  • a corresponding control unit can calculate the current volume of the volume element 4.
  • the use of the distance sensor 21 is independent of the possible spiral folding of the bellows 10.
  • the counterpart 32 rotates relative to the distance sensor 31.
  • the distance sensor 31 can also detect a rotation angle to the counterpart 32 and thereby infer the distance.
  • Figure 6 shows in addition to the use of a distance sensor 31 inside the
  • Volume element 4 even more possible sensors, which can also be used individually to draw conclusions about the volume of the volume element 4:
  • FIG. 6 shows a distance sensor 31 at the bottom of the outer wall 2, which measures the distance to the second element wall 12, optionally also with a counterpart 32.
  • a pressure sensor 33 may be used which, for example, measures the pressure in the interior 3 outside the volume element 4 or (not shown) the pressure in the volume element 4.
  • FIG. 6 shows a possible arrangement of an elastic element 36, here in the form of a spring.
  • the elastic element 36 is arranged in the interior of the volume element 4.
  • the elastic element 36 is supported in the interior of the volume element 4 against the second element wall 12 and is supported on the opposite side, for example in the interior of the terminal 16.
  • this elastic element 36 can also be introduced through the connection 16 into the interior of the volume element 4.
  • the elastic element may alternatively be attached to the upper wall; as shown at 36 'in FIG.
  • FIG. 6 shows a use of a lever 34, which is articulated in the interior 3 and is connected to the second element wall 12.
  • the movement of this lever can be detected, for example, with an angle sensor 35, which in turn allows conclusions to be drawn on the current volume of the volume element 4.
  • the tank 1 may comprise at least one actuator 37 with which it is possible to actively influence the volume of the volume element 4. This can be done in particular based on the volume determined by the sensors 31, 33, 35.
  • a possible actuator 37 is a pump with which gas 16 can be pumped or sucked into the volume element 4 via the connection 16. Moreover, it is possible, for example, to arrange an actuator 37 in the form of an electric drive on the lever 34. As a result, the lever 34 can be moved with the actuator 37, which in turn moves the second element wall 12 relative to the first element wall 11.
  • FIG. 7 shows, purely schematically, an embodiment in which the bellows 10 is stiffer on one side than on an opposite side. This embodiment of the bellows 10 can be combined with all other embodiments presented here.
  • FIG. 7 illustrates how the different stiffnesses of the folds of the bellows 10 make it possible for the bellows to open and close asymmetrically. As a result, the bellows 10 can be adapted to specific geometries of the interior 3.
  • Figure 8 illustrates purely schematically that the bellows can be directly open to the top and can be connected via a corresponding opening in the outer wall 2 with the environment. In this embodiment, no gas-carrying line 6 is necessary, but the interior of the bellows 10 is directly open to the environment.
  • FIG. 9 shows a simple possibility for exchanging the volume element 4.
  • a cover 5 is arranged in the outer wall 2.
  • Volume element 4 is arranged on the inside of this cover 5.
  • the lid 5 closes an opening which is large enough to remove the cover together with volume element 4 from the interior 3.
  • Figure 10 shows a variant in which a plurality of adjacent folds of the bellows 10 are held together by means of a holding arrangement 40 in the folded state.
  • the holding arrangement 40 is formed as a clamp, which is placed on the bellows 10 from the outside.
  • the holding arrangement 40 thus holds together certain folds of the bellows 10 which form a reserve region of the bellows 10.
  • FIG. 11 shows that the holding arrangement 40, as explained with reference to FIG. 10, can also be arranged inside the bellows 10. It is provided in particular that the cover 5 is arranged in the outer wall 2 of the tank 1 so that by opening the lid directly the interior of the bellows 10 is accessible. Thereby, the holding arrangement 40 can be released by a person.
  • the lid 5 shown in Figure 1 1, which allows direct access into the interior of the bellows 10, can also be used independently of the holding assembly 40 shown, for example, to allow repair of the bellows 10 from the inside.
  • FIG. 12 shows an embodiment of the holding arrangement 40 with two opposing elements which snap into one another or otherwise hold one another, for example magnetically, to one another.
  • the lower half of the bellows 10 is passive and serves as a reserve.
  • the retaining assembly 40 may be set so that the upper half of the bellows 10 becomes passive and the lower half of the bellows 10 is used for breathing.
  • Figure 13 shows a similar variant as in Figure 12. However, here is the holding device 40 in the interior of the bellows 10, in the form of an Ouick connector. Advantage of the device is that a leak in the upper part would not affect the emissions because it is sealed.
  • FIG. 13 shows that the bellows 10 is subdivided by a partition wall 43.
  • the partition wall 43 has an opening, so that the two areas of
  • Bellows are interconnected. At this opening as well as at the first one Element wall 1 1 or at the terminal 16 is the holding device 40, which makes it possible to connect this opening of the partition wall 43 directly to the terminal 16. This occurs when the retaining portion 40 of the lower portion of the bellows is released and the upper portion of the bellows 10 is made passive.
  • Holding device 40 in the first volume element 4 is at the same time as
  • Connection arrangements 41 are formed, which allows a simple and detachable connection of the opening of the partition wall 43 to the gas-carrying line 6.
  • To release the lower holding device 40 eg in the workshop, during a repair or service, it is possible, for example, to connect the connecting arrangements 41 at the top and to pressurize the volume element 4 until the holding device 40 tears.
  • FIG. 14 shows a variant in which two volume elements 4 are located in the interior 3. While the one volume element 4 is breathing through its connection with the gaseous conduit 6, the reserve volume element 4 remains in the
  • connection 16 of the reserve volume element 4 is closed by a closure 42 (cap) so that no fuel enters the interior of the reserve volume element 4 can.
  • closure 42 When changing the volume elements 4, the first volume element 4 is subtracted. From the reserve volume element 4, the closure 42 is removed, so that the connection 16 of the reserve volume element 4 can be connected to the corresponding opening in the outer wall 2.
  • detachable connection arrangements 41 are provided on the outer wall 2 and at the terminals 16.
  • Figure 15 shows a variant in which also two volume elements 4 in
  • the reserve volume element 4 is again held in the folded state by means of a holding arrangement 40. Both volume elements 4 are always connected via their own connections 16 with the common gas-carrying line 6. By appropriate release and setting of the holding arrangements 40 in the first volume element 4 or in the reserve volume element 4 it can be determined which volume element remains in the folded state and which volume element 4 is breathing.
  • FIG. 16 shows, like FIG. 15, two volume elements 4, in each case as a bellows 10, in the interior of the tank 1. Both volume elements 4 are connected to the environment via their own gas-carrying lines 6. In the variant according to FIG. 16, however, no holding arrangements 40 are required. According to FIG. 16, the two lines 6 are the two Volume elements 4 via a three-way valve 61 connected to each other. By appropriate switching of the three-way valve 61, either the one or the other volume element 4 can be used.
  • pressure relief valves 60 used on each volume element 4 to ensure that the locked volume element 4, despite diffusion through its wall always remains in the displaced state.
  • Figure 17 also shows an arrangement with two volume elements 4 in the interior 3. This arrangement corresponds to the illustration in Figure 9 with the difference that this is not a single bellows 10, which is divided by a partition wall 43, but by two own Bellows 10, which are interconnected.
  • the first volume element 4 according to FIG. 17 has a
  • Holding assembly 40 which is constructed independently of the connection assembly 41.
  • FIG. 18 shows the possibility of making the folds of the bellows 10 bistable.
  • FIG. 18 shows a bistable fold 55, wherein in particular several or all of the folds can be designed as bistable folds 55.
  • FIG. 19 shows the advantageous course of the volume of the bellows 10 as a function of the pressure in the volume element 4 as a dashed line using bistable pleats 55 for all pleats compared to conventional solid pleats with the solid line.
  • FIG. 20 shows in a purely schematic representation for all shown here
  • Embodiments that in order to facilitate uniform movement of the bellows 10 along the folding axis Z and in order to simplify breathing and stabilize the wrinkles at the same time may optionally be provided that the between the kinks located intermediate surfaces have 20 waves 62 and thus wavy or are designed in wave structure.
  • the first element wall 1 1 and / or the second element wall 12 may be formed as rigid plates. Alternatively, one can integrate circumferential radial creases in the floor so that the floor can move slightly upwards within the outer creases to further reduce the minimum volume. In this case, the element wall 12 is no longer a rigid plate.
  • FIG. 20 shows this embodiment, which can be used with or without the shaft 62.
  • FIG. 21 shows further possible embodiments of the volume element 4 which can be used individually or in combination with other features of the invention:
  • Support rings 21 or a reinforcing layer 15b for forming a type of "support ring” have been described with reference to Figure 2.
  • Figure 21 shows a full upset 71 by way of example of a fold forming a "support ring” by its material thickening.
  • FIG. 21 shows a rigid first element wall 11.
  • the bellows 10 is blown against the first element wall 11.
  • the same structure also results when the first element wall 1 1 is glued or welded to the bellows.
  • FIG. 21 shows that the bottom of the bellows 10 or the second element wall 12 can comprise an annular structural reinforcement element 70.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tank, insbesondere Kraftstofftank, zur Aufnahme einer Flüssigkeit in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Außenwandung, die einen Innenraum zur Aufnahme der Flüssigkeit bildet, zumindest ein im Innenraum angeordnetes Volumenelement zur Aufnahme von Gas, insbesondere Luft, und eine Öffnung, insbesondere eine das Gas führende Leitung zwischen dem Volumenelement und der Umgebung des Tanks zur Veränderung des Volumens des Volumenelements, wobei das zumindest eine Volumenelement zumindest teilweise als Faltenbalg ausgebildet ist.

Description

Tank eines Kraftfahrzeuges mit Volumenelement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Tank in einem Kraftfahrzeug zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Kraftstoff. Der Tank weist ein gasgefülltes Volumenelement mit veränderbarem Volumen auf.
Kohlenwasserstoffemissionen aus Kraftstofftanks müssen aufgrund ihrer umweltschädigenden Wirkung weitestgehend vermieden werden. Kohlenwasserstoffdämpfe entstehen aufgrund des hohen Partialdrucks der
Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff, insbesondere bei höheren Temperaturen. Drei wesentliche Prozesse führen zum potentiellen Austreten von Kohlenwasserstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank. Ein Prozess ist die Permeation der Kohlenwasserstoffmoleküle durch die Außenwandung des Tanks. Dieser Prozess ist weitestgehend verstanden und vorhandene Lösungen führen zu einer ausreichenden Reduktion der Emission. Ein zweiter Prozess ist der Betankungsprozess. Das Füllen des Tanks mit flüssigem Kraftstoff erfordert ein Verdrängen des im Tank befindlichen Gases, welches mit Kohlenwasserstoffen gesättigt ist. Für das Auffangen dieser Gase gibt es zwei wesentliche Ansätze: Onboard Refueling Vapor Recovery (ORVR) mit großen Aktivkohlefiltern (AKF) oder das Absaugen des Gases durch die Betankungspistole der Tankstelle. Drittens entstehen Gase während des Parkens oder bei nicht laufendem Verbrennungsmotor durch eine Veränderung der Umgebungstemperatur, sog. Diurnal oder Parking Emissions. Diese können auch über einen Aktivkohlefilter abgepuffert werden, wenn es regelmäßig zu einem ausreichenden Spülprozess des Aktivkohlefilters kommt. Üblicherweise muss hierzu der Verbrennungsmotor in Betrieb sein. Dies kann insbesondere bei Hybridfahrzeugen mit Elektromotor und Verbrennungsmotor relativ aufwendig sein, da der Verbrennungsmotor nicht stets in Betrieb ist.
Eine Möglichkeit zur Reduktion der HC-Emissionen ohne den Tank unter Druck zu setzen besteht in der Realisierung eines drucklosen Tanks mit einem integrierten Volumenelement, welches entstehendes Gasvolumen durch Volumenänderung kompensiert. Das Volumenelement muss hierfür möglichst emissionsdicht gegenüber Kohlenwasserstoffen sein, so dass sich in seinem Inneren stets Luft befindet, welche aus dem Tanksystem direkt in die Atmosphäre herausgedrückt, oder in dieses hineingesaugt werden kann. Außerdem muss das Volumenelement so leicht verformbar sein, dass eine Druckdifferenz von wenigen Millibar (bis zu ±20mbar) ausreicht, um eine vollständige Befüllung und Entleerung zu gewährleisten. Des Weiteren muss das Volumendelta (maximales Volumen minus minimales Volumen) des Volumenelements so ausgelegt sein, dass das durch Verdunstung bei Temperaturerhöhung entstehende Gasvolumen druckneutral bzw. bei einem niedrigen Druck kompensiert werden kann.
WO 2016/012284 zeigt verschiedene Ausführungsformen des Volumenkörpers.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Tank, insbesondere einen Kraftstofftank, eines Kraftfahrzeuges anzugeben, der bei einfachem Aufbau einen möglichst wartungsarmen, sicheren und umweltfreundlichen Betrieb des Kraftfahrzeuges ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Tank, insbesondere ausgebildet als Kraftstofftank. Der Tank ist zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug und zur Aufnahme einer Flüssigkeit ausgebildet. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug, beispielsweise Pkw, Lkw oder Kraftrad. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug mit Elektromotor und Verbrennungsmotor. Bei der durch den Tank aufzunehmenden Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um Kraftstoff, beispielsweise um Benzin oder Diesel.
Der Tank umfasst eine Außenwandung. Diese Außenwandung bildet einen Innenraum zur Aufnahme der Flüssigkeit. Des Weiteren umfasst der Tank zumindest ein im Innenraum angeordnetes Volumenelement. Das Volumenelement ist zur Aufnahme von Gas ausgebildet. Bei dem Gas handelt es sich insbesondere um Luft aus der Umgebung des Tanks.
Das durch die Außenwandung gebildete Behältervolumen kann somit, mit Ausnahme des durch das Volumenelement eingenommenen Volumens, zur Aufnahme der Flüssigkeit genutzt werden.
Ferner umfasst der Tank eine Leitung zwischen dem Volumenelement und der Umgebung des Tanks oder zumindest eine Öffnung des Volumenelements zur Umgebung. Die Leitung verbindet das Volumenelement gasführend durch die Außenwandung hindurch mit der Umgebung. Die Öffnung verbindet das Volumenelement gasdurchlässig durch die Außenwandung hindurch mit der Umgebung. Durch die Leitung bzw. Öffnung kann das Gas aus dem Volumenelement nach außen und von außen in das Volumenelement strömen. Dadurch verändert sich die Masse an Gas im Volumenelement, sodass sich auch das Volumen des Volumenelements verändert, wenn sich der Druck im Innenraum und/oder die Füllmenge im Innenraum ändern. Das Volumenelement kann somit„atmen“.
Bei dem Gas handelt es sich insbesondere um Luft, die aus der Atmosphäre entnommen wird bzw. aus der Leitung oder durch die Öffnung wieder in die Atmosphäre strömt. Insbesondere strömt die Luft aus dem Volumenbehälter durch einen Filter, vorzugsweise Staubfilter, in die Atmosphäre.
Insbesondere besitzt das Volumenelement bei vollständig mit Flüssigkeit befülltem Tank sein minimales Volumen und wird bei Entnahme von Flüssigkeit aus dem Tank kontinuierlich mit Gas befüllt. In Zusammenhang mit einem neuerlichen Befüllen des Tanks wird das Volumenelement dann in die Umgebung entleert. Die Funktionsweise des Volumenelementes wird nachfolgend erläutert: Bei Änderung des
Sättigungsdampfdruckes eines im Tank befindlichen Kraftstoffs (z.B. beim Parken) wird die sonst daraus resultierende Druckänderung kompensiert werden. Beispielsweise kann, wenn die Kraftstofftemperatur über den Tag stark schwankt (z.B. morgens 20°C, mittags 40°C, nachts 20°C) die Änderung des Sättigungsdampfdrucks mittels des Volumenelementes kompensiert werden. Hierbei besitzt das Volumenelement sein minimales Volumen bei maximaler Kraftstofftemperatur, während sein Volumen bei minimaler Kraftstofftemperatur maximal ist. WO 2016/012284 beschreibt im Detail die Funktion des Volumenelements.
In dem Innenraum des Tanks können auch mehrere der hier beschriebenen Volumenelemente angeordnet werden. Die Volumenelemente können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
Das zumindest eine Volumenelement ist zumindest teilweise als Faltenbalg ausgebildet. Der Faltenbalg umfasst eine Vielzahl an Falten, die sich durch eine abwechselnde Anordnung von nach innen weisen Knickstellen und nach außen weisenden Knickstellen ergeben. Zwischen den Knickstellen erstrecken sich sog. Zwischenflächen des Faltenbalgs. Auch ein Faltenbalg mit nur einer, spiralförmig umlaufenden Falte ist möglich.
Der Faltenbalg bewegt sich beim Auf- und Zusammenfalten parallel zu einer imaginären Falt-Achse (auch: Z-Achse). Diese Falt-Achse, entlang der sich der Faltenbalg entfaltet und wieder zusammenfaltet, steht vorzugsweise senkrecht zur Oberseite der Außenwandung des Tanks.
Aufbau des Faltenbalgs
Bevorzugt umfasst das Volumenelement eine erste Elementwand und eine gegenüberliegende zweite Elementwand. Der Faltenbalg erstreckt sich zwischen den beiden Elementwänden. Die Falt-Achse steht vorzugsweise senkrecht zu den Elementwänden.
Die erste Elementwand und/oder die zweite Elementwand sind vorzugsweise als Platten ausgebildet bzw. umfassen Platten. Die Platten sind vorzugsweise steif. Ferner kann die Elementwand auch durch das Material des Faltenbalgs gebildet sein; ggf. verstärkt durch ein Strukturverstärkungselement.
Vorzugsweise ist der Faltenbalg an die erste Elementwand und/oder zweite Elementwand, jeweils ausgebildet als Platte, angeblasen. Das „Anblasen“ erfolgt insbesondere indem die erste Elementwand und/oder zweite Elementwand zusammen mit dem Vorformling in das Blasformwerkzeug eingelegt wird/werden. Im Blasformwerkzeug wird der Vorformling zum Faltenbalg geblasen, wobei durch den Blasdruck das Material des Vorformlings gegen die erste Elementwand und/oder zweite Elementwand gedrückt wird, wodurch sich die Elemente verbinden. Beim Anblasen erstreckt sich das Material des Faltenbalgs über die gesamte Fläche der Platte, wodurch sich Faltenbalg und Platte vollflächig miteinander verbinden.
Alternativ zum„Anblasen“ wird die Platte während des Blasprozesses in den Vorformling eingebracht. Die Grundgeometrie der Platte ist an die Formteilgeometrie angepasst. Beim Schließen des Blaswerkzeuges werden die Ränder der Platte umlaufend mit dem Vorformling verschweißt.
Gemäß einer weiteren Alternative kann die Platte auch mit dem Faltenbalg stoffschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein. Insbesondere ist die jeweilige Elementwand mit dem Faltenbalg verklebt, verschweißt und/oder vernietet. Dies erfolgt nach dem Blasen des Faltenbalgs.
In einer einfachen Ausgestaltung der Elementwand (erste und/oder zweite Elementwand), insbesondere ausgebildet als Platte, ist die Elementwand aus einem einschichtigen Material gebildet. Alternativ ist vorgesehen, dass die Elementwand zumindest zwei Schichten aufweist. Diese zwei Schichten sind eine Innenschicht und eine Außenschicht. Die Außenschicht ist dabei aus einem anderen Material gefertigt als die Innenschicht. Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Elementwand zumindest drei Schichten aufweist. Diese drei Schichten sind eine Innenschicht, eine Mittelschicht und eine Außenschicht. Die Mittelschicht ist dabei aus einem anderen Material gefertigt als die Innenschicht und die Außenschicht. Die Innenschicht und die Außenschicht können aus demselben Material gefertigt sein oder aus unterschiedlichen Materialien. Die Mittelschicht ist als Barriereschicht ausgebildet, um die Emissionsanforderungen zu erfüllen; wie dies vorzugsweise auch bei der Mittelschicht des Faltenbalgs vorgesehen ist. Allerdings können für die Mittelschicht der Elementwand und für die Mittelschicht des Faltenbalgs unterschiedliche Materialien als Barriere verwendet werden. Für die Mittelschicht der Elementwand wird vorzugsweise Ethylen- Vinylalkohol-Copolymer (EVAL oder EVOH), Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (PA), insbesondere aliphatisches Polyamid, aromatisches Polyamid oder teilaromatisches Polyamid (PPA), verwendet. Das Material der Innenschicht der Elementwand ist vorzugsweise mit dem Material der Innenschicht des Faltenbalgs kompatibel, sodass diese Materialen eine stoffschlüssige Verbindung eingehen.
Die Elementwand (erste und/oder zweite Elementwand), insbesondere ausgebildet als Platte, ist vorzugsweise ein Mehrkomponentenspritzgussteil oder ein Pressteil aus einer Mehrschichtextrusion.
Die Elementwand kann auch zumindest teilweise durch den Faltenbalg gebildet sein.
Insbesondere wenn die Elementwand durch den Faltenbalg gebildet ist, ohne der Verwendung steifer Platten, kann man umlaufende radiale Falten im Boden des Faltenbalgs integrieren, damit der Boden sich innerhalb der Außenfalten etwas aufwärts bewegen kann, um das minimale Volumen (zusammengefahrenen Zustand des Volumenelements) weiter zu verringern. In diesem Fall ist die Elementwand keine steife Platte, sondern der Boden des Faltenbalgs bildet die zweite Elementwand.
Insbesondere wenn die Elementwand durch den Faltenbalg gebildet ist, ohne der Verwendung steifer Platten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Elementwand zumindest ein Strukturverstärkungselement umfasst. Dieses Strukturverstärkungselement ist vorzugsweise ringförmig. Die „Ringform“ umfasst sämtliche Formen, z.B. kreisförmig, oval, vieleckig, und ist nicht auf einen geschlossenen, vollumfänglichen Ring beschränkt. Das Strukturverstärkungselement kann insbesondere am Faltenbalg angeblasen sein oder nachträglich stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Faltenbalg verbunden sein; insbesondere angeklebt, angeschweißt und/oder angenietet sein. Das Strukturverstärkungselement kann mit den radialen Falten im Boden des Faltenbalgs kombiniert werden.
Die erste Elementwand befindet sich vorzugsweise an der Tankoberseite. Insbesondere ist die erste Elementwand an der Tankoberseite befestigt.
An der ersten Elementwand, vorzugsweise in der Platte, ist vorzugsweise ein Anschluss, beispielsweise ein Nippel, ausgebildet, der durch die Außenwandung des Tanks nach außen ragt und dadurch mit der gasführenden Leitung verbunden werden kann. Insbesondere kann auch das Befestigen des Volumenelements an der Außenwandung dadurch erfolgen, dass dieser Anschluss in einem entsprechenden Loch der Außenwandung steckt.
Schichtaufbau des Faltenbalgs
In einer einfachen Ausgestaltung ist der Faktenbalg aus einem einschichtigen Material gebildet. Alternativ ist vorgesehen, dass der Faltenbalg zumindest zwei Schichten aufweist. Diese zwei Schichten sind eine Innenschicht und eine Außenschicht. Die Außenschicht ist dabei aus einem anderen Material gefertigt als die Innenschicht.
Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Faltenbalg zumindest drei Schichten aufweist. Diese drei Schichten sind eine Innenschicht, eine Mittelschicht und eine Außenschicht. Die Mittelschicht ist dabei aus einem anderen Material gefertigt als die Innenschicht und die Außenschicht. Die Innenschicht und die Außenschicht können aus demselben Material gefertigt sein oder aus unterschiedlichen Materialien.
Die einzelnen Schichten sind vorzugsweise miteinander verklebt oder aufeinander laminiert. Zwischen den Schichten kann eine Haftvermittlerschicht verwendet werden.
Die Schichten sind„Funktionsschichten“ und können ihrerseits wiederum aus mehreren Einzelschichten gefertigt sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Mittelschicht aus mehreren Einzelschichten gebildet ist.
Das Material der Außenschicht weist insbesondere einen E-Modul (Elastizitätsmodul) von 60 bis 1100 MPa (Megapascal) auf. Vorzugsweise weist das Material der Außenschicht einen E-Modul von 60 bis 200 MPa oder 500 bis 1 100 MPa auf.
Das Material der Innenschicht weist insbesondere einen E-Modul von 60 bis 1100 MPa auf. Vorzugsweise weist das Material der Innenschicht einen E-Modul von 60 bis 200 MPa oder 500 bis 1100 MPa auf. Für die Außenschicht und die Innenschicht werden vorzugsweise Materialien gewählt, die eine Sperrwirkung gegenüber polaren Komponenten in flüssiger und gasförmiger Form (z.B. Wasser, Ethanol, usw.) als auch unpolaren Komponenten, und vorzugsweise eine Beständigkeit gegenüber der Flüssigkeit, insbesondere Kraftstoff, aufweisen. Für die Mittelschicht wird vorzugsweise ein Material gewählt, das gegenüber Kraftstoffemissionen sperrt.
Insbesondere wird für die Außen- und/oder Innenschicht Polyethylen bzw. ein polyethylenhaltiges Material verwendet. Insbesondere eignet sich dafür Polyethylen des Typs PE-HD (high density polyethylen) oder PE-LD (low density polyethylen) oder PE- LLD (linear, low density polyethylen) oder PE-HMW (high molecular weight polyethylen) oder PE-UHMW (ultra-high molecular weight polyethylen) oder PE-MD (medium density polyethylen). Alternative können elastischere Materialien wie TPE (thermoplastic elastomer), TPU (thermoplastic polyurethane) oder ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) verwendet werden.
Die Sperrwirkung in der Mittelschicht lässt sich vorzugsweise mit Ethylen-Vinylalkohol- Copolymer (EVAL oder EVOH), Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (PA), insbesondere aliphatisches Polyamid, aromatisches Polyamid oder teilaromatisches Polyamid (PPA), erreichen.
Der Faltenbalg weist eine Gesamtdicke als Summe der Dicken aller Schichten auf. Die Außenschicht weist eine Außenschichtdicke, die Innenschicht eine Innenschichtdicke und die Mittelschicht eine Mittelschichtdicke auf:
Besonders bevorzugt beträgt die Mittelschichtdicke 5 bis 800 miti, insbesondere 10 bis 300 miti, besonders vorzugsweise 15 bis 100 gm, weiter vorzugsweise 20 bis 40 gm.
Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mittelschichtdicke dünner ist als die Außenschichtdicke und/oder dünner ist als die Innenschichtdicke.
Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Außenschichtdicke dünner ist als die Innenschichtdicke.
Insbesondere beträgt die Mittelschichtdicke 1 % bis 25%, vorzugsweise 5% bis 15%, der Gesamtdicke.
Insbesondere beträgt die Außenschichtdicke zwischen 5% und 25%, vorzugsweise zwischen 10% und 20%, der Gesamtdicke. Durch diese relativ dünne Außenschicht kann die Verformungskraft durch die Kraftstoffquellung in der Außenschicht reduziert werden. Unabhängig vom ein- oder mehrschichtigen Aufbau ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gesamtdicke 100 bis 3000 gm, insbesondere 200 bis 1200 gm, beträgt.
Partiell kann es dickere und dünnere Bereiche des Faltenbalgs geben. Insbesondere ist vorgesehen, dass die definierten Dicken der Schichten und die Gesamtdicke in der Mitte zwischen zwei Knickstellen gemessen wird.
Vorzugsweise weist der Faltenbalg an zumindest einer Stelle, jedoch vorzugsweise nicht über seine gesamte Fläche, eine zusätzliche Verstärkungsschicht auf. Dadurch kann der Faltenbalg an ausgewählten Stellen mechanisch verstärkt werden.
Struktur des Faltenbalgs
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Faltenbalg durch strukturmechanische Bauteile verstärkt ist. Hierzu wird insbesondere zumindest ein Stützring verwendet. Die Stützringe können an den nach innen weisenden Knickstellen und/oder an den nach außen weisenden Knickstellen eingesetzt sein.
Dabei ist es möglich, die Stützringe an der Außenseite der Wandung des Faltenbalgs und/oder an der Innenseite der Wandung des Faltenbalgs und/oder im Inneren der Wandung des Faltenbalgs anzuordnen. Insbesondere können die Stützringe mit der Wandung des Faltenbalgs verklebt und/oder an der Wandung angeschweißt und/oder in Laschen der Wandung eingesteckt werden. Bei der Anordnung der Stützringe im Inneren der Wandung des Faltenbalgs ist es möglich, die Stützringe zwischen die oben beschriebenen Schichten anzuordnen.
Da die eigentliche Faltfunktion durch die Stützringe nicht eingeschränkt werden soll, ist vorzugsweise vorgesehen, die Stützringe derart auszulegen, dass sie der erforderlichen Bewegung des Volumenelements nicht hinderlich sind. Sie werden hierzu vorzugsweise aus einem härteren Material hergestellt als die Wandung des Faltenbalgs selbst. Das Volumenelement wird so in Form gehalten und die Stützringe unterstützen die gewünschte Bewegung in lediglich einer Achsrichtung, hier definiert parallel zur Falt- Achse (Z-Achse). Allerdings kann für den Stützring auch ein weicheres Material als für die Wandung des Faltenbalgs gewählt werden, da sich die stabilisierende Wirkung durch die Geometrie des Stützrings ergibt. Insbesondere ist der Stützring aus einem Elastomer, vorzugsweise Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), gefertigt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass an zumindest einer nach außen weisenden Knickstelle (Außenfalte) auf der Innenseite der Wandung des Faltenbalgs ein Stützring eingelegt ist. Der Stützring ist vorzugsweise nicht mit dem Faltenbalg verbunden, sondern lediglich eingelegt. Insbesondere ist an der obersten Außenfalte und an der untersten Außenfalte solch ein Stützring auf der Innenseite eingelegt.
Zusätzlich oder alternativ zum beschriebenen eingebrachten Stützring kann zumindest eine Falte, insbesondere Außenfalte, durch die bereits beschriebene Verstärkungsschicht in Ringform stabilisiert werden. Insbesondere wird so zumindest die unterste Falte stabilisiert, vorzugsweise mehrere oder alle Außenfalten. Vorzugsweise befindet sich die Verstärkungsschicht an der Außenseite des Faltenbalgs. Vorzugsweise erstreckt sich die Verstärkungsschicht vollumfänglich an zumindest einer nach außen weisenden Knickstelle und bildet somit einen„Stützring".
Zusätzlich oder alternativ zum beschriebenen eingebrachten Stützringen oder dem aus der Verstärkungsschicht gebildeten „Stützring“ kann zumindest eine Außenfalte eine ringförmige Anstauchung aufweisen. Insbesondere wird so zumindest die unterste Falte stabilisiert, vorzugsweise mehrere oder alle Außenfalten. Die Anstauchung entsteht im Blasformwerkzeug und stellt einen verdickten Bereich des Faltenbalgs dar. Vorzugsweise erstreckt sich die Anstauchung vollumfänglich an zumindest einer nach außen weisenden Knickstelle und bildet somit einen„Stützring".
Darüber hinaus ist es möglich, manche oder alle Falten des Faltenbalgs bistabil auszulegen, so dass der für eine komplette Durchatmung des Volumenelements benötigte maximale Überdruck geringer ausfällt und der minimale Unterdrück höher ausfällt als im Vergleich zu einem Faltenbalg mit stabilen Falten. Des Weiteren werden die Falten insgesamt weniger beansprucht, da nur die Falten, die „auf“ sind, sich tatsächlich bewegen.
Zur Unterstützung einer gleichmäßigen Bewegung des Faltenbalgs entlang der Falt- Achse (Z-Achse) und um die Atmung zu vereinfachen und die Falten gleichzeitig zu stabilisieren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die zwischen den
Knickstellen befindlichen Zwischenflächen wellenförmig gestaltet sind. Die Wellen sind vorzugsweise radial umlaufend und können auch als„Falten in den Falten“ bezeichnet werden. Form des Faltenbalgs
Der Faltenbalg ist vorzugsweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig. Diese Form beschreibt den Faltenbalg insbesondere in seinem aufgefalteten Zustand. Alternativ ist der Faltenbalg z.B. ballig oder zylindrisch.
Die Beschreibung „kegelförmig“ oder „kegelstumpfförmig“ ist hier nicht auf einen Faltenbalg mit einem runden oder ovalen Querschnitt (definiert senkrecht zur Z-Achse) beschränkt. In erster Linie beschreibt diese Form nämlich eine Verjüngung des Faltenbalgs, ausgehend von einem großen Durchmesser, insbesondere an der ersten Elementwand, hingehend zu einem kleineren Durchmesser, insbesondere an der zweiten Elementwand.
Im Querschnitt, senkrecht zur Falt-Achse (Z-Achse), kann der Faltenbalg insbesondere eine runde, ovale oder vieleckige Form aufweisen. Bei der vieleckigen Form sind die Ecken vorzugsweise abgerundet. Ferner ist zur optimalen Volumenausnutzung vorgesehen, dass die Querschnittsform des Faltenbalgs so ausgebildet ist, dass sich das Volumenelement an die Innenseite der Tankkontur und/oder an die Kontur etwaiger Tankeinbauteile annähert.
Die Kegelform oder Kegelstumpfform betrifft insbesondere zumindest einen Abschnitt des Faltenbalgs, wobei dieser Abschnitt mehrere Falten umfasst. So ist der Faltenbalg vorzugsweise vollständig kegelförmig oder kegelstumpfförmig. Alternativ kann der Faltenbalg jedoch auch einen Abschnitt aufweisen, der z.B. zylindrisch oder ballig ist und einen weiteren Abschnitt der kegelförmig oder kegelstumpfförmig ist. Jeder Abschnitt erstreckt sich dabei über mehrere Falten.
Des Weiteren kann der Faltenbalg auch mehrere Abschnitte aufweisen, die sich jeweils über mehrere Falten hinweg erstrecken, wobei diese einzelnen Abschnitte für sich genommen kegelförmig oder kegelstumpfförmig sind.
Für eine optimale Ausnutzung des Bauraums kann es auch von Vorteil sein, wenn der Faltenbalg entlang der Falt-Achse (Z-Achse) gekrümmt, beispielsweise bananenförmig, ausgebildet ist.
Zusätzlich oder alternativ kann für eine optimale Ausnutzung des Bauraums es auch von Vorteil sein, eine Seite des Faltenbalgs steifer zu gestaltet als eine weitere Seite, damit sich der Faltenbalg beim Atmen asymmetrisch bewegt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem Innenraum eines Tanks mehrere der Volumenelemente verwendet werden, um so den Bauraum optimal auszunutzen. Dadurch können auch komplexere Tankgeometrien genutzt werden, was wiederum vorteilhaft für die Unterbringung des Tanks im Fahrzeug ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Faltenbalg spiralförmig gefaltet ist. Bei der Atmung, also dem Auffalten und Zusammenfalten des Faltenbalgs, führt der Faltenbalg dabei eine Drehbewegung aus. Dabei ist es auch möglich, die oben beschriebenen Stützringe in Form einer spiralförmigen Feder an den nach innen weisenden Knickstellen und/oder an den außen weisenden Knickstellen anzuordnen. Diese Form der strukturmechanischen Unterstützung kann gleichzeitig als elastisches Element genutzt werden. Die Funktion des„elastischen Elements“ wird noch im Detail beschrieben.
Führungsanordnung
Vorzugsweise umfasst der Tank zumindest eine Führungsanordnung im Volumenelement oder außerhalb des Volumenelements zum Führen des Faltenbalgs beim Auf- und Zusammenfalten parallel zu seiner Falt-Achse (Z-Achse) und zum Begrenzen einer Bewegung des Faltenbalgs senkrecht zur Falt-Achse. Es können auch mehrere gleiche oder verschiedene Führungsanordnung an selben Faltenbalg verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst eine mögliche Führungsanordnung mehrere am Faltenbalg befestigte Führungselemente und zumindest eine Führung; vorzugsweise mehrere Führungen. Die Führungselemente sind fest mit dem Faltenbalg verbunden und an der Führung oder an den mehreren Führungen beweglich angeordnet. Beispielsweise ist die Führung eine Stange, insbesondere eine teleskopierbare Stange, an der die Führungselemente gleitbeweglich geführt sind.
Vorzugsweise umfasst eine mögliche Führungsanordnung zumindest ein Stützelement, z.B. in Form einer Wandung oder eines Holms. Vorzugsweise ist vorgesehen, im Innenraum des Tanks zumindest ein solches Stützelement anzuordnen, das sich unmittelbar an der Außenseite des Faltenbalgs entlang erstreckt. Das Stützelement ist fest mit der Außenwandung des Tanks verbunden. Dabei kann das Stützelement direkt mit der Außenwandung oder beispielsweise mit einer Schwallwand im Tank verbunden sein. Beispielsweise durch Schwallbewegungen der Flüssigkeit im Tank kann es zu einer Bewegung des Faltenbalgs kommen. Das Stützelement ist insbesondere so angeordnet, um diese Bewegung des Faltenbalgs weitestgehend zu verhindern. Das zumindest eine Stützelement ist vorzugsweise an die Form des aufgefalteten Faltenbalgs angepasst und kann somit ebenfalls kegelförmig oder kegelstumpfförmig sein. Beispielsweise kann das Stützelement auch eine den Faltenbalg umhüllende Einhausung darstellen. So kann das Stützelement den Faltenbalg beim Atmen führen und eine Bewegung senkrecht zu Falt-Achse begrenzen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das zumindest eine Stützelement maximal 40 mm, vorzugsweise maximal 20 mm, vom aufgefalteten Faltenbalg entfernt ist oder unmittelbar am Faltenbalg anliegt.
Vorzugsweise ist eine mögliche Führungsanordnung durch die Außenwandung des Tanks gebildet, wobei sich die Außenwandung dabei in das Innere des Faltenbalgs erstreckt und so den Faltenbalg zumindest im zusammengefalteten Zustand stützen und führen kann. Dadurch, dass sich die Außenwandung nach innen erstreckt entsteht vorzugsweise auf ihrer Außenseite ein Freiraum, in dem vorzugsweise der Filter, insbesondere Staubfilter, angeordnet ist.
Weitere Ausgestaltung des Faltenbalgs
Des Weiteren ist bevorzugt zumindest ein elastisches Element vorgesehen. Das elastische Element ist beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet. Das elastische Element kann im Inneren des Faltenbalgs angeordnet sein oder außen am Faltenbalg angreifen. Das elastische Element kann den Faltenbalg in Richtung seines zusammengefalteten Zustands und/oder seines aufgefalteten Zustands belasten. Die Belastungsrichtung kann dabei so gewählt werden, dass das elastische Element den Faltenbalg beim Auffalten oder beim Zusammenfalten unterstützt.
Wenn das elastische Element im Inneren des Faltenbalgs angeordnet ist, ist es vorzugsweise über den Anschluss und somit durch die erste Elementwand hindurch in den Faltenbalg eingesetzt. Wenn das elastische Element außerhalb des Faltenbalgs angeordnet ist, kann es sich beispielsweise an der zweiten Elementwand und der gegenüberliegenden Außenwandung des Tanks abstützen. Des Weiteren ist es möglich, an der zweiten Elementwand einen Hebel angreifen zu lassen. Dieser Hebel wiederum kann über das elastische Element belastet werden.
Alternative kann der Herstellprozess so eingestellt werden, dass der Faltenbalg sich bei der Abkühlung zusammenzieht, und damit in seinem Gleichgewichtszustand zusammengefaltet ist. Der Faltenbalg selbst erfüllt dann die Funktion des„elastischen Elements“. Die Federkraft des Faltenbalgs wird durch Material, Wanddicke und Geometrie des Faltenbalgs sowie durch dessen Herstellungsprozess eingestellt.
Zusätzlich oder alternativ zu dem elastischen Element kann der Tank einen Aktuator aufweisen. Der Aktuator ist beispielsweise eine Pumpe, mit der aktiv das Gas in das Volumenelement gepumpt oder abgesaugt wird.
Darüber hinaus kann der Aktuator auch mechanisch am Volumenelement angreifen, beispielsweise über den oben beschriebenen Hebel, um das Volumen des Volumenelements aktiv zu verändern. Hierzu wird beispielsweise ein elektromotorischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Aktuator eingesetzt.
Durch die aktive Unterstützung, sei es durch das elastische Element oder den Aktuator, ist es möglich, die Effizienz des Volumenelements zu erhöhen, da ein zügigeres Ansprechverhalten, beispielsweise bei einer Betankung möglich ist. Des Weiteren kann so auch die volle Funktionsfähigkeit bei der Betankung sichergestellt werden. Ferner können höhere Wanddicken bzw. Materialfestigkeiten und somit ein robusteres Design gewählt werden, wobei gleichzeitig das Volumenelement durch die aktive Unterstützung ein zügiges Ansprechverhalten aufweist. Auch die Funktionssicherheit bei tieferen Temperaturen wird durch die aktive Unterstützung verbessert.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Tank zumindest einen Sensor zur Ermittlung des Volumens des Volumenelements aufweist. Der Sensor kann beispielsweise als Abstandssensor, als Winkelsensor oder als Drucksensor arbeiten.
Der Abstandssensor ermittelt vorzugsweise den Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Elementwänden des Volumenelements oder beispielsweise des Abstands zwischen der zweiten Elementwand und der gegenüberliegenden Außenwandung des Tanks (vorzugsweise der unteren Außenwandung).
Der oben beschriebene Hebel, welcher insbesondere an der zweiten Elementwand des Volumenelements angreift, ist vorzugsweise im Tank drehbeweglich angelenkt. So kann am Hebel mit einem entsprechenden Sensor beispielsweise der Winkel des Hebels erfasst werden. Bei bekannter Geometrie des Aufbaues lässt sich aus diesem Winkel das Volumen des Volumenelements errechnen.
Darüber hinaus kann im Innenraum des Tanks (außerhalb des Volumenelements) und/oder im Volumenelement der Druck bestimmt werden. Basierend auf diesem Druck und gegebenenfalls basierend auf den Werten des beschriebenen elastischen Elements und/oder der aktiven Unterstützung mit dem Aktuator, kann das Volumen des Volumenelements errechnet werden.
Des Weiteren ist es auch möglich, mehrere der beschriebenen Sensoren miteinander zu kombinieren, um daraus das Volumen des Volumenelements zu berechnen.
Vorzugsweise ist ein Verfahren zur aktiven Unterstützung des Volumenelements mit dem beschriebenen Aktuator vorgesehen, wobei der Aktuator in Abhängigkeit des Volumens, insbesondere bestimmt mit zumindest einem der Sensoren, des Volumenelements angesteuert wird.
Ersatz bzw. Reparatur des Volumenelements
Gemäß einer bevorzugten Variante ist das Volumenelement an einem Deckel befestigt, so dass durch Entfernen des Deckels, welcher die Außenwandung des Tanks verschließt, das Volumenelement entnommen wird. An demselben Deckel oder an einem anderen Deckel kann ein neues Volumenelement befestigt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Deckel und das durch den Deckel zu verschließende Loch entsprechend der Größe des Volumenelements zu gestalten sind.
Vorzugsweise umfasst der Tank zumindest eine lösbare Halteanordnung. Diese Halteanordnung ist dazu ausgebildet, zumindest zwei benachbarte Falten des Faltenbalgs im zusammengefalteten Zustand zu halten.
Gemäß einer Variante, hält die lösbare Halteanordnung, beispielsweise in Form einer von außen oder innen aufgesteckten Klammer, lediglich manche der Falten des Faltenbalgs zusammen, wobei sich die verbleibenden Falten zusammenfalten und wieder auseinanderfalten können, um somit ein Atmen des Volumenelements zu ermöglichen. Nach einer gewissen Betriebsdauer kann die Halteanordnung gelöst werden und gegebenenfalls an anderen, bereits benutzten Falten angesetzt werden.
Die von der Halteanordnung zusammengehaltenen Falten bilden somit einen Reserve- Bereich des Faltenbalgs. Die verbleibenden Falten können die Atmung ausführen und bilden somit einen Aktiv-Bereich des Faltenbalgs. Sowohl der Aktiv-Bereich als auch der Reserve-Bereich umfassen jeweils mehrere Falten.
Nach einer gewissen Betriebsdauer, nach einem Verschleiß oder bei Auftreten eines Lecks kann die Halteanordnung am Reserve-Bereich gelöst werden, so dass diese Falten aktiv werden. Zusätzlich ist es möglich, dieselbe Haltevorrichtung oder eine weitere Haltevorrichtung zu setzen und dadurch die vorherigen Falten des Aktiven- Bereichs in einen passiven Zustand zu versetzen.
Das Betätigen der zumindest einen Halteanordnung erfolgt beispielsweise über einen Deckel in der Außenwandung des Tanks. Durch Öffnen des Deckels kann beispielsweise mit der Hand in das Innere des Tanks und somit zum Volumenelement oder direkt in das Innere des Volumenelements gegriffen werden.
Falls die Halteanordnung im Innen des Volumenelements ist, wird vorzugsweise über den Deckel ein Zugang zum Faltenbalg ermöglicht. Ferner kann das Volumenelement auch direkt zur Umgebung offen sein, wobei auf den Deckel verzichtet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist auch vorgesehen, dass die Halteanordnung durch ein Auslösesignal von außen gelöst und/oder gesetzt werden kann. Hierzu befindet sich an der Halteanordnung ein entsprechend ansteuerbarer Aktuator.
Die Halteanordnung kann außen an dem Faltenbalg angesetzt sein. Hierzu kann beispielsweise eine Klammer verwendet werden, die mehrere der Falten umklammert und somit in ihrem passiven Zustand zusammenhält.
Darüber hinaus ist es möglich, sowohl außen als auch im inneren des Faltenbalgs eine Halteanordnung zu verwenden, die ineinander rastet oder beispielsweise magnetisch aneinander hält.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Faltenbalg im Inneren durch eine Trennwand in zwei Bereiche unterteilt ist, der eine Bereich ist dabei zunächst als Aktiv- Bereich ausgestaltet. Im zweiten Bereich ist die Halteanordnung vorgesehen, die die einzelnen Falten im gefalteten Zustand zusammenhält. Die beiden Bereiche bzw. die Volumen der beiden Bereiche sind durch eine Öffnung in der Trennwand miteinander verbunden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in den Innenraum des Tanks zumindest zwei Volumenelemente, jeweils mit einem Faltenbalg, angeordnet sind. Eines der beiden Volumenelemente ist zunächst aktiv und kann durch seine Verbindung mit der gasführenden Leitung atmen. Das zweite Volumenelement ist als Reserve-Volumenelement ausgebildet und verbleibt in seinem zusammengefalteten Zustand. Insbesondere ist am Reserve-Volumenelement die beschriebene Halteanordnung vorgesehen, um den zusammengefalteten Zustand aller Falten aufrecht zu erhalten. Nach einer gewissen Betriebsdauer, nach Verschleiß oder einer Leckage wird das aktive Volumenelement durch das Reserve-Volumenelement ersetzt.
Gemäß einer Variante ist das aktive Volumenelement, beispielsweise über seinen Anschluss, der sich an der ersten Elementwand befindet, an der Außenwandung des Tanks befestigt und über den Anschluss mit der gasführenden Leitung verbunden. Das Reserve-Volumenelement ist unabhängig vom aktiven Volumenelement an einer geeigneten Stelle im Innenraum angeordnet. Die beschriebene Halteanordnung hält das Reserve-Volumenelement im zusammengefalteten Zustand. Insbesondere weist dieses Reserve-Volumenelement einen eigenen Anschluss auf. Dieser Anschluss ist vorzugsweise mittels eines Verschlusses, beispielsweise einer Kappe, verschlossen, so dass kein Kraftstoff in das Innere des Reserve-Volumenelements eintritt. Beim Wechsel des Volumenelements, wird das erste Volumenelement von der gasführenden Leitung abgeschlossen. Das erste Volumenelement kann dann beispielsweise im Inneren des Tanks verbleiben oder kann durch die entsprechende Öffnung aus dem Innenraum entfernt werden. Hierzu kann auch eine relativ kleine Öffnung verwendet werden, da es möglich ist, das erste Volumenelement im Innenraum zu zerkleinern oder zusammenzuknüllen, so dass es durch die relativ kleine Öffnung entfernt werden kann. Daraufhin wird der Verschluss am Anschluss des Reserve-Volumenelements gelöst und das Reserve-Volumenelement an die gasführende Leitung angeschlossen. Ferner wird auch die Halteanordnung am Reserve-Volumenelement gelöst, so dass das Reserve- Volumenelement atmen kann.
Gemäß einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass in dem Innenraum zwei Volumenelemente angeordnet sind, wobei jedes Volumenelement über einen eigenen Anschluss direkt mit der gasführenden Leitung verbunden ist. Um zunächst eines der beiden Volumenelemente als„Reserve-Volumenelement“ auszugestalten, weist dieses Volumenelement beispielsweise die beschriebene Halteanordnung auf, um seine Falten im zusammengefalteten Zustand zu halten. Bei Wechsel wird dann die Halteanordnung des Reservevolumenelements gelöst und am ersten Volumenelement die Halteanordnung gesetzt.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, das Zu- und Abströmen des Gases zu einem der beiden Volumenelemente, beispielsweise durch ein 3-Wege Ventil in der entsprechenden Leitung, abzusperren, wodurch auch erreicht wird, dass das gewünschte Volumenelement im zusammengefalteten Zustand verbleibt. Dadurch kann u. U. auf eine Halteanordnung verzichtet werden. Es werden dann vorzugsweise Überdruckventile an jedem Volumenelement angeschlossen, um sicherzustellen, dass das gesperrte Volumenelement, trotz Diffusion durch seine Wandung immer im verdrängten Zustand bleibt. Gemäß einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass lediglich eines der beiden
Volumenelemente über den Anschluss direkt mit der gasführenden Leitung verbunden ist. Das zweite Volumenelement (Reserve-Volumenelement) ist über seinen Anschluss direkt mit dem ersten Volumenelement verbunden. Beispielsweise steckt der Anschluss des Reserve-Volumenelements in der zweiten Elementwand des ersten Volumenelements. Auch hier können wieder Halteanordnungen an beiden
Volumenelementen verwendet werden, um so zu definieren, welches der beiden Volumenelemente atmen soll.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem vorab beschriebenen Tank. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
Figur 1 bis 9 unterschiedliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tanks mit einem Volumenelement, ausgebildet als Faltenbalg,
Figuren 10 bis 13 unterschiedliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tanks mit einem Volumenelement, wobei der Faltenbalg aktive und passive Bereiche aufweist,
Figuren 14 bis 17 unterschiedliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tanks mit zwei Volumenelementen, jeweils ausgebildet als Faltenbalg,
Figur 18 ein Volumenelement, ausgebildet als Faltenbalg mit bistabilen
Falten, und
Figur 19 eine schematische Darstellung zur Figur 18,
Figur 20 ein Volumenelement, ausgebildet als Faltenbalg mit Wellen auf den
Zwischenflächen, und
Figur 21 ein Volumenelement mit weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen. Die Figuren zeigen schematisch unterschiedliche Ausgestaltungen eines Tanks 1. Der Tank 1 wird insbesondere in einem Kraftfahrzeug verwendet.
Der Tank 1 umfasst eine Außenwandung 2, die einen Innenraum 3 zur Aufnahme von Kraftstoff bildet. In dem Innenraum 3 befindet sich zumindest ein Volumenelement 4. An der Außenwandung 2 kann ein Deckel 5 zum Öffnen einer Öffnung ausgebildet sein.
Zu dem Tank 1 führt eine gasführende Leitung 6. Diese ist mit dem zumindest einen Volumenelement 4 gasführend verbunden.
Im Folgenden werden unterschiedliche Ausgestaltungen des Tanks 1 und des
Volumenelements 4 im Detail beschrieben. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen sind vorzugsweise miteinander kombinierbar.
Figur 1 zeigt, dass das Volumenelement 4 zwei gegenüberliegende Elementwände umfasst, nämlich eine oben liegende erste Elementwand 11 und eine gegenüberliegende zweite Elementwand 12. Die beiden Elementwände 1 1 , 12 des Volumenelements 4 sind durch einen Faltenbalg 10 miteinander verbunden. Beim Atmen des Volumenelements bewegt sich der Faltenbalg 10 entlang der eingezeichneten Falt-Achse Z.
An der ersten Elementwand 11 ist ein Anschluss 16 in Form eines Nippels ausgebildet. Dieser Anschluss 16 ragt durch die Außenwandung 2 nach außen und ist mit der gasfüllenden Leitung 6 verbunden.
Des Weiteren zeigt Figur 1 , die Möglichkeit zwischen der ersten Elementwand 11 und der Außenwandung 2 des Tanks 1 zumindest einen Abstandshalter 17 anzuordnen. Die Außenwandung 2 des Tanks 1 kann durch Aufblasen einer Kunststoffform erzeugt werden. Dabei kann bereits vor dem Aufblasen das Volumenelement 4 in dem entstehenden Tank 1 angeordnet sein. Nach dem Aufblasen der Außenwandung 2 kühlt diese ab. Um durch die Erwärmung während des Aufblasens bzw. die nachfolgende Abkühlung das Volumenelement 4 nicht zu beschädigen, ist dieses vorzugsweise durch den zumindest einen Abstandshalter 17 beabstandet.
Des Weiteren zeigt Figur 1 als optionale Ausgestaltung die schematische Anordnung einer Führungsanordnung 56. Die Führungsanordnung 56 umfasst mehrere
Führungselemente 57. Die Führungselemente 57 sind an unterschiedlichen Positionen mit der Außenseite des Faltenbalgs fest verbunden. Des Weiteren umfasst die
Führungsanordnung 56 eine Führung 58. Die Führung 58 ist hier als teleskopierbare Stange ausgebildet, die sich entlang der Falt-Achse Z erstreckt. Die Führungselemente sind gleitbeweglich an der Führung 58 geführt. Die schematische Darstellung in Figur 1 zeigt rein beispielhaft nur eine Führung 58. Tatsächlich können jedoch mehrere dieser Führungen 58 verwendet werden. Insbesondere werden auch mehr als die zwei dargestellten Führungselemente 57 verwendet.
Die Führungsanordnung 56 führt und stützt den Faltenbalg 10 beim Ein- und Ausfalten und somit bei seiner Bewegung parallel zur Falt-Achse Z. Eine Bewegung senkrecht zur Falt-Achse Z wird durch die Führungsanordnung 56 verhindert bzw. begrenzt.
Figur 2 zeigt in einer Detaildarstellung den mehrschichtigen Aufbau der Wandung des Faltenbalgs 10 mit Innenschicht 13, Mittelschicht 14 und Außenschicht 15. Der Faltenbalg 10 weist eine Gesamtdicke 10a als Summe der Dicken aller Schichten auf. Die Außenschicht 15 weist eine Außenschichtdicke 15a, die Innenschicht 13 eine Innenschichtdicke 13a und die Mittelschicht 14 eine Mittelschichtdicke 14a auf. Die Dimensionen und Materialien für die Schichten wurden im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits vorteilhaft definiert. Die Außenschichtdicke 15a ist dünner als die Innenschichtdicke 13a.
Des Weiteren zeigt Figur 2, dass der Faltenbalg abwechselnd eine Vielzahl an nach innen weisenden Knickstellen 18 und nach außen weisenden Knickstellen 19 aufweist. Zwischen den Knickstellen befinden sich jeweils Zwischenflächen 20. Figur 2 zeigt die Anordnung von Stützringen 21 an der Innenseite der Knickstellen 18, 19. Es ist möglich, Stützringe 21 an allen oder manchen Falten anzuordnen. Ferner ist es möglich, die Stützringe 21 sowohl innen als auch außen oder zwischen den Schichten 13, 14, 15 anzuordnen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass an zumindest einer nach außen weisenden Knickstelle 19 (Außenfalte) auf der Innenseite der Wandung des Faltenbalgs 10 ein Stützring 21 eingelegt ist. Der Stützring 21 ist vorzugsweise nicht mit dem Faltenbalg 10 verbunden, sondern lediglich eingelegt.
Zusätzlich oder alternativ zum beschriebenen steifen Stützring 21 kann zumindest eine Falte, insbesondere Außenfalte, durch eine Verstärkungsschicht 15b stabilisiert werden. Wie Figur 2 zeigt befindet sich die Verstärkungsschicht 15b vorzugsweise an der Außenseite des Faltenbalgs 10 und erstreckt sich ringförmig vollumfänglich an zumindest einer nach außen weisenden Knickstelle 19 und bildet somit einen„Stützring".
Zusätzlich oder alternativ zum beschriebenen steifen Stützringen 21 oder dem aus der Verstärkungsschicht 15b gebildeten „Stützring“ kann zumindest eine Außenfalte eine Anstauchung 71 aufweisen, die einen„Stützring“ bildet. Diese Variante wird anhand von Figur 21 beschrieben. Bei der Anstauchung 71 kann durch das Blaswerkzeug ein Materialeinschub an der Innenseite der Knickstelle erzeugt werden, der die Verstärkungswirkung der Anstauchung 71 unterstützt.
Ferner zeigt Figur 2 senkrecht zur Z-Achse einen großen Durchmesser 7 des
Volumenelements 4 an der ersten Elementwand 1 1 und einen kleinen Durchmesser 8 des Volumenelements 4 an der zweiten Elementwand 12. Durch diese Ausgestaltung der Durchmesser 7, 8 ergibt sich ein kegelstumpfförmiges Volumenelement 4. Die Seite mit dem größeren Durchmesser 7 ist vorzugsweise oben angeordnet und liegt an der Außenwandung 2 an.
Figur 3 zeigt ein Stützelement 30 in Form einer Einhausung als Führungsanordnung 56. Dieses Stützelement 30 ist unmittelbar an der Außenseite des aufgefalteten Faltenbalgs 10 angeordnet und begrenzt eine etwaige Bewegung des Faltenbalgs 10, beispielsweise verursacht durch die sich im Innenraum 3 bewegende Flüssigkeit.
Darüber hinaus führt das Stützelement 30, ausgebildet als Führungsanordnung 56, den Faltenbalg beim Ein- und Ausfalten und begrenzt dabei eine etwaige Bewegung senkrecht zur Falt-Achse Z.
Figur 4 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der Führungsanordnung 56. Hierzu zeigt Figur 4 auf der linken Seite den Faltenbalg 10 im ausgefalteten Zustand. Auf der rechten Seite zeigt Figur 4 den eingefalteten Faltenbalg. Gemäß Figur 4 ist die
Führungsanordnung 56 dadurch gebildet, dass sich die Außenwandung 2 in das Innere des Faltenbalgs 10 erstreckt. Dieser Bereich der Außenwandung 2 kann alternativ auch durch einen Deckel 5 gebildet werden, der einen Teil der Außenwandung 2 darstellt.
Dadurch dass sich gemäß Figur 4 die Außenwandung 2 in das Innere des Faltenbalgs 10 erstreckt, kann dieser Bereich der Außenwandung 2 den Faltenbalg zumindest teilweise stützen und/oder führen. So begrenzt auch dieser nach Innen gewölbte Bereich der Außenwandung 2 eine Bewegung des Faltenbalgs 10 senkrecht zur Falt-Achse Z.
Figur 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Faltenbalgs 10 mit spiralförmiger Faltung. Beim Auf- und Zufalten des Faltenbalgs 10 entlang der Z-Achse dreht sich die zweite Elementwand 12 relativ zur ersten Elementwand 1 1 um die Z-Achse. Der Stützring 21 ist hier spiralförmig ausgestaltet und kann gleichzeitig auch als elastisches Element 36 verwendet werden. Das elastische Element 36 wird anhand von Figur 6 genauer erläutert.
Ferner zeigt Figur 5 die Verwendung eines Abstandssensors 31. Hier ist der
Abstandssensor 31 an der Innenseite der ersten Elementwand 11 angeordnet und misst den Abstand zur zweiten Elementwand 12. Vorzugsweise befindet sich hierzu an der zweiten Elementwand 12 ein entsprechendes Gegenstück 32, beispielsweise ausgebildet als Reflektor. Der Abstandssensor 31 kann beispielsweise optisch oder
elektromagnetisch oder akustisch arbeiten. Durch Messen des Abstandes zwischen den beiden Elementwänden 11 , 12 kann eine entsprechende Steuereinheit das aktuelle Volumen des Volumenelements 4 berechnen. Die Verwendung des Abstandssensors 21 ist dabei unabhängig von der etwaigen spiralförmigen Faltung des Faltenbalgs 10.
Bei der spiralförmigen Faltung dreht sich das Gegenstück 32 relativ zum Abstandssensor 31. Dadurch kann der Abstandssensor 31 auch einen Drehwinkel zum Gegenstück 32 erfassen und dadurch auf den Abstand rückschließen.
Figur 6 zeigt neben der Verwendung eines Abstandssensors 31 im Inneren des
Volumenelements 4 noch weitere mögliche Sensoren, die auch einzeln verwendet werden können, um Rückschlüsse auf das Volumen des Volumenelements 4 zu ziehen:
So zeigt Figur 6 beispielsweise einen Abstandssensor 31 am Boden der Außenwandung 2, der den Abstand zur zweiten Elementwand 12, gegebenenfalls ebenfalls mit einem Gegenstück 32, misst.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Drucksensor 33 verwendet werden, der beispielsweise den Druck im Innenraum 3 außerhalb des Volumenelements 4 oder (nicht dargestellt) den Druck im Volumenelement 4 misst.
Unabhängig von den Sensoren zeigt Figur 6 eine mögliche Anordnung eines elastischen Elements 36, hier in Form einer Feder. Im gezeigten Beispiel ist das elastische Element 36 im Inneren des Volumenelements 4 angeordnet. Das elastische Element 36 stützt sich im Inneren des Volumenelements 4 gegen die zweite Elementwand 12 und ist auf der Gegenseite beispielsweise im Inneren des Anschlusses 16 abgestützt. Insbesondere kann dieses elastische Element 36 auch durch den Anschluss 16 hindurch in das Innere des Volumenelements 4 eingeführt werden. Das elastische Element kann alternativ an der oberen Wandung befestigt sein; wie mit 36‘ in Figur 6 dargestellt ist. Alternativ hierzu ist es beispielsweise auch möglich, ein elastisches Element 36 an der Unterseite der zweiten Elementwand 12 anzuordnen und gegen die Außenwandung 2 abzustützen.
Ferner zeigt Figur 6 eine Verwendung eines Hebels 34, der im Innenraum 3 schwenkbar angelenkt ist und mit der zweiten Elementwand 12 verbunden ist. Die Bewegung dieses Hebels kann beispielsweise mit einem Winkelsensor 35 erfasst werden, wodurch sich wiederum Rückschlüsse ziehen lassen auf das aktuelle Volumen des Volumenelements 4.
Des Weiteren kann der Tank 1 zumindest einen Aktuator 37 umfassen, mit dem es möglich ist, das Volumen des Volumenelements 4 aktiv zu beeinflussen. Dies kann insbesondere basierend auf dem durch die Sensoren 31 , 33, 35 ermittelten Volumen erfolgen.
Ein möglicher Aktuator 37 ist eine Pumpe, mit der über den Anschluss 16 Gas in das Volumenelement 4 gepumpt oder abgesaugt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, beispielsweise einen Aktuator 37 in Form eines elektrischen Antriebs am Hebel 34 anzuordnen. Dadurch kann mit dem Aktuator 37 der Hebel 34 bewegt werden, wodurch wiederum die zweite Elementwand 12 gegenüber der ersten Elementwand 1 1 bewegt wird.
Figur 7 zeigt rein schematisch eine Ausgestaltung, bei der der Faltenbalg 10 auf einer Seite steifer ausgebildet ist als auf einer gegenüberliegenden Seite. Diese Ausgestaltung des Faltenbalgs 10 kann mit allen anderen hier vorgestellten Ausgestaltungen kombiniert werden. Figur 7 verdeutlicht, wie durch die unterschiedlichen Steifigkeiten der Faltungen des Faltenbalgs 10 es möglich ist, dass sich der Faltenbalg asymmetrisch auf- und zufaltet. Dadurch kann der Faltenbalg 10 an spezifische Geometrien des Innenraums 3 angepasst werden.
Figur 8 verdeutlicht rein schematisch, dass der Faltenbalg nach oben direkt offen sein kann und über eine entsprechende Öffnung in der Außenwandung 2 mit der Umgebung verbunden sein kann. In dieser Ausgestaltung ist keine gasführende Leitung 6 nötig, sondern das Innere des Faltenbalgs 10 ist direkt zur Umgebung hin offen.
Figur 9 zeigt eine einfache Möglichkeit zum Auswechseln des Volumenelements 4. Gemäß Figur 9 ist in der Außenwandung 2 ein Deckel 5 angeordnet. Das
Volumenelement 4 ist an der Innenseite dieses Deckels 5 angeordnet. Der Deckel 5 verschließt eine Öffnung, die groß genug ist, um den Deckel samt Volumenelement 4 aus dem Innenraum 3 zu entfernen.
Figur 10 zeigt eine Variante, bei der mehrere benachbarte Falten des Faltenbalgs 10 mittels einer Halteanordnung 40 im gefalteten Zustand zusammengehalten werden. In diesem Beispiel ist die Halteanordnung 40 als eine Klammer ausgebildet, die von außen auf den Faltenbalg 10 aufgesetzt ist. Die Halteanordnung 40 hält somit bestimmte Falten des Faltenbalgs 10 zusammen, die einen Reserve-Bereich des Faltenbalgs 10 bilden. Durch Entfernen dieser Halteanordnung 40 und gegebenenfalls durch Setzen der Halteanordnung 40 an anderen Falten des Faltenbalgs 10, kann der Reserve-Bereich aktiviert werden.
Figur 11 zeigt, dass die Halteanordnung 40, wie sie anhand von Figur 10 erläutert wurde, auch im Inneren des Faltenbalgs 10 angeordnet werden kann. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Deckel 5 in der Außenwandung 2 des Tanks 1 so angeordnet ist, dass durch Öffnen des Deckels direkt das Innere des Faltenbalgs 10 zugänglich ist. Dadurch kann die Halteanordnung 40 durch eine Person gelöst werden.
Der in Figur 1 1 gezeigte Deckel 5, welcher einen direkten Zugang in das Innere des Faltenbalgs 10 ermöglicht, kann auch unabhängig von der gezeigten Halteanordnung 40 verwendet werden, um beispielsweise eine Reparatur des Faltenbalgs 10 von innen zu ermöglichen.
Figur 12 zeigt eine Ausgestaltung der Halteanordnung 40 mit zwei gegenüberliegenden Elementen, die ineinander rasten oder anderweitig, beispielsweise magnetisch, aneinander halten. In der Darstellung nach Figur 12 ist die untere Hälfte des Faltenbalgs 10 passiv und dient zur Reserve. Nach einem entsprechenden Verschleiß oder beispielsweise einer Leckage kann die Halteanordnung 40 so gesetzt werden, dass die obere Hälfte des Faltenbalgs 10 passiv wird und die untere Hälfte des Faltenbalgs 10 zum Atmen verwendet wird.
Figur 13 zeigt eine ähnliche Variante wie in Figur 12. Allerdings befindet sich hier die Haltevorrichtung 40 im Inneren des Faltenbalgs 10, in Form eines Ouick-Connectors. Vorteil der Vorrichtung ist, dass ein Leck im oberen Teil die Emissionen nicht beeinflussen würden, weil es abgedichtet ist.
Des Weiteren zeigt Figur 13, dass der Faltenbalg 10 durch eine Trennwand 43 unterteilt ist. Die Trennwand 43 weist eine Öffnung auf, so dass die beiden Bereiche des
Faltenbalgs miteinander verbunden sind. An dieser Öffnung sowie an der ersten Elementwand 1 1 bzw. am Anschluss 16 befindet sich die Haltevorrichtung 40, die es ermöglicht, diese Öffnung der Trennwand 43 direkt mit dem Anschluss 16 zu verbinden. Dies erfolgt dann, wenn die Halteanordnung 40 des unteren Bereichs des Faltenbalgs gelöst wird und der obere Bereich des Faltenbalgs 10 passiv gesetzt wird. Die
Haltevorrichtung 40 im ersten Volumenelement 4 ist gleichzeitig als
Verbindungsanordnungen 41 ausgebildet, die einen einfachen und lösbaren Anschluss der Öffnung der Trennwand 43 an die gasführende Leitung 6 ermöglicht. Zur Entbindung der unteren Haltevorrichtung 40 (z. B. in der Werkstatt, bei einer Reparatur oder einem Service) kann man bspw. die Verbindungsanordnungen 41 oben anschließen, und das Volumenelement 4 mit Druck beaufschlagen, bis zum Reißen der Haltevorrichtung 40.
Figur 14 zeigt eine Variante, bei der sich zwei Volumenelemente 4 im Innenraum 3 befinden. Während das eine Volumenelement 4 durch seine Verbindung mit der gasförmigen Leitung 6 atmet, verbleibt das Reserve-Volumenelement 4 im
zusammengefalteten Zustand, gehalten durch die Halteanordnung 40, an einer beliebigen Stelle im Innenraum 3. Insbesondere ist der Anschluss 16 des Reserve- Volumenelements 4 dabei durch einen Verschluss 42 (Kappe) verschlossen, so dass kein Kraftstoff in das Innere des Reserve-Volumenelements 4 eintreten kann. Beim Wechseln der Volumenelemente 4 wird das erste Volumenelement 4 abgezogen. Vom Reserve-Volumenelement 4 wird der Verschluss 42 entfernt, so dass der Anschluss 16 des Reserve-Volumenelements 4 an der entsprechenden Öffnung in der Außenwandung 2 angeschlossen werden kann. Hierzu sind an der Außenwandung 2 und an den Anschlüssen 16 vorzugsweise entsprechend lösbare Verbindungsanordnungen 41 vorgesehen.
Figur 15 zeigt eine Variante, bei der sich ebenfalls zwei Volumenelemente 4 im
Innenraum 3 befinden. Das Reserve-Volumenelement 4 ist dabei wiederum mittels einer Halteanordnung 40 im zusammengefalteten Zustand gehalten. Beide Volumenelemente 4 sind stets über eigene Anschlüsse 16 mit der gemeinsamen gasführenden Leitung 6 verbunden. Durch entsprechendes Lösen und Setzen der Halteanordnungen 40 im ersten Volumenelement 4 bzw. im Reserve-Volumenelement 4 kann bestimmt werden, welches Volumenelement im zusammengefalteten Zustand verbleibt und welches Volumenelement 4 atmet.
Figur 16 zeigt wie Figur 15 zwei Volumenelemente 4, jeweils als Faltenbalg 10, im Inneren des Tanks 1. Beide Volumenelemente 4 sind über eigene gasführende Leitungen 6 mit der Umgebung verbunden. In der Variante nach Figur 16 bedarf es allerdings keiner Halteanordnungen 40. Gemäß Figur 16 sind die beiden Leitungen 6 der beiden Volumenelemente 4 über ein Dreiwegeventil 61 miteinander verbunden. Durch entsprechende Schaltung des Dreiwegeventils 61 kann entweder das eine oder das andere Volumenelement 4 zur Anwendung kommen.
Es werden dann vorzugsweise Überdruckventile 60 an jedem Volumenelement 4 verwendet, um sicherzustellen, dass das gesperrte Volumenelement 4, trotz Diffusion durch seine Wandung immer im verdrängten Zustand bleibt.“
Figur 17 zeigt ebenfalls eine Anordnung mit zwei Volumenelementen 4 im Innenraum 3. Diese Anordnung entspricht der Darstellung in Figur 9 mit dem Unterschied, dass es sich hierbei nicht um einen einzelnen Faltenbalg 10 handelt, der durch eine Trennwand 43 unterteilt ist, sondern um zwei eigene Faltenbälge 10, die miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zu Figur 13 weist das erste Volumenelement 4 gemäß Figur 17 eine
Halteanordnung 40 auf, die eigenständig von der Verbindungsanordnung 41 konstruiert ist.
Figur 18 zeigt die Möglichkeit, die Falten des Faltenbalgs 10 bistabil auszubilden. Figur 18 zeigt hierzu eine bistabile Falte 55, wobei insbesondere mehrere oder alle der Falten als bistabile Falten 55 ausgebildet sein können.
Figur 19 zeigt zu Figur 18 den vorteilhaften Verlauf des Volumens des Faltenbalgs 10 in Abhängigkeit des Drucks im Volumenelement 4 als gestrichelte Linie unter Verwendung von bistabilen Falten 55 für alle Falten im Vergleich zu herkömmlichen stabilen Falten mit der durchgezogenen Linie.
Figur 20 zeigt in rein schematischer Darstellung für alle hier gezeigten
Ausführungsbeispiele, dass zur Unterstützung einer gleichmäßigen Bewegung des Faltenbalgs 10 entlang der Falt-Achse Z und um die Atmung zu vereinfachen und die Falten gleichzeitig zu stabilisieren optional vorgesehen sein kann, dass die zwischen den Knickstellen befindlichen Zwischenflächen 20 Wellen 62 aufweisen und somit wellenförmig bzw. in Wellenstruktur gestaltet sind.
Die erste Elementwand 1 1 und/oder die zweite Elementwand 12 können als steife Platten ausgebildet sein. Alternative kann man umlaufende radiale Falten im Boden integrieren, damit der Boden sich innerhalb der Außenfalten etwas aufwärts bewegen kann, um das minimale Volumen weiter zu verringern. In diesem Fall ist die Elementwand 12 keine steife Platte mehr. Figur 20 zeigt diese Ausgestaltung, die mit oder ohne den Welle 62 zur Anwendung kommen kann. Figur 21 zeigt weitere mögliche Ausgestaltungen des Volumenelement 4, die einzeln oder in Kombination mit anderen Merkmalen der Erfindung zur Anwendung kommen können:
Zu Figur 2 wurden Stützringe 21 bzw. eine Verstärkungsschicht 15b zur Bildung einer Art „Stützring" beschrieben. Zusätzlich oder alternativ hierzu zeigt Figur 21 eine vollumfängliche Anstauchung 71 beispielhaft an einer Falte, die durch ihre Materialverdickung einen„Stützring“ bildet.
Ferner zeigt Figur 21 eine steife erste Elementwand 11. Der Faltenbalg 10 ist an die erste Elementwand 11 angeblasen. Derselbe Aufbau ergibt sich auch, wenn die erste Elementwand 1 1 an den Faltenbalg angeklebt oder angeschweißt ist.
Des Weiteren zeigt Figur 21 , dass der Boden des Faltenbalgs 10 bzw. die zweite Elementwand 12 ein ringförmiges Strukturverstärkungselement 70 umfassen kann.
Bezugszeichenliste:
1 Tank
2 Außenwandung
3 Innenraum
4 Volumenelement
5 Deckel
6 gasführende Leitung
7 großer Durchmesser
8 kleiner Durchmesser
10 Faltenbalg
10a Gesamtdicke
1 1 erste Elementwand
12 zweite Elementwand
13 Innenschicht
13a Innenschichtdicke
14 Mittelschicht
14a Mittelschichtdicke
15 Außenschicht
15a Außenschichtdicke
15b Verstärkungsschicht
16 Anschluss
17 Abstandshalter
18 nach innen weisende Knickstellen
19 nach außen weisenden Knickstellen
20 Zwischenflächen
21 Stützringe
30 Stützelement als Führungsanordnung 56
31 Abstandssensor
32 Gegenstück
33 Drucksensor
34 Hebel
35 Winkelsensor
36 elastisches Element
37 Aktuator
40 Halteanordnung
41 Verbindungsanordnung 42 Verschluss
43 Trennwand
50 austretende Strömung
51 Leck
55 bistabile Falte
56 Führungsanordnung
57 Führungselement
58 Führung
59 Filter
60 Überdruckventil
61 Dreiwegeventil
62 Wellenstruktur
70 Strukturverstärkungselement
71 Anstauchung

Claims

Patentansprüche:
1. Tank (1 ), insbesondere Kraftstofftank, zur Aufnahme einer Flüssigkeit in einem Kraftfahrzeug, umfassend
• eine Außenwandung (2), die einen Innenraum (3) zur Aufnahme der Flüssigkeit bildet,
• zumindest ein im Innenraum (3) angeordnetes Volumenelement (4) zur
Aufnahme von Gas, insbesondere Luft, und
• eine Öffnung, insbesondere eine das Gas führende Leitung (6), zwischen dem Volumenelement (4) und der Umgebung des Tanks (1 ) zur Veränderung des Volumens des Volumenelements (4),
• wobei das zumindest eine Volumenelement (4) zumindest teilweise als
Faltenbalg (10) ausgebildet ist.
2. Tank nach Anspruch 1 , wobei der Faltenbalg (10) zumindest zwei Schichten
aufweist, nämlich eine Innenschicht (13) und eine Außenschicht (15), wobei die Innenschicht (13) aus einem anderen Material gefertigt ist als die Außenschicht (15).
3. Tank nach Anspruch 1 , wobei der Faltenbalg (10) zumindest drei Schichten
aufweist, nämlich eine Innenschicht (13) mit Innenschichtdicke (13a), eine
Mittelschicht (14) mit Mittelschichtdicke (14a) und eine Außenschicht (15) mit Außenschichtdicke (15a), wobei die Mittelschicht (14) aus einem anderen Material gefertigt ist als die Innenschicht (13) und die Außenschicht (15).
4. Tank nach Anspruch 3, wobei die Mittelschichtdicke (14a) 5 bis 800 miti,
insbesondere 10 bis 300 miti, besonders vorzugsweise 15 bis 100 gm, weiter vorzugsweise 20 bis 40 gm, beträgt.
5. Tank nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Mittelschichtdicke (14a) dünner ist als die Außenschichtdicke (15a) und/oder dünner ist als die
Innenschichtdicke (13a).
6. Tank nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Mittelschichtdicke (14a) 1 % bis 25%, vorzugsweise 5% bis 15%, einer Gesamtdicke (10a) des Faltenbalgs beträgt.
7. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumenelement • zumindest einen Stützring (21 ), vorzugsweise an der Innenseite einer nach außen weisenden Knickstelle (19) des Faltenbalgs 10, und/oder
• zumindest eine ringförmige Verstärkungsschicht (15b), vorzugsweise an der Außenseite einer nach außen weisenden Knickstelle (19) des Faltenbalgs 10, und/oder
• zumindest eine ringförmige Anstauchung (71 ), vorzugsweise an einer nach außen weisenden Knickstelle (19) des Faltenbalgs 10, aufweist.
8. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Faltenbalg (10) kegelförmig oder kegelstumpfförmig ist.
9. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Faltenbalg (10) spiralförmig gefaltet ist.
10. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumenelement (4) eine erste Elementwand (11 ) und eine zweite Elementwand (12) aufweist und die beiden Elementwände (11 , 12) mit dem Faltenbalg (10) verbunden oder zumindest teilweise durch den Faltenbalg (10) gebildet sind.
11. Tank nach Anspruch 10, wobei zumindest eine Elementwand (11 ) steif ausgebildet ist und der Faltenbalg (10) an die Elementwand (11 ) angeblasen oder
stoffschlüssig oder formschlüssig mit der Elementwand (11 ) verbunden ist.
12. Tank nach Anspruch 10 oder 11 , wobei zumindest eine Elementwand (11 ) steif ausgebildet ist und mehrere Schichten aus unterschiedlichen Kunststoffen aufweist.
13. Tank nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei zumindest eine Elementwand (12) durch den Faltenbalg (10) gebildet ist und zumindest ein, vorzugsweise ringförmiges, Strukturverstärkungselement (70) aufweist.
14. Tank nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei zwischen der ersten
Elementwand (11 ) und der Außenwandung (2) zumindest ein Abstandshalter (17) angeordnet ist.
15. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
zumindest eine Führungsanordnung (56) zum Führen des Faltenbalgs (10) beim Auf- und Zusammenfalten parallel zu seiner Falt-Achse (Z) und zum Begrenzen einer Bewegung des Faltenbalgs (10) senkrecht zur Falt-Achse (Z).
16. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine den Faltenbalg (10) umgebende Schutzhülle.
17. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest ein elastisches Element (36), vorzugsweise eine Feder, wobei das elastische Element (36) angeordnet ist, um den Faltenbalg (10) in Richtung seines
zusammengefalteten Zustands und/oder aufgefalteten Zustands zu belasten.
18. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest einen Sensor (31 , 33, 35) zur Ermittlung des Volumens des Volumenelements (4).
19. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest einen Aktuator (37) zum aktiven Verändern des Volumens des Volumenelements (4).
20. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine lösbare Halteanordnung (40), die zumindest zwei benachbarte Falten des Faltenbalgs (10) im zusammengefalteten Zustand zusammenhält.
21. Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest zwei der Volumenelemente (4) im Innenraum (3), nämlich zumindest ein aktives
Volumenelement (4) und zumindest ein Reserve-Volumenelement (4), wobei das Volumen des aktiven Volumenelements (4) durch seine Verbindung mit der gasführenden Leitung (6) veränderbar ist während das Reserve-Volumenelement (4) bis zu seiner Verwendung im zusammengefalteten Zustand verbleibt.
22. Tank nach Anspruch 21 , wobei das aktive Volumenelement (4) und das Reserve-
Volumenelement (4) jeweils über einen eigenen Anschluss (16) gleichzeitig mit der gasführenden Leitung (6) verbunden sind.
23. Tank nach Anspruch 21 , wobei die Volumen des aktiven Volumenelements (4) und des Reserve-Volumenelements (4) direkt miteinander verbunden sind.
EP19707786.0A 2018-02-28 2019-02-26 Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement Pending EP3758965A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018203006.5A DE102018203006A1 (de) 2018-02-28 2018-02-28 Tank eines Kraftfahrzeuges mit Volumenelement
PCT/EP2019/054711 WO2019166422A1 (de) 2018-02-28 2019-02-26 Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3758965A1 true EP3758965A1 (de) 2021-01-06

Family

ID=65576369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19707786.0A Pending EP3758965A1 (de) 2018-02-28 2019-02-26 Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200406745A1 (de)
EP (1) EP3758965A1 (de)
JP (1) JP2021516185A (de)
KR (1) KR20200123237A (de)
CN (1) CN112135745B (de)
DE (1) DE102018203006A1 (de)
WO (1) WO2019166422A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11555473B2 (en) * 2018-05-29 2023-01-17 Kontak LLC Dual bladder fuel tank
DE102019126414A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-01 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Kraftstofftanksystem und Kraftfahrzeug
CA3217967A1 (en) 2021-05-07 2022-11-10 Larry W. Stuck Self-sealing fuel tank and method of forming a self-sealing fuel tank
BE1030475B1 (fr) 2022-04-21 2023-11-27 Plastic Omnium Advanced Innovation & Res Système de stockage de carburant de véhicule comprenant une vessie
BE1030693B1 (fr) * 2022-07-07 2024-02-05 Plastic Omnium Advanced Innovation & Res Système de stockage de carburant de véhicule comprenant une vessie

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB760962A (en) * 1954-01-15 1956-11-07 Maurice Abrey Improvements relating to pumping apparatus for respiratory equipment and control means therefor
US2798639A (en) * 1955-07-11 1957-07-09 Universal Oil Prod Co Container
GB1205953A (en) * 1967-03-14 1970-09-23 Smiths Industries Ltd Improvements in or relating to fuel supply tanks
GB1233963A (de) * 1969-01-14 1971-06-03
GB1304418A (de) * 1969-07-31 1973-01-24
DE2125117B2 (de) * 1971-05-21 1976-06-16 Faltenbalg
US3693825A (en) * 1971-06-28 1972-09-26 Gen Motors Corp Fuel tank having bellows for control of fuel evaporation
US3701540A (en) * 1971-12-10 1972-10-31 William L Pringle And Associat Fuel tank assembly
JPS58128456A (ja) * 1982-01-26 1983-08-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料捕集装置
JPS60199730A (ja) * 1984-03-23 1985-10-09 Toyota Motor Corp 車両用燃料タンク
US4880135A (en) * 1987-07-15 1989-11-14 Neou In Meei Evaporative emission control of liquid storage tanks using bellow sealing systems
DE3900499A1 (de) * 1988-12-07 1990-07-05 Holzer Walter Einrichtung zur verhinderung des freien austritts von brennstoffdaempfen aus brennstoffbehaeltern
US5056493A (en) * 1989-01-24 1991-10-15 Walter Holzer Environmentally harmonious fuel tank
DE3913871A1 (de) * 1989-04-27 1990-11-15 Schmidt Holthausen Hans Joachi Kraftstofftank fuer kraftfahrzeuge und dergleichen
DE4018648C2 (de) * 1990-06-11 1999-04-01 Opel Adam Ag Kraftstofftank
JP3518087B2 (ja) * 1994-10-21 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料貯留装置
JP3362540B2 (ja) * 1995-01-30 2003-01-07 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料貯留装置
JP3178991B2 (ja) * 1995-06-23 2001-06-25 矢崎総業株式会社 液体タンク
JP3385880B2 (ja) * 1995-11-20 2003-03-10 トヨタ自動車株式会社 自動車用燃料貯留装置
RU2107634C1 (ru) * 1996-01-30 1998-03-27 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Транспортное средство
DE19650124A1 (de) * 1996-12-03 1998-06-04 Wanzke Helga Ventil mit sich selbsttätig hydraulisch einstellendem Ausgleichselement
DE19650244B4 (de) * 1996-12-04 2007-01-25 Siemens Ag In einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges anzuordnender Schwalltopf
JPH10193991A (ja) * 1997-01-14 1998-07-28 Toyota Motor Corp 燃料タンク
JPH10181360A (ja) * 1996-12-26 1998-07-07 Toyota Motor Corp 車両用燃料タンク
US5975331A (en) * 1996-12-26 1999-11-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel tank comprising a separator film
JPH10184463A (ja) * 1996-12-26 1998-07-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP3395553B2 (ja) * 1996-12-26 2003-04-14 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料タンク
KR100206065B1 (ko) * 1997-01-24 1999-07-01 유연덕 자동차 연료탱크의 연료증발 방지장치
DE19832858A1 (de) * 1998-07-22 2000-02-03 Huebner Gummi & Kunststoff Balg oder Elemente eines Balges eines Übergangs zwischen zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugen
DE19905359A1 (de) * 1999-02-10 2000-08-17 Mannesmann Vdo Ag Kraftstoffbehälter
US6412476B1 (en) * 2000-08-02 2002-07-02 Ford Global Tech., Inc. Fuel system
DE10059549B4 (de) * 2000-11-30 2004-08-26 Man Nutzfahrzeuge Ag Behälter zur Bevorratung von gefriergefährdeten Flüssigkeiten
US6681789B1 (en) * 2001-03-29 2004-01-27 The United States Of America As Represented By The United States Environmental Protection Agency Fuel tank ventilation system and method for substantially preventing fuel vapor emissions
JP4140370B2 (ja) * 2002-12-16 2008-08-27 日産自動車株式会社 車両の重心移動構造
KR20050059373A (ko) * 2003-12-13 2005-06-20 데벤드라 쿠마 샤마 안전한 항공기 연료탱크
JP4852823B2 (ja) * 2004-03-09 2012-01-11 セイコーエプソン株式会社 燃料電池用の液体燃料カートリッジ
DE102004038043A1 (de) * 2004-08-02 2006-03-16 Ducqué, Ralf System mit mindestens zwei Tankbehältern und Verfahren zur Bevorratung von Fluiden unter Verwendung eines derartigen Systems
JP2006193127A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Honda Motor Co Ltd 燃料タンク
US8002142B2 (en) * 2008-06-19 2011-08-23 Honeywell International Inc. Ambient pressure-responsive variable volume fuel tank
DE102008046586B4 (de) * 2008-09-10 2018-12-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftstofftank für Fahrzeuge
DE102009021501B4 (de) * 2009-05-15 2011-09-01 F. Holzer Gmbh Vorratsbehälter sowie Verwendung des Vorratsbehälters
DE102009028021A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffspeicher und Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Kraftstoffspeicher
JP2012097658A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Toyota Motor Corp 燃料タンクシステム
JP5810845B2 (ja) * 2011-11-02 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 燃料タンク構造
DE102012023172A1 (de) * 2012-11-28 2014-06-12 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Instationärer Behälter sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2997264A4 (de) * 2013-05-15 2017-01-18 Technetics Group, LLC Doppelbalgseparator für hochdruckanwendungen
WO2016012284A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tanksystem eines kraftfahrzeugs mit einem volumenveränderungselement
JP6239485B2 (ja) * 2014-10-30 2017-11-29 本田技研工業株式会社 流体貯留装置
JP6646940B2 (ja) * 2015-03-19 2020-02-14 本田技研工業株式会社 車両用燃料タンク
DE102015210206A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-08 Röchling Automotive SE & Co. KG Flüssigkeitstank mit schwimmergesteuerter Befülleinrichtung
JP2017001571A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 トヨタ自動車株式会社 燃料タンク構造
JP6311656B2 (ja) * 2015-06-16 2018-04-18 トヨタ自動車株式会社 燃料タンク構造
JP6710058B2 (ja) * 2015-09-29 2020-06-17 住友理工株式会社 フィラーチューブ及びその製造方法
DE102016207741A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tanksystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Volumenveränderungselement

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021516185A (ja) 2021-07-01
CN112135745B (zh) 2024-06-14
WO2019166422A1 (de) 2019-09-06
KR20200123237A (ko) 2020-10-28
DE102018203006A1 (de) 2019-08-29
US20200406745A1 (en) 2020-12-31
CN112135745A (zh) 2020-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3758965A1 (de) Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement
DE102010055311B4 (de) Einrichtung zur Entlüftung und Belüftung eines Kraftstofftanks
EP3642528B1 (de) Tank eines kraftfahrzeuges mit volumenelement
EP3810452B1 (de) Verbindungsvorrichtung zum verbinden eines ausgleichsbehälters mit einem betriebsflüssigkeitsbehälter, ausgleichsbehälter für einen betriebsflüssigkeitsbehälter, und betriebsflüssigkeitsbehälter für ein kraftfahrzeug
EP3658399B1 (de) Betriebsflüssigkeitsbehälter mit ausgleichsbehälter zum ausgleichen von druckschwankungen im betriebsflüssigkeitsbehälter
DE102016110559B4 (de) Kraftstofftankstruktur
DE102008046586A1 (de) Tank, insbesondere Kraftstofftank für Fahrzeuge
DE19905359A1 (de) Kraftstoffbehälter
EP3458177B1 (de) Kraftstoffdampffilter für eine tankentlüftungseinrichtung eines kraftfahrzeugs mit verbesserten beladeeigenschaften
EP3368362B1 (de) Verfahren zum überprüfen der dichtheit einer kraftstoffversorgungsanlage
EP1506936B1 (de) Verschlussvorrichtung für Brennstoffbehälter
WO2002070296A1 (de) Kraftstoffbehälter
DE102005011026B4 (de) Einrichtung zur Trennung eines Kraftstoff-/Luftgemischs und Abscheidung von Kraftstoff aus diesem Gemisch
EP3661794B1 (de) Ventilsystem für einen kraftstofftank
DE102010048844A1 (de) Kraftstofftank mit einem Tankeinlassventil
DE10139619B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum emissionsarmen Betankungsbetrieb einer Tankanlage insbesondere eines Kraftfahrzeuges
WO2017108156A1 (de) Beduftungsvorrichtung für ein fahrzeug
WO2021013941A1 (de) Schutzabdeckung für ausgleichsbehälter in einem betriebsflüssigkeitsbehälter und betriebsflüssigkeitsbehälter mit ausgleichsbehälter und schutzabdeckung
DE102010047348A1 (de) Druckausgleichsvorrichtung für ein Behältnis und Behältnis mit einem Verschlussdeckel
DE10049537B4 (de) Kraftstofftank-Entlüftungsanlage
DE102019119576A1 (de) Ventileinheit für einen Kraftstofftank
DE102009022587A1 (de) Entlüftungssystem für einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges
DE102009040680A1 (de) Tanksystem
WO2012155939A1 (de) Vorrichtung zum binden von dämpfen aus einem kraftstofftank
WO2021063987A1 (de) Kraftstofftanksystem und kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200811

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220923

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230601