DE102010005536A1

DE102010005536A1 - Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010005536A1
Application number: DE102010005536A
Authority: DE
Inventors: Bastian 74076 Rosenauer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-01-23
Filing date: 2010-01-23
Publication date: 2011-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter (10) für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand (12), die ein Volumen (14) zur Aufnahme der Betriebsflüssigkeit umgibt. Erfindungsgemäß ist die Behälterwand (12) formstabil ausgeführt und bildet mindestens eine Einrichtung (16) aus, die das Volumen (14) des Behälters (10) im Verformungsfall im Wesentlichen erhält.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Betriebsflüssigkeitsbehälter ist üblicherweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt und in der Regel über einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Im Falle eines Crashs besteht die Gefahr, dass der Betriebsflüssigkeitsbehälter zusammengedrückt wird. Durch die daraus folgende Reduktion des Behältervolumens steigt der Druck im Behälter an, was am Ende zu einem Versagen des Behälters und zum Austreten der Betriebsflüssigkeit aus dem Behälter führen kann. Insbesondere kann die austretende Betriebsflüssigkeit anfangen zu brennen, wenn sie beispielsweise die heiße Abgasanlage des Kraftfahrzeugs berührt.
In der US 3,559,708 wird ein Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Behälter umfasst flexible Wände, in denen eine oder mehrere Falten gebildet sind. Im normalen Betriebszustand werden die Falten des Behälters beispielsweise durch die Verwendung von Klebstoff in der gefalteten Position gehalten. Im Crashfall, bei dem der Behälter hohen Stoßbelastungen ausgesetzt ist, entfalten sich die Falten, um das Volumen des Behälters zu erhöhen und gleichzeitig durch die Entfaltung Crashenergie zu absorbieren. Der Behälter ist somit nicht formstabil ausgeführt und erlaubt auch keine komplexen Geometrien. Insbesondere ist der Behälter auf Grund der Ausführung mit Fasern aus Textilwerkstoffen nicht zum Einsatz in Bereichen des Kraftfahrzeugs mit hohen Temperaturen geeignet.
Aus der DE 197 00 972 A1 ist ein Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand bekannt, die ein Volumen zur Aufnahme der Betriebsflüssigkeit umgibt. Der Behälter weist bei einem Crash des Kraftfahrzeugs deformierbare Verformungsbereiche mit in der Behälterwand eingearbeiteten, plastisch verformbaren Profilierungen auf. Im Crashfall schiebt sich der insbesondere aus Kunststoff hergestellte Behälter damit zusammen oder streckt sich wie ein Faltenbalg.
Aus der DE 44 38 684 C2 ist ein Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand bekannt. Um einen Behälter mit einer hohen Berstfestigkeit bei möglichst geringem Gewicht zu schaffen, ist mindestens ein Teil der Behälterwand nachgiebig ausgestaltet. Hierzu weist die Behälterwand mindestens teilweise eine beispielsweise als Sicke ausgeführte Profilierung auf. Zusätzlich besteht die Behälterwand zumindest teilweise aus einer Sandwichkonstruktion, wobei mindestens eine Lage der Sandwichkonstruktion aus Metall ausgeführt ist.
Aus der DE 10 2005 040 563 A1 ist ein Betriebsflüssigkeitsbehälter für Kraftfahrzeuge aus Kunststoff bekannt, wobei der Behälter mindestens eine Schwallwand in seinem Innenraum aufweist, die zur Beruhigung von Bewegungen der darin enthaltenen Betriebsflüssigkeit dient. Eine Vorrichtung zum Schutz gegen Platzen oder Deformation im Falle eines Crashs ist dabei nicht vorgesehen.
Die CN 2006 2002 0559 zeigt einen Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs, der aus einem bruchsicheren Material gefertigt ist. Um im Falle eines Crashs den Druck im Behälter zu reduzieren, ist der Behälter mit einem Überdruckventil versehen. Im Crashfall können somit Betriebsflüssigkeit und Luft aus dem Behälter austreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welcher bei einfacher Herstellung im Fall eines Crashs eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Behälters für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Um einen Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welcher bei einfacher Herstellung im Fall eines Crashs eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Behälterwand formstabil ausgeführt ist und mindestens eine Einrichtung ausbildet, die das Volumen des Behälters im Verformungsfall im Wesentlichen erhält. Die Behälterwand ist beispielsweise aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium und/oder Stahl hergestellt. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters eignen sich bevorzugt für den Einsatz als Öltank in einem Kraftfahrzeug, welcher im Bereich des Fahrzeugmotors in einem Hochtemperaturbereich angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird durch Ausführungsformen der Erfindung ein Versagen des Behälters auf konstruktiv einfache Weise und ohne Einsatz von zusätzlichen Bauteilen dadurch verhindert, dass die Einrichtung im Crashfall das sich durch die Verformung reduzierende Volumen des Behälters ausgleicht. Durch diese Maßnahme kann der Druck im Behälter niedrig gehalten und das Versagen des Behälters in vorteilhafter Weise verhindert werden. Insbesondere tritt im Crashfall auch keine Betriebsflüssigkeit über Sicherheitsventile aus dem Behälter aus, wodurch sich die Brandgefahr deutlich verringern lässt.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behälters ist vorgesehen, dass die mindestens eine Einrichtung eine nach innen zum Volumen des Behälters hin gerichtete Wölbung umfasst, die sich im Verformungsfall des Behälters zur Erhaltung des Volumens nach außen ausbeult. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch ein formstabiler bzw. starrer Behälter mit konkaver, nach innen gerichteter Wölbung, welche sich im Falle eines Unfalls bzw. im Verformungsfall zum Volumenausgleich nach außen wölbt, ohne an dieser Stelle des Behälters die Größe der Oberfläche der Behälterwand zu verändern. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Wölbung in der Behälterwand, die im Normalzustand das Volumen des Behälters reduziert, im Crashfall bzw. im Verformungsfall nach außen klappen und somit das fehlende Volumen und den Druck im Behälter ausgleichen kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Wölbung der Behälterwand selbsttätig im ausgebeulten Zustand hält. In vorteilhafter Weise bleibt somit das für die Betriebsflüssigkeit benötigte Volumen im Behälter auch nach der Verformung des Behälters ohne zusätzliche Hilfsmittel erhalten. Hierdurch bleibt der Druck im Behälter niedrig und ein Versagen des Behälters kann verhindert werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behälters für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs in einem eingebauten Zustand, wobei der Behälter im Kraftfahrzeug in einem unverformten Zustand dargestellt ist, und
2 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Behälters aus 1 in einem durch einen Crash des Kraftfahrzeugs verformten Zustand.
1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines in einem Kraftfahrzeug eingebauten erfindungsgemäßen Behälters 10 für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs, wobei der Behälter 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Öltank ausgeführt und zwischen einer Brennkraftmaschine 18 und einem Karosseriestrukturteil 20 des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. 1 zeigt den als Öltank ausgeführten Behälter 10 in einem unverformten Zustand und 2 zeigt den als Öltank ausgeführten Behälter 10 in einem beispielsweise durch einen Crash des Kraftfahrzeugs verformten Zustand.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 10 beispielhaft als Öltank eines Kraftfahrzeugs ausgeführt, wobei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters 10 selbstverständlich auch zur Aufnahme von anderen Betriebsflüssigkeiten bzw. Betriebsstoffen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Treibstoff, verwendet werden können. Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, weist der erfindungsgemäße Behälter 10 eine Behälterwand 12 auf, die ein Volumen 14 zur Aufnahme der Betriebsflüssigkeit umgibt. Die Behälterwand 12 ist beispielsweise aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium und/oder Stahl hergestellt, wobei selbstverständlich auch andere formstabile Werkstoffe und/oder Werkstoffverbunde denkbar sind.
Im Falle eines Crashs besteht die Gefahr, dass der Betriebsflüssigkeitsbehälter 10 zusammengedrückt bzw. verformt wird und sich hierdurch das Volumen 14 zur Aufnahme der Betriebsflüssigkeit reduziert.
Um einen Behälter 10 für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welcher bei einfacher Herstellung im Fall eines Crashs eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweist, ist die Behälterwand 12 erfindungsgemäß formstabil ausgeführt und bildet mindestens eine Einrichtung 16 aus, die das Volumen 14 des Behälters 10 im Verformungsfall im Wesentlichen erhält.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mindestens eine Einrichtung eine nach innen zum Volumen 14 des Behälters 10 hin gerichtete Wölbung 16, die sich im Verformungsfall des Behälters 10 zur Erhaltung des Volumens 14 nach außen ausbeult. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch ein starrer Behälter 10 mit konkaver, nach innen gerichteter Wölbung 16, welche sich im Falle eines Unfalls bzw. im Verformungsfall zum Volumenausgleich nach außen wölbt, ohne an dieser Stelle des Behälters 10 die Größe der Oberfläche der Behälterwand 12 zu verändern. Kurz gesagt, die Wölbung 16 kann im Crashfall durch den kurzzeitigen Druckanstieg nach außen klappen und somit das sich bei der Verformung reduzierende Volumen 14 des Behälters 10 ausgleichen und eine weitere Druckerhöhung verhindern.
Besonders bevorzugt hält sich die Wölbung 16 der Behälterwand 12 selbsttätig im ausgebeulten Zustand.
Bezugszeichenliste

10: Behälter
12: Behälterwand
14: Volumen
16: Einrichtung (Wölbung)
18: Brennkraftmaschine
20: Karosseriestrukturteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3559708 [0003]
DE 19700972 A1 [0004]
DE 4438684 C2 [0005]
DE 102005040563 A1 [0006]
CN 200620020559 [0007]

Claims

Behälter für eine Betriebsflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einer Behälterwand (12), die ein Volumen (14) zur Aufnahme der Betriebsflüssigkeit umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand (12) formstabil ausgeführt ist und mindestens eine Einrichtung (16) ausbildet, die das Volumen (14) des Behälters (10) im Verformungsfall im Wesentlichen erhält.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung eine nach innen zum Volumen (14) des Behälters (10) hin gerichtete Wölbung (16) umfasst, die sich im Verformungsfall des Behälters (10) zur Erhaltung des Volumens (14) nach außen ausbeult.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wölbung (16) der Behälterwand (12) selbsttätig im ausgebeulten Zustand hält.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand (12) aus Metall vorzugsweise aus Aluminium und/oder Stahl hergestellt ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) als Öltank eines Kraftfahrzeugs ausgeführt ist.