DE10327525A1

DE10327525A1 - Befestigungseinrichtung

Info

Publication number: DE10327525A1
Application number: DE10327525A
Authority: DE
Inventors: Marc Gerhardt; Thomas Dr. Zapp
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13
Also published as: EP1633591A1; WO2004110802A1; JP2007526843A; US20070095840A1

Abstract

Bei einer Befestigungseinrichtung für in einem Kraftstoffbehälter (1) eines Kraftfahrzeuges anzuordnende Bauteile hat ein Befestigungselement (7) ein mit der Wandung des Kraftstoffbehälters (1) verbundenes Kopfteil (10) und ein an dem Bauteil angeordnetes Kopfteil (11). Das Kopfteil (10) und das für die Befestigung einer durch die Wandung des Kraftstoffbehälters durchzuführende Leitung (4) vorgesehene Kopfteil (11) weisen einen durchgehenden Kanal (12) auf. Das Kopfteil (11) und das Kopfteil (10) sind miteinander verpresst und aus einem in Verbindung mit Kraftstoff quellenden Material gefertigt. Hierdurch lässt sich die Leitung (4) einfach an der Wandung des Kraftstoffbehälters (1) befestigen und gegenüber diesem abdichten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges anzuordnende Bauteile mit einem Befestigungselement.
Solche Befestigungseinrichtungen werden beispielsweise für die Befestigung einer Fördereinheit, einer Saugstrahlpumpe, von Leitungen oder dergleichen häufig eingesetzt und sind daher bekannt. Hierbei werden die im Blasverfahren hergestellten Kraftstoffbehälter anzuordnenden Bauteile in der Regel an einem in einer Öffnung des Kraftstoffbehälters einzusetzenden Flansch befestigt und beispielsweise gegen den Boden vorgespannt. Nachteilig hierbei ist, dass diese Befestigungseinrichtung einen sehr großen konstruktiven Aufwand erfordert.
Alternativ dazu ist es aus der Praxis bekannt, die im Kraftstoffbehälter anzuordnenden Bauteile unmittelbar an der Wandung fest zu schweißen. Diese Befestigung ist jedoch ebenfalls sehr aufwändig und erfordert Werkzeug zum Anschmelzen der Wandung und des Bauteils.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Befestigungseinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie konstruktiv besonders einfach aufgebaut ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Befestigungselement ein am Grundteil und ein an dem Bauteil an geordnetes Kopfteil hat und dass die Kopfteile kraftschlüssig miteinander verbindbar sind.
Durch diese Gestaltung lässt sich das mit dem Kopfteil versehene Bauteil einfach auf das Kopfteil am Grundteil aufstecken. Bei großen in dem Kraftstoffbehälter anzuordnenden Bauteilen können selbstverständlich mehrere Befestigungselemente vorgesehen werden. Hierfür sind nur in demjenigen Bereich der Wandung des Kraftstoffbehälters, in dem die Bauteile angeordnet werden, eine entsprechende Anzahl von Kopfteilen am Grundteil anzuordnen. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung konstruktiv besonders einfach aufgebaut. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Befestigungseinrichtung führt zudem bei einer großen Anzahl von Bauteilen zu einem besonders einfach aufgebauten Kraftstoffbehälter. Die kraftschlüssige Verbindung wird infolge der Quellung des Bauteils erreicht. Zusätzlich entsteht eine formschlüssige Verbindung.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung lässt sich einfach fertigen, wenn zumindest eines der Kopfteile des Befestigungselementes hülsenförmig gestaltet ist. Das andere Kopfteil des Befestigungselementes kann dabei ebenfalls hülsenförmig oder als Bolzen ausgebildet sein. Große Bauteile, die mit mehreren erfindungsgemäßen Befestigungselementen an der Wandung befestigt werden, lassen sich durch ein entsprechend starkes Einschieben des Kopfteils in das Grundteil zudem einfach in ihrer vorgesehenen Lage ausrichten.
Häufig werden Leitungen wie beispielsweise Entlüftungsleitungen oder eine Kraftstoffleitung durch die Wandung des Kraftstoffbehälters geführt. Die Leitungen werden innerhalb des Kraftstoff behälters verlegt und mit einem in der Wandung angeordneten Anschluss verbunden. Solche Leitungen lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach an dem Anschluss befestigen und gleichzeitig anschließen, wenn das Befestigungselement einen durch die Kopfteile des Grundteils und des Bauteils durchgehenden Kanal aufweist und wenn die Kopfteile miteinander dichtend verbunden sind. Das Grundteil kann zudem einen Belüftungsnippel aufweisen.
Die Verbindung der Kopfteile gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn eines der Kopfteile radial in Richtung des jeweils anderen Kopfteils weisende umlaufende Ränder hat. Hierdurch lässt sich das eine Kopfteil einfach auf das andere Kopfteil aufstecken und damit kraftschlüssig oder bei entsprechender Gestaltung des den Rändern gegenüberstehenden Bereichs formschlüssig an dem Grundteil befestigen.
Die Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach an der Wandung des Kraftstoffbehälters befestigen und schwer wieder lösen, wenn die umlaufenden Ränder in ihren auf das andere Bauteil zugewandten Bereichen eine Fase und in ihren von den anderen Bauteilen abgewandten Bereichen einen Absatz aufweisen. Hierdurch haben die Ränder im Querschnitt die Form eines Sägezahnprofils.
Insbesondere bei den erfindungsgemäßen, den Kanal aufweisenden Befestigungselementen lassen sich in einem zusätzlichen Arbeitsgang zu montierende Dichtelemente einfach vermeiden, wenn ein Teil der umlaufenden Ränder als Befestigungsbereich und der andere Teil als Dichtbereich ausgebildet ist.
Der Befestigungsbereich erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn ein Teil der umlaufenden Ränder radial unnachgiebig gestaltet ist.
Ein durch das Befestigungselement geführter Kanal lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach gegenüber dem Kraftstoffbehälter abdichten, wenn ein Teil der umlaufenden Ränder radial nachgiebig gestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung hat eine besonders hohe Haltekraft für die im Kraftstoffbehälter zu befestigenden Bauteile und eine zuverlässige Dichtheit, wenn zumindest eines der Bauteile des Befestigungselementes in seinem dem jeweils anderen Bauteil gegenüberstehenden Bereich aus einem in Verbindung mit Kraftstoff quellfähigen Material gefertigt ist. Als quellfähiges Material eignen sich bei heutigen Kraftstoffen beispielsweise die Kunststoffe Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (PA). Infolge der Kunststoffeigenschaften Kriechen und Quellen sowie der mechanischen Verpressung des Kopfteils mit dem Grundteil entsteht eine nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung.
Bei durch die Wandung des Kraftstoffbehälters zu führenden Leitungen mit einem hohen Innendruck, wie beispielsweise einer zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges führenden Vorlaufleitung, lässt sich eine hohe Dichtheit der Befestigung gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn eines der Kopfteile eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtringes hat.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung erfordert einen besonders geringen Montageaufwand, wenn die Bauteile des Befestigungselementes einteilig mit der Wandung des Kraftstoffbehälters und mit dem zu montierenden Bauteil gefertigt sind. Die Bauteile des Befestigungselementes lassen sich daher insbesondere bei aus Kunststoff im Spritzgussverfahren gefertigten Kraftstoffbehältern und darin anzuordnenden Bauteilen einfach bei deren Fertigung anspritzen.
Eine nachträgliche Befestigung eines Bauteils in dem Kraftstoffbehälter gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Kopfteile einteilig am Grundteil oder dem Bauteil befestigt sind. Die Befestigung kann wahlweise durch Verschweißen, Verkleben oder formschlüssig erfolgen. Bei Kraftstoffbehältern oder Bauteilen aus Stahl werden die Kopfteile vorzugsweise vernietet.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung hat eine besonders hohe Stabilität, wenn eines oder beide Kopfteile seitliche Stützstege aufweist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt in
1: eine Schnittdarstellung durch einen Kraftstoffbehälter mit darin befestigten Bauteilen,
2: eine stark vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung für eine durch die Wandung des Kraftstoffbehälters aus 1 geführte Leitung,
3: eine Schnittdarstellung durch zwei erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtungen im Kraftstoffbehälter aus 1.
1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich eines Kraftstoffbehälters 1 mit einem darin angeordneten Schwalltopf 2 und einer Fördereinheit 3. An der Fördereinheit 3 ist eine als Wellschlauch ausgebildete Leitung 4 angeschlossen, die mit einem an der Außenseite der Wandung des Kraftstoffbehälters 1 angeordneten Anschlussstutzen 5 verbunden ist. Bei der Leitung 4 kann es sich beispielsweise um eine zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges führende Vorlaufleitung handeln. An dem Schwalltopf 2 ist ein Hebelgeber 6 befestigt. Die Leitung 4 und der Schwalltopf 2 sind mit Befestigungselementen 7, 8 an der inneren Wandung des Kraftstoffbehälters 1 befestigt. Der Hebelgeber 6 hat zu seiner Befestigung an dem Schwalltopf 2 ebenfalls ein Befestigungselement 9.
2 zeigt die Befestigung der Leitung 4 an der Wandung des Kraftstoffbehälters 1 aus 1 in einer Schnittdarstellung. Der Kraftstoffbehälter 1 bildet hierbei das Grundteil. Das Befestigungselement 7 hat ein einstückig mit der Wandung gefertigtes hülsenförmiges Kopfteil 10. In das Kopfteil 10 ist ein ebenfalls hülsenförmig gestaltetes Kopfteil 11 der Leitung 4 eingeschoben. Das Kopfteil 10 und das Kopfteil 11 weisen einen durchgehenden Kanal 12 auf. Das Kopfteil 11 hat mehrere umlaufende, radial abstehende Ränder 13, mit denen es in dem Kopf teil 10 bei der Montage kraftschlüssig gehalten wird. Infolge der Quellung der Kunststoffteile im Kraftstoff wird die Verpressung unterstützt, bzw. man erreicht eine zusätzliche formschlüssige Verbindung. Ein Teil der Ränder 13 ist durch eine Form eines Sägezahnes unnachgiebig gestaltet und bildet einen Befestigungsbereich 14 des Befestigungselementes 7. Die übrigen Ränder 13 sind radial federnd gestaltet und bilden mit einer flächigen Abstützung an dem Kopfteil 10 einen Dichtbereich 15 des Befestigungselementes 7. Weiterhin ist zwischen dem Kopfteil 11 und dem Kopfteil 10 ein Dichtring 16 in einer Nut 23 angeordnet. Dieser Dichtring 16 ist bei drucklosen Leitungen, wie beispielsweise einer Rücklaufleitung oder einer Entlüftungsleitung, nicht erforderlich. Weiterhin zeigt 2, dass das Kopfteil 10 seitliche Stützstege 24 hat.
3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich des Schwalltopfes 2 aus 1 mit einem der Befestigungselemente 8 zu seiner Befestigung an der Wandung des Kraftstoffbehälters 1 und dem Befestigungselement 9 zur Befestigung des Hebelgebers 6. die Befestigungselemente 8, 9 haben jeweils ein hülsenförmiges Kopfteil 17, 18 und ein in das Kopfteil 17, 18 eingepresstes, bolzenförmig gestaltetes Kopfteil 19, 20. Die Kopfteile 19, 20 weisen jeweils umlaufende Ränder 21, 22 auf, mit denen sie sich in dem Kopfteil 17, 18 verhaken. Durch eine Quellung mit Kraftstoff lässt sich zudem eine hohe Pressung des Kopfteils 19, 20 mit dem Kopfteil 17, 18 sicherstellen. Dies führt zu hohen Haltekräften des Befestigungselementes 8, 9. Das Kopfteil 17 des Befestigungselementes 8 für den Schwalltopf 2 ist einstückig mit der Wandung des Kraftstoffbehälters 1 gefertigt, während das Kopfteil 18 für den Hebelgeber 6 mit dem Schwalltopf 2 vernietet ist. Selbstverständlich können in einer alternativen Ausführungsform die Kopfteile 19, 20 hülsenförmig gestaltet sein und die Kopfteile 17, 18 übergreifen.

Claims

Befestigungseinrichtung für in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges anzuordnende Bauteile mit einem Befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7 – 9) ein am Grundteil (1) angeordnetes Kopfteil (10, 17, 18) und ein an dem Bauteil angeordnetes Kopfteil (11, 19, 20) hat und dass das Kopfteil (11, 19, 20) des Bauteils und das Kopfteil (10, 17, 18) des Grundteils (1) kraft- und formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kopfteile des Befestigungselementes (7 – 9) hülsenförmig gestaltet ist.
Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7) einen durch die Kopfteile (10, 11) am Bauteil und am Grundteil (1) durchgehenden Kanal (12) aufweist, und dass die Kopfteile (10, 11) vom Bauteil und Grundteil (1) dichtend verbunden sind.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (11, 19, 20) am Bauteil oder das Kopfteil (10, 17, 18) am Grundteil (1) radial in Richtung des jeweils anderen Bauteils weisende umlaufende Ränder (13, 21, 22) hat.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Ränder (13, 21, 22) in ihrem auf das andere Bauteil zugewandten Bereichen eine Fase und in ihren von den anderen Bauteilen abgewandten Bereichen einen Absatz aufweisen.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der umlaufenden Ränder (13) als Befestigungsbereich (14) und der andere Teil als Dichtbereich (15) ausgebildet ist.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der umlaufenden Ränder (13, 21, 22) radial unnachgiebig gestaltet ist.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der umlaufenden Ränder (13, 21, 22) radial nachgiebig gestaltet ist.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Bauteile des Befestigungselementes (7 – 9) in seinem dem jeweils anderen Bauteil gegenüberstehenden Bereich aus einem in Verbindung mit Kraftstoff quellfähigen Material gefertigt ist.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (10, 17, 18) am Grundteil (1) oder am Bauteil (11) eine umlaufende Nut (23) zur Aufnahme eines Dichtringes (16) hat.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile des Befestigungselementes (7 – 9) einteilig mit der Wandung des Kraftstoffbehälters (1) und mit dem zu montierenden Bauteil gefertigt sind.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (11, 19, 20) an dem Bauteil oder das Kopfteil (10, 17, 18) an der Wandung des Grundteils (1) befestigt ist.
Befestigungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (1) am Kopfteil (10, 17, 18) oder das Kopfteil (11, 19, 20) am Bauteil seitliche Stützstege (24) aufweist.