DE20102095U1

DE20102095U1 - Kraftstoff-Vorratstank für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE20102095U1
Application number: DE20102095U
Authority: DE
Original assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Current assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2011-02-08

Description

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ZENZ ■ HELBER · HOSBACH & PARTNER

Patentanwälte · European Patent Attorneys · 64673 Zwingenberg, Scheuergasse 24

Tel.: 06251-73008 ■ Fax: 06251-73156

EXPERT-Maschinenbau GmbH, 64647 Lorsch

Kraftstoff-Vorratstank für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Vorratstank für motorisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit im Stanz-Press-Verfahren aus. Metallblech hergestellter und zur Versteifung räumlich verformter Chassis-/Bodengruppe.

Die Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen sind - unabhängig davon, ob sie in konventioneller Weise aus Metallblech oder nach neueren Entwicklungen zur Erzielung eine raumökonomischen, den im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Raum angepassten Form im Blasverfahren aus Kunststoff hergestellt sind - gesondert hergestellte Baugruppen, die bei der industriellen Herstellung von Kraftfahrzeugen in speziellen Montagestationen in der Rohbau-Karosserie eingebaut werden müssen. Da Kraftstofftanks zur Sicherstellung eines möglichst großen Füllvolumens dem im jeweiligen Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Einbauraum entsprechend geformt sein muss, müssen die Kraftstofftanks also für unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen verschieden geformt sein und unterschiedliche Befestigungsanschlüsse aufweisen. Das kann dann in der Produktion insbesondere dann zu logistischen Problemen führen, wenn auf der gleichen Fertigungsstraße

&diams; ·

auf grundsätzlich gleichen Chassis oder Bodengruppen Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Aufbauten, wie Limousinen, Coupes, Capriolets oder Kombis gefertigt werden. Dann muss sichergestellt werden, dass in der Montagestation für die . Kraftstofftanks jeweils der zum speziellen Aufbau passende Kraftstofftank zugeliefert wird..

Durch die oben erwähnte Verwendung von im Blasverfahren aus Kunststoff hergestellten Kraftstofftanks ist es zwar gelungen, das Füllvolumen der Kraftstofftanks im' Vergleich zu den früheren Kraftstofftanks aus Metallblech, zu optimieren, weil diese Kunststoff-Kraftstofftanks in den zur Verfügung stehenden Einbauräumen weitgehend angepasster Form hergestellt werden können. Andererseits hat sich'aber gezeigt, dass die. heute eingesetzten Kunststoff-Kraftstofftanks nicht hundertprozentig diffusionsdicht gegen verdampften Brennstoff sind. Auch wenn die Mengen der durch die Wandungen der Kraftstofftanks gasförmig ausdiffundierenden Kraftstoffe bei den heute verwendeten Kunststoffen gering sind, kann eine Umweltschädigung aufgrund der großen Anzahl von Fahrzeugen mit solchen. Tanks nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Versuche der Hersteller von Kunststoff-Kraftstoff tanks, diese durch zusätzliche dünne Folienlager aus Metall diffusionsdicht auszubilden, haben bisher nicht zur wirtschaftlich darstellbaren befriedigenden Ergebnissen • geführt. . .

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff-Vorratstank für motorgetriebene Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, dass keinerlei Kraftstoff durch Diffusion durch die Tankwände austreten kann und andererseits der Aufwand für die gesonderte Herstellung und Montage der Kraftstofftanks in der Produktion der Kraftfahrzeuge vermieden oder doch weitgehend ver-

5 ringert wird. ■ , '

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Kraftfahrzeugen mit

im Stanz-Press-Verfahren aus Metallblech hergestellter und zur Versteifung räumlich verformter. Chassis-/Bodengruppen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf der Bodengruppe zumindest ein weiteres räumlich verformtes Metallblech-Profil unter Bildung eines Hohlraums zwischen der Bodengruppe und dem" Metallblech-profil entlang seiner Ränder ununterbrochen hermetisch flüssigkeits- und/oder gasdicht befestigt ist, und dass in der den jeweiligen Hohlraum umgebenden Wandung aus Metallblech Anschlusseinrichtungen für die Befüllung mit Kraftstoff von einer äußeren Kraftstoffquelle und den Anschluss von wenigstens einer Kraftstoff-Förderleitung zur. Versorgung der Antriebsmaschine sowie gegebenenfalls weiterer vorgesehener Leitungen zur Abfuhr von verdampftem Kraftstoff und/oder Messleitung(en) zur Übertragung von dem Kraftstoff-Füllstand im jeweiligen Hohlraum proportionalen Messsignalen vorgesehen sind. Der Kraftstoff-Vorratstank wird somit in einem Hohlraum gebildet, der integraler Teil der Bodengruppe des Kraftfahrzeugs ist.

0 D.abei kann die Ausgestaltung so getroffen sein, dass der Hohlraum bzw. die Hohlräume in jeweils konstruktiv zur Versteifung der Chassis-/Bodengruppe vorgesehenen längsträgerartigen längsverlaufenden Bereichen der Bodengruppe vorgesehen ist bzw. sind, die zumindest bei den heute hergestellten Personenkraftwagen mit selbsttragender Karosserie aus Gründen der Versteifung der Fahrgastzelle ohnehin ausgebildet sind, so dass also diese - aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit häufig als problematisch angesehenen und deshalb in der Regel durch eine Hohlraumversiegelung gegen 0 Korrosion geschützten - Hohlräume nunmehr sozusagen in Doppelfunktion zusätzlich als integrierte Kraftstoff-Vorratstanks eingesetzt werden.

Alternativ kann der zur Aufnahme von Kraftstoff bestimmte 5 Hohlraum bzw. können die Hohlräume durch über konstruktive Vertiefungen aufweisenden Bereiche der Chassis-/Bodengruppe angeordnete räumlich verformte Metallblech-Profile gebildet

sein. Hierbei kommen also solche Bereiche der Chassis /Bodengruppe in Frage, in denen im Bereich der Reserverad-Mulde, unter oder hinter den Rücksitzen oder auch im Bereich von Radkästen ohnehin hohlraumbildende Vertiefungen bestehen. . . ■

Mit Vorteil ist wenigstens einer der zur Aufnahme von Kraftstoff bestimmten Hohlräume im verformungssteif ausgebildeten,, die Fahrgastzelle im Bereich des Kraftfahrzeugs bodenseitig abschließenden Bereich der Chassis-/Bodengruppe vorgesehen.

Alternativ kann der Hohlraum bzw. wenigstens ein weiterer Hohlraum zur Aufnahme von Kraftstoff auch in den konstruktiv als Verformungszonen ausgebildeten Bereichen der Chassis -/Bodengruppe vor bzw. hinter deren verformungssteif ausgebildeten Mittelbereich vorgesehen sein, wobei die Ausgestaltung dann zweckmäßig so getroffen ist, dass die die 0 in solchen Verformungszonen liegenden Hohlräume bildenden Metallblech-Wandungen der Chassis-/Bodengruppe und der räumlich verformten Metallblech-Profile derart geformt und miteinander verbunden sind, dass sie auch bei unfallbedingten Verformungen keine Brüche oder Trennungen in den Verbindungsbereichen erleiden, d.h. dass die bei der Verbindung von Metallblech-Bauteilen in der Regel vorgesehene Schweißverbindung nicht entlang der Schweißnaht aufbrechen.

In Verformungszonen der Chassis-/Bodengruppe vorgesehene 0 Hohlräume können dann zusätzlich durch in ihrer Wandung vorgesehene Sollbruchbereiche oder Überdruckventile gegen unkontrolliertes Bersten bei durch unfallbedingte Verformung entstehendem Überdruck gesichert sein, wobei solche Sollbruchbereiche bzw. Überdruckventile zweckmäßig direkt oder indirekt mit einem Zusatz-Aufnahmeraum in der Karosserie verbunden sein sollten, in welchen eventuelle .Kraftstoffdämpfe oder Anteile von flüssigem Kraftstoff übertre-

ten können, ohne dass die Gefahr einer Entzündung an' höhere Temperaturen aufweisende Abgasleitungen &ogr;.dgl. besteht.

Zweckmäßig werden zur Aufnahme von Kraftstoff bestimmte Hohlräume durch wenigstens,eine Schottwand'unterteilt, welche den Hohlraum gegen Einbeulen versteift.

Dabei sind dann zweckmäßig in der Schottwand bzw. den Schottwänden das Überströmen von Kraftstoff erlaubende Durchbrechungen vorgesehen, wobei es von Vorteil ist, wenn in jeder Schottwand im unteren bodengruppenseitigen und im in senkrechter Richtung gegenüberliegenden'oberen Randbereich jeweils wenigstens eine Durchbrechung vorgesehen ist. Damit wird sichergestellt, dass die durch die Schottwand gebildeten Teilräume miteinander in Verbindung stehen und insgesamt nur eine im tiefsten Bereich des Hohlraums anzuordnende Kraftstoffpumpe erforderlich ist.

Des Weiteren empfiehlt es sich, wenigstens einen der zur Aufnahme des Kraftstoffs bestimmten Hohlräume im Bereich der Oberseite einer diesen Hohlraum umschließenden Wandung mit einer durch einen montierbaren Deckel dicht verschließbaren Montageöffnung zu versehen, über welche Aggregate zur Förderung des Kraftstoffs, d.h. Kraftstoffpumpen und/oder 5 Messgeber zur Überwachung des Füllstands von Kraftstoff in den Hohlraum ein- und - für den Fall von Defekten - auch ausbaubar sind.

Die Anschlusseinrichtungen für die Kraftstoff-Förderleitung 0 und/oder die Messleitung für die Übertragung der füllstandsproportionalen Messsignale sind dann zweckmäßig in dem die Montageöffnung verschließenden Deckel vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungs- - beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt: . · '

Fig. 1 eine Seitenansicht einer im -Stanz-

Press-Verfahren aus Metallblech hergestellten Bodengruppe eines Mittelklasse - Personenkraftwagens;

. Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bodengruppe,

gesehen- in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1; :

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den in Fig.

2 innerhalb des strichpunktiert begrenzten Bereichs liegenden rückwärti

gen Teilabschnitt der Bodengruppe,, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3;

^: Fig. 4 eine Schnittansicht, gesehen in Rich- ; tung der Pfeile 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht, gesehen in Rich

tung der Pfeile 5-5 in Fig. 2; und

Fig. 6 eine schematische Veranschaulichung

der im rückwärtigen Bereich der Bodengruppe gebildeten, zur Aufnahme von

' Kraftstoff bestimmten Hohlräume in der

Draufsicht. ^:

In den Figuren 1 und 2 ist schematisch die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Bodengruppe eines Personenkraftwagens gezeigt, welche in der heute üblichen Weise im Stanz-Press-Verfahren aus Kunststoff hergestellt sein möge. Durch räumliche Verformung des ursprünglich ebenflächigen Bodenblechs mit längs- und querverlaufenden räumlichen Vertiefungen und Sicken ist die Bodengruppe insgesamt ausgesteift, wobei die Bodengruppe insbesondere in ihrem mittleren Bereich 12 so ausgebildet ist, dass dieser Bereich - in

Verbindung mit der später montierten Karosserie - besonders verformungssteif ist. Der in den Zeichnungsfiguren rechts gelegene rückwärtige Bereich 14 der Bodengruppe ist ebenso wie der im Wesentlichen von zwei in Längsrichtung vom mittleren Bereich 12 vortretenden Aggregatenträgern 16 gebildete vordere Bereich 18 konstruktiv so ausgebildet, dass dort - wiederum in Verbindung mit der später zu montierenden Karosserie insgesamt Verformungszonen gebildet werden, welche bei Unfällen die auftretenden Beanspruchungen durch definierte Verformung abbauen. In Fig. 1 sind die vom rückwärtigen Abschnitt 14 der Bodengruppe 10 vortretenden rückwärtigen Radgehäuse 2 0 sowie die dort vorgesehene Reserverad-Mulde 22 und die vom vorderen Bereich 1_;8 nach oben,vortretenden vorderen Radgehäuse 24 erkennbar.

. Die in Fig. 3 dargestellte, gegenüber den Fig. 1 und 2 maßstäblich vergrößerte Schnittansicht entlang, der Längsmittelachse der Bodengruppe 10 zeigt die an der Rückseite offen mündende Reserverad-Mulde 22, welche gegenüber der an sich für den Durchmesser des aufzunehmenden Reserverads erforderlichen Größe in der Breite und im fahrgastzellenseitigen Radius vergrößert ist. Der· dadurch zwischen einem eingelegten Reserverad und der.die Mulde 22. begrenzenden Wandung entstehende Zwischenraum ist durch angepasstes räumlich verformtes Metallblech-Profil 26 geschlossen, dessen Ränder flüssigkeitsdicht mit dem Boden der Reserverad-Mulde verschweißt sind. Dadurch entsteht ein die verbleibende Reserverad-Mulde 22 umgebender Hohlraum 28, welcher auch in den in Fig. 3 rechts gelegenen Endbereichen dicht verschlossen ist. Über ein in Fig. 3 gestrichelt dargestelltes Kraftstoff-Einfüllrohr 30 ist der Hohlraum 28 mit Kraftstoff befüllbar. Die rechtwinklig zur Schnittebene der Fig. 3 geschnittene Ansicht gemäß Fig. 4 zeigt dieses Kraftstoff-Einfüllrohr 30 und dessen Einfüllstutzen 32, 5 . über welchen der Hohlraum 28 in üblicher Weise mittels der Zapfpistole einer Kraftstoff-Zapfsäule befüllt werden kann.

Am fahrgastzellenseitigen Scheitelbereich des Hohlraums 28 ist über ein Verbindungsrohr. 34 ein weiterer, im fertig montierten Personenkraftwagen unterhalb der Rücksitzbank angeordneter Hohlraum ^4. angeschlossen, der'ebenfalls durch ein in g&eigneter Weise angepasstes verformtes Metallblech-Profil ^S. gebildet wird, welches entlang seiner Ränder flüssigkeitsdicht mit der Bodengruppe verschweißt ist. Dieser Hohlraum 38 erstreckt sich - wie in Fig. 5 erkennbar i'st - über nahezu die volle Breite der Bodengruppe 10, so dass trotz der relativ geringen Höhe des Hohlraums ein nicht unbeträchtliches Füllvolumen für Kraftstoff im Hohlraum 38 unterhalb der Rücksitzbank des Pkw's zur Verfügung steht. Eine erste rechnerische Abschätzung, des in den Hohlräumen 28 und 3 8 ergibt ein Aufnahmevolumen von etwa 2 6 Liter' in dem die Reserverad-Mulde &£ umgebenden Hohlraum 2 und von 32 Litern in den unterhalb der Rücksitzbank befindlichen Hohlraum 38. Damit steht also ein Füllvolumen für Kraftstoff von insgesamt 58 Litern zur Verfügung, was eine bei heutigen Personenkraftwagen der Mittelklasse mit gesondertem Tank übliche Füllkapazität ist, die sich aber noch durch sinngemäße Ausbildung weiterer Hohlräume auf bzw. in der Bodengruppe 10 in deren mittleren fahrgastzellenseitigen Bereich 12 deutlich vergrößern lässt.

. In Fig. 6 ist die zur rechnerischen Abschätzung des Kraftstoff-Füllvolumens herangezogene schematische Darstellung . der durch das Verbindungsrohr 34 verbundenen Hohlräume 28 und 38 gezeigt. Für die Zwecke, der Berechnung ist der Hohlraum 2 8 in Teilvoluminar Vl, V2 und V3 und der Hohlraum 3 8 in Teilvolumina)( V4, V5 und V6 unterteilt. ;

Es ist ersichtlich, dass im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der Ausgestaltung eines integral in die Bodengruppe 10 eines Kraftwagens integrierten Kraftstoff-Vorratstanks verwirklichbar^:sind. Bereits erwähnt wurde die Anordnung zusätzlicher Hohlräume im Bereich der Fahrgastzelle, wofür sich die dort zur besonders

·■:

.verformungssteifen Ausbildung der Bodengruppe ohnehin vorgesehene langgestreckten, längsträgerartigen Vertiefung anbieten.

Claims

1. Kraftstoff-Vorratstank für motorisch angetriebene Kraftfahrzeuge mit im Stanz-Press-Verfahren aus Metallblech hergestellter und zur Versteifung räumlich verformter Chassis- /Bodengruppe, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Bodengruppe (10) zumindest ein weiteres räumlich verformtes Metallblech-Profil (26; 36) unter Bildung eines Hohlraums (28; 38) zwischen der Bodengruppe (10) und dem Metallblech-Profil (28; 38) entlang seiner Ränder ununterbrochen hermetisch flüssigkeits- und/oder gasdicht befestigt ist, und
dass in der den jeweiligen Hohlraum (28; 38) umgebenden Wandung aus Metallblech Anschlusseinrichtungen für die Befüllung mit Kraftstoff von einer äußeren Kraftstoffquelle und den Anschluss von wenigstens einer Kraftstoff-Förderleitung zur Versorgung der Antriebsmaschine sowie gegebenenfalls weiter vorgesehener Leitungen zur Abfuhr von verdampftem Kraftstoff und/oder Messleitung(en) zur Übertragung von dem Kraftstoff-Füllstand im jeweiligen Hohlraum (28; 38) proportionalen Messsignalen vorgesehen sind.

2. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum bzw. die Hohlräume in jeweils konstruktiv zur Versteifung der Chassis-/Bodengruppe (10) ohnehin vorgesehenen längsträgerartigen längsverlaufenden Bereich der Bodengruppe vorgesehen ist bzw. sind.

3. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (28; 38) bzw. die Hohlräume (28; 38) durch über konstruktiven Vertiefungen aufweisenden Bereichen der Chassis-/Bodengruppe angeordnete räumliche verformte Metallblech-Profile (26; 36) gebildet ist bzw. sind.

4. Kraftstoff-Vorratstank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der zur Aufnahme von Kraftstoff bestimmten Hohlräume, z. B. 38 im verformungssteif ausgebildeten, die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs bodenseitig abschließenden Bereich (12) der Chassis-/Bodengruppe (10) vorgesehen ist.

5. Kraftstoff-Vorratstank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum bzw. wenigstens ein weiterer Hohlraum zur Aufnahme von Kraftstoff in den konstruktiv als Verformungszonen ausgebildeten Bereichen der Chassis-/Bodengruppe (10) vor bzw. hinter deren verformungssteif ausgebildeten Mittelbereich (12) vorgesehen sind, und dass die die in solchen Verförmungszonen liegenden Hohlräume (28) bildenden Metallblech-Wandungen der Chassis-/Bodengruppe (10) und der räumlich verformten Metallblech-Profile (26) derart geformt und miteinander verbunden sind, dass sie auch bei unfallbedingten Verformungen keine Brüche oder Trennungen in den Verbindungsbereichen erleiden.

6. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Verformungszonen der Chassis-/Bodengruppe vorgesehene Hohlräume (28) durch in ihrer Wandung vorgesehene Sollbruchbereiche oder Überdruckventile gegen unkontrolliertes Bersten bei durch unfallbedingte Verformungen entstehendem Überdruck gesichert sind.

7. Kraftstoff-Vorratstank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Aufnahme von Kraftstoff bestimmte Hohlraum bzw. die Hohlräume (28; 38) durch jeweils wenigstens eine Schottwand unterteilt ist bzw. sind.

8. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schottwand bzw. die Schottwände das Überströmen von Kraftstoff erlaubende Durchbrechungen aufweisen.

9. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Schottwand im unteren bodengruppenseitigen und im in senkrechter Richtung gegenüberliegenden oberen Randbereich jeweils wenigstens eine Durchbrechung vorgesehen ist.

10. Kraftstoff-Vorratstank nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der zur Aufnahme des Kraftstoffs bestimmten Hohlräume (28; 38) eine in der Oberseite der den Hohlraum umschließenden Wandung (26; 36) vorgesehene, durch einen demontierbaren Deckel dicht verschließbare Montageöffnung aufweist, über welche Aggregate zur Förderung und/oder Messgeber zur Überwachung des Füllstands von Kraftstoff in den Hohlraum ein- und ausbaubar sind.

11. Kraftstoff-Vorratstank nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtüngen für die Kraftstoff-Förderleitung und/oder die Messleitung für die Übertragung der füllstandsproportionalen Messsignale in dem die Montageöffnung verschließenden Deckel vorgesehen sind.