DE3205592A1

DE3205592A1 - Kraftstoffbehaelter mit einem beruhigungstopf aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE3205592A1
Application number: DE19823205592
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 6840 Lampertheim Jung; Edmund Dipl.-Ing. 6700 Ludwigshafen Lindner; Volker Ing.(grad.) 6940 Weinheim Lohrbaecher
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-08-25
Also published as: ES280520Y; EP0086425B1; ES280520U; ES278031Y; US4526286A; JPS58145521A; EP0086425A1; EP0086425B2; DE3360333D1; ES278031U

Description

BASF Aktiengesellschaft · 3· Ο.Ζ.0050/35740

^rKraftstoffbehälter mit einem Beruhigungstopf aus thermoplastischem Kunststoff

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter aus thermoplastischem Kunststoff mit ;einem Beruhigungstopf, der aus zwei aus einander gegenüberliegenden Tankwandungen herausgeformten, wulstartigen Erhebungen gebildet wird, die sich gegenseitig, berühren und an den Berührungsstellen miteinander verbunden sind, und ggf. eine Einrichtung zum Behindern des Kraftstoffabflusses besitzt.

Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotorantrieb, deren Antriebsmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung arbeiten, ist es· erforderlich, daß während der Kraftstoff entnahme aus den Kraftstoffbehälter bis zum völligen Aufbrauchen des Behälterinhaltes keine Luft in das Kraftstoffördersystem gelangt.

Bei- solchen Fahrzeugen wird daher der Kraftstoff in der Regel aus einer Stelle des Behälters (Tanks) entnommen, an der sich bis zur völligen Entleerune immer Kraftstoff befindet. Es muß sichergestellt sein, daß auch bei Kurvenfahrt oder beim Befahren geneigter Fahrwege, ebenso wie beim Beschleunigen oder Verzögern während einer gewissen Zeit Kraftstoff aus dem Tank entnommen werden kann, selbst wenn sich die übrige im Tank befindliche Kraftstoffmenge an Stellen des Tanks sammelt, die von der Entnahmestelle entfernt sind. Das gilt insbesondere bei nahezu leerem Tank.

Da aus räumlichen Gründen eine disen Effekt bewirkende, unter dem Behälterniveau liegende sackihnliche Vertiefung des Behälterbodens nur selten anwendbar ist, wurden 35

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■ Vorrichtungen geschaffen, die, im Behälter liegend, ein Sammeln des Kraftstoffrestes an der Entnahmestelle bewirken.

Im allgemeinen handelt es sich hier um topfförmige, vom Behälter eingeschlossene, aber von dem übrigen Volumen des Behälters abgeteilte Teilvolumina, in denen sich der Kraftstoff beispielsweise durch die Schüttelbewegungen des Fahrzeuges oder durch die Saugwirkung des in den Tank zurückgeförderten Überschusses an entnommenem Kraftstoff ansammelt.

Solche Sammeleinrichtungen werden auch Beruhigungstopfe, Schlingertöpfe oder Kraftstoff-Staubecken genannt.

Diese Einrichtungen lassen sich in einem aus zwei Schalen (Blech oder Kunststoff) gefertigten Tank vor dem Zusammenfügen der beiden Hälften leicht einbringen. Schwieriger wird diese Aufgabe, wenn der Tank aus thermoplastischem Kunststoff im wesentlichen einstückig nach dem Hohlkörperverfahren oder dem Rotationssinterverfahren hergestellt werden soll, weil die an diesen Tanks vorhandenen öffnungen im allgemeinen nicht groß genug sind, um einen solchen Beruhigungstopf als Einbauteil nachträglich in das Tankinnere zu bringen. Das beim Blasformen ebenfalls mögliche Einbringen -des Beruhigungstopfes während der Tankherstellung ist aufwendig und arbeitsintensiv und stellt gewisse Risiken hinsichtlich der Arbeitssicherheit dar.

Beiden Möglichkeiten haftet der Nachteil an, daß der Beruhigungstopf in einem gesonderten Arbeitsvorgang hergestellt und durch einen weiteren Arbeitsgang am Behälter sicher befestigt werden muß.

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^rIn einem anderen Herstellverfahren ist es möglich, den Beruhigungstopf aus den Wandungen des Kraftstoffbehälters zu formen. Hier sind die Wandungen des Tanks so ausgebildet, daß sie einen vom übrigen Tankvolumen abgeteilten Sammelraum einschließen, in dem sich der schwappende Kraftstoff unter der Wirkung benachbarter Tankwände oder besonderer, um den Sammelraum herum angeordneter und beim PormungsVorgang ebenfalls mit erzeugter Leitwände sammelt. Diese Leitwände können spiralförmig oder als konzen- ]q trische, offene Ringe oder in einer anderen geeigneten Welse angeordnet sein.

Vorteilhaft an diesen mitangeformten Beruhigungstöpfen ist, daß sie ohne besonderen Mehraufwand gleich bei der Herstellung des Kraftstofftanks mit entstehen; ihr Nachteil ist, daß sie infolge des sie umschließenden Fangsystems von Leitwänden einen verhältnismäßig großen Bedarf an Tankbodenfläche erfordern, vor allem bei blasgeformten oder im Doppelstreckziehverfahren aus zwei Schalen hergestellten Tanks, weil dort die sich zwischen den einzelnen Leitwänden und dem Beruhigungstopf einstellende Wanddicke vom Abstand dieser Leitwandbereiche untereinander, von ihrer Höhe und von der ursprünglichen Wanddicke des Vorformlings oder der zu verformenden Platten abhängt.

Sin weiterer Nachteil der bisher bekannten, einstückig am Tank angeformten Beruhigungstöpfe ist, daß sie als Bestandteil des Tankbodens aus diesem herausgeformt an ihrer Oberseite offen sind; der darin angesammelte Kraftstoff kann bei auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen aus dem Beruhigungstopf herausschwappen.

In der DE-OS 1 **55 H$6 ist ein mit-einem Beruhigungstopf versehener Kraftstofftank für Fahrzeuge beschrieben,

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dessen Beruhigungstopf durch 2 ringförmige Eindrückungen in zwei einander gegenüberliegenden Wandungen gebildet wird, die in etwa der halben Höhe des Tankes miteinander verschweißt sind. Der Innenraum dieses Beruhigungstopfes hat keine schon beim Tank-Herstellprozeß entstehende Verbindung mit dem umgebenden Tankvolumen. Diese Verbindung muß vielmehr durch eine zusätzlich anzubringende Verbindungsleitung, beispielsweise eine Schlauchleitung, hergestellt werden. Eine solche Schlauchverbindung stellt ein gewisses Sicherheitsrisiko dar, wenn, sie unterhalb des Tankbodens liegt, weil sie beim überfahren von Unebenheiten abgerissen werden kann und auch sonst die Gefahr von Undichtigkeiten mit sich bringt.

Allen bisher beschriebenen einstückig mit dem Tankkörper geformten Beruhigungstöpfen haftet der weitere Nachteil an, daß sie keine Einrichtung besitzen, die das Ausfließen von Kraftstoff aus dem Beruhigungstopf behindern. Es sind zwar Beruhigungstöpfe bekannt mit daran befestigten, den Kraftstoffabfluß erschwerenden Rückschlagklappen. Es handelt sich hier aber durchwegs um separat hergestellte Beruhigungstöpfe, deren Einbringen in den vorliegenden Tank mit den bereits weiter oben erwähnten Nachteilen verbunden ist.

Somit bestand die Aufgabe, einen Kraftstoffbehälter aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Beruhigungstopf, der beispielsweise im Höhlkörperblasverfahren, im Doppelstreckziehverfahren oder im Rotationsverfahren hergestellt ist, mit einer das Abfließen von Kraftstoff aus dem Beruhigungstopf behindernden Einrichtung so zu gestalten, daß der Beruhigungstopf

- mit dem Tank in einem Arbeitsgang geformt, _ nach oben geschlossen,

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^- mit innerhalb des Tanks liegenden, für den Kraftstoffeintritt geeigneten öffnungen in seinen Seitenwänden versehen ist.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wand des Beruhigungstopfes Durchbrüche aufweist, die eine Verbindung zwischen Behältervolumen und Beruhigungstopf herstellen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren 1

bis 9 dargestellt.

Figur 1 ist der Schnitt durch einen Kraftstofftank und

^5 den einstückig damit verbundenen Beruhigungstopf.

Figur 2 ist eine Teilansicht auf die Seitenwand des Beruhigungstopfes in Pfeilrichtung A (Figur 1). Figur 3 ist ein Teilausschnitt der Draufsicht auf den am Tankboden angeformten unteren Teil des Beruhigungstopfes mit kreisförmiger Grundfläche (Pfeilrichtung B nach Figur 1) Figur M ist die Draufsicht auf ein Beruhigungstopf-Unterteil mit beispielsweise rechteckiger. Grundfläche und zwei erfindungsgemäßen Durchbrüchen (Pfeilrichtung E nach Figur 1).

Figur 5 ist die Seitenansicht einer Rückschlagklappe, die an einem biegsamen Ringelement befestigt ist. Figur 6 ist die Ansicht der Rückschlagklappe gemäß Figur in Pfeilrichtung C.
Figur 7 ist die Seitenansicht einer Rückschlagklappe, die an einem Klemmstück befestigt ist.

Figur 8 ist die Ansicht der RückschlagklapDe gemäß Figur

in Pfeilrichtunp: D.

Figur 9 ist die Draufsicht auf das Klemmstück nach Figur

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erfindungsgemäße Beruhigungstopf 1 besteht aus zwei an sich bekannten, jeweils zur Tankinnenseite gerichteten, eine bestimmte Fläche einschließenden wulstförmigen Erhebungen 8 am Tankboden 3 und 2 an der Tankoberseite ^, die sich gegenseitig berühren oder an ihren Berührungsstellen 5 vollständig oder teilweise miteinander verbunden, z.B. verschweißt sind.

In der Wandung des so gebildeten Beruhigungstopfes befinden sich, vorzugsweise in der unteren wulstförmigen Erhebung 8, ein oder mehrere Durchbrüche 6, die eine Verbindung zwischen dem den Beruhigungstopf umgebenden Behältervolumen und dem Innenraum des Beruhigungstopfes darstellen. Diese Durchbrüche 6 lassen sich besonders gut herstellen, wenn sie die Form eines V haben. Das Verbleiben einer gewissen Kraftstoff-Vorratsmenge im Beruhigungstopf wird begünstigt', wenn zwischen der tiefsten Stelle des Durchbruchs 6 und dem Boden des Beruhigungstopfes bzw. Tanks eine Schnelle 9 mit der Höhe F verbleibt.

Die Gestalt der vom Beruhigungstopf umschriebenen Bodenfläche richtet sich nach den räumlichen und für die Funktion der Gesamtanlage notwendigen Gegebenheiten. Sie kann kreisrund (Figur 3) oder beispielsweise auch rechteckig sein (Figur H).

über dem Beruhigungstopf befindet sich eine öffnung 7_S durch die hindurch Einrichtungen zur Kraftstoffentnahme, Kraftstoffrücklauf, Füllstandsanzeige usw. in den Tank eingebracht werden können. Ebenso kann durch die öffnung 7 eine hier nicht niher beschriebene Einrichtung gesteckt werden, die sich vom Inneren des Beruhi^ungstopfes 1 her gegen den Durchbruch 6 legt und eine Rückschlagklappe besitzt, die den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Beruhigungstopf behindert.

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""Eine besonders günstige Gestalt des Durchbruchs 6 wird erreicht, wenn er V-förmig gemacht wird, mit einem öffnungswinkel oC ^ 50° (Figur 2), einem Abrundungshalbmesser an der Spitze des V-förmigen Durchbruches ^ 5 mm und Abrundungshalbmesser am übergang zum Topfrand ^ 20 nun (Figur 2).

Wie bereits erwähnt, hat die Schwelle 9 die Aufgabe, eine gewisse Restmenge Kraftstoff im Topf zurückzuhalten.

Bei ungünstigen Beschleunigungskräften oder Neigungen des Tanks ist es Jedoch möglich, daß der Kraftstoff aus dem Beruhigungstopf, insbesondere bei fast leerem Tank, über diese Schwelle abfließt. Zum Verstärken der den Kraftstoffrückhalt im Topf begünstigenden Wirkung der Schwelle 9 dient als weiteres Merkmal der Erfindung eine Rückschlagklappe 10 (Fig. 5). Im Gegensatz zu den an Beruhigungstöpfen bereits bekannten Rückschlagklappen kann die Rückschlagklappe 10 in den erfindungsgemäßen Tank auch nachträglich eingebaut werden.

In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Rückschlagklappe 10 an einem biegsamen Ringelement 11 beweglich so angebracht, daß sie durch den in den Beruhigungstopf schwappenden Kraftstoffschwall angehoben wird und den Kraftstoff in den Beruhigungstopf eindringen läßt. Drückt aber der im Beruhigungstopf befindliche Kraftstoff gegen die Klappe, so legt sie sich gegen die den Durchbruch 6 umgrenzende Innenwandung und erschwert damit den Rückfluß des Kraftstoffs. Zum Einbau der Rückschlageinrichtung wird das biegsame Ringelement 11 mit der daran befestigten Rückschlagklappe 10 durch die öffnung 7 in den Beruhigungstopf eingebracht. Der Durchmesser des Ringelements ist so abgestimmt, daß er sich in die an den Berührungsstellen 5 zwischen Beruhigungstopf-Ober- und -Unterteil gebildete Kerbe 12 (Fig. 1) legt und somit die Rückschlag-

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^rklappe 10 sicher festhält. Am Ringelement 11 angebrachte Nocken 13 (PIg. 6) sichern die Lage des Ringelementes 11 und der Rückschlagklappe 10 gegenüber dem Durchbruch 6. Das Ringelement kann beispielsweise als biegsames Drahtseil, als Schraubenfeder aus Metall oder aus einem biegsamen, kraftstoffbeständigen Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polyformaldehyd bestehen.

Bei einer anderen Ausführung der Rückschlageinrichtung (Fig. 8) ist die Rückschlagklappe 10 an einem Klemmstück IM beweglich befestigt, das an seinen Enden Kerben 15 aufweist. Durch diese Kerben entstehen 2 Vorsprünge 16. Das Klemmstück IM besteht aus einem, eine gewisse elastische Verformung zulassenden Material, wie z.B. PoIyformaldehyd, Polyethylen oder Polypropylen, so daß es möglich ist, die beiden Vorsprünge 16 so weit abzubiegen, daß sich das Klemmstück vom 'Inneren des Beruhigungstopfes her durch den Durchbruch 6 hindurchschieben läßt, so daß es an der obersten Stelle des Durchbruchs 6 liegt und mit seinen Kerben 15 dort einrastet.

Das Ringelement 11 bzw. das Klemmstück It und die daran befindliche Rückschlagklappe sind so bemessen, daß sie sich durch die Tanköffnung 7 hindurch in den Beruhigungstopf einbringen lassen.

Zeichn.

Leerseite

Claims

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'Patentansprüche

Kraftstoffbehälter aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Beruhigungstopf, der aus zwei aus einander gegenüberliegenden Tankwandungen (3, 4) herausgeformten, wulstartigen Erhebungen (2, 8) gebildet wird, die sich gegenseitig· berühren und an den Berührungsstellen (5) miteinander verbunden sind, und ggf. eine Einrichtung zum Behindern des Kraftstoffabflusses besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Beruhigungstopfes Durchbrüche (6) aufweist, die eine Verbindung zwischen Behältervolumen und Beruhigungstopf herstellen.

Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (6) V-förmig gestaltet ist.

Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß an der tiefsten Stelle des Durchbruchs (6) eine Schwelle (9) verbleibt.

Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 - ⁷I, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungsv/inkelc^des V-förmigen Durchbruchs ^ 50 C, der Abrundungshalbmesser an der Spitze des Durchbruchs ^ 5 mm und die Abrundungshalbmesser am übergang des Durchbruchs zum Fand des Beruhigungstopf es "^ 20 mm betragen.
2.
3.
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5. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Inneren des Beruhigungstopfes (1) eine Rückschlafreinrichtung, bestehend aus einer Rückschlafklaope (10) und einem sie tragenden biegsamen Ringelement (11) befinden.

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6. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß zum Fixieren der Lage der Rückschlagklappe (10) gegenüber dem Durchbruch (6) auf dem Ringelement (11) Nocken (13) angebracht sind. 5
7. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1-5, dadurch ge- ■ kennzeichnet, daß die Rückschlagklappe (10) an einem Klemmstück (14) beweglich befestigt ist, das Kerben (15) und Vorsprünge (16) aufweist und in der ober-10 sten Stelle des Durchbruchs (6) eingerastet werden kann.