Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einer wenigstens ein Kraftstoffvolumen umschließenden Behälterwandung.

Solche Kunststoff-Kraftstoffbehälter haben sich für den Einsatz in Kraftfahrzeugen besonders bewährt, da diese herstellungsbedingt komplexe Konturen und mehrere miteinander kommunzierende Tankvolumina aufweisen können, insbesondere können solche Kunststoff-Kraftstoffbehälter optimal an die in einem Kfz vorhandene Einbausituation angepasst werden.

Bei Kraftfahrzeugen, die mit Diesel oder Ottomotor betrieben werden, werden Kraftstofftanksysteme üblicherweise drucklos betrieben, d. h. ein Druckausgleich mit der Atmosphäre findet über wenigstens ein Kraftstoffdampffilter statt, welches über eine Betriebsentlüftungseinrichtung mit dem Behältervolumen kommuniziert. Die üblicherweise verwendeten Kraftstoffdampffilter sind als Aktivkohlefilter ausgebildet. Diese werden beispielsweise während des Stillstands des Kfz oder auch während der Betankung mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen beladen, wohingegen diese bei Betrieb der Brennkraftmaschine durch Rückspülen mittels vom Motor angesaugter Verbrennungsluft entladen werden. Es ist nachvollziehbar, dass die adsorptive Kapazität eines Kraftstoffdampffilters nicht zuletzt durch dessen Größe bestimmt wird. Bei Kraftfahrzeugen, die sowohl elektromotorisch als auch mittels Verbrennungsmotor angetrieben werden, ist eine Rückspülung des Kraftstoffdampffilters naturgemäß nur bei Betrieb der Brennkraftmaschine möglich. Demgemäß wäre es theoretisch erforderlich, die Beladungskapazität des Kraftstoffdampffilters entsprechend zu erhöhen, was einhergeht mit größerem Bauvolumen. Dies ist normalerweise nicht wünschenswert. Alternativ hierzu ist es möglich, das Dampfdruckgefälle im Kraftstoffbehälter zu verringern, sodass der Kraftstoff weniger dazu tendiert, von der flüssigen Phase in die Gasphase überzugehen. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Kraftstoffbehälter als Druckbehälter ausgebildet ist, dass heißt bei einem bestimmten Differenzdruck bezogen auf den Umgebungsdruck hermetisch abgeschlossen ist. Dies bedingt, dass der Kraftstoffbehälter größeren Belastungen standhalten muss, zumal die Steifigkeit von Kunststoffbehältern auch von der Umgebungstemperatur abhängt und es unter Umständen nicht ausgeschlossen ist, dass ein Kraftstoffbehälter eines Kfz höheren Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist.

Grundsätzlich sind Verstärkungsmaßnahmen für Kunststoff-Kraftstoffbehälter bekannt, die allerdings als innere Verstrebungen oder Abstützungen vorgesehen sind und das Volumen des Kraftstoffbehälters beachtlich reduzieren. Darüber hinaus ist das Einbringen solcher Verstrebungen in den Kraftstoffbehälter aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffbehälter der eingangs genannten Art diesbezüglich zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kunststoff-Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einer wenigstens ein Kraftstoffvolumen umschließenden Behälterwandung, wobei der Kunststoff-Kraftstoffbehälter sich dadurch auszeichnet, dass die Behälterwandung zumindest bereichsweise mit Mitteln zur Erhöhung der Biegesteifigkeit in Form von stoff- und/oder formschlüssig mit diesem verbundenen, flächigen Verstärkungslagen versehen ist.

Hierdurch ist es möglich, den Kunststoff-Kraftstoffbehälter sowohl von außen als auch von innen partiell so zu verstärken, dass dessen Biegesteifigkeit erhöht wird, ohne das Fassungsvolumen zu beeinträchtigen. Solche Verstärkungslagen könnten sowohl außen als auch innen an der Behälterwandung vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist, dass solche Verstärkungslagen gezielt an besonders hochbelasteten Stellen des Kraftstoffbehälters vorgesehen sein können.

Bei einer bevorzugten Variante des Kunststoff-Kraftstoffbehälters nach der Erfindung ist vorgesehen, dass als Verstärkungslagen Platten oder Streifen aus thermoplastischem Kunststoff vorgesehen sind, die sich etwa parallel zu der zu verstärkenden Behälterwandung erstrecken. Solche Platten oder Streifen können in etwa entsprechend der Kontur des Kraftstoffbehälters in den zu verstärkenden Bereichen ausgebildet sein.

Beispielsweise können die Verstärkungslagen mit Hilfe von Abstandshaltem zumindest bereichsweise mit Abstand zu der zu verstärkenden Behälterwandung an dieser befestigt sein.

Die Behälterwandung kann beispielsweise in dem zu verstärkenden Bereich mit Vorsprüngen, Noppen oder domförmigen Ausbuchtungen versehen sein, die mit einer Verstärkungslage vernietet, verschweißt oder verrastet sind.

Alternativ kann die Verstärkungslage mit Vorsprüngen, Noppen oder domförmigen Ausbuchtungen versehen sein, die mit der Behälterwandung verschweißt, vernietet oder verrastet sind.

Durch solche Verstärkungslagen, die mit Abstand an bestimmten Punkten mit der Behälterwandung verbunden sind, wird die Biegesteifigkeit der Behälterwandung nach dem Funktionsprinzip der Wellpappe verstärkt. Über die Noppen, domförmigen Ausbuchtungen oder Vorsprünge werden zwischen einer Behälterwandung und einer Verstärkungslage Materialbrücken erzeugt, die die Biegesteifigkeit signifikant erhöhen.

Alternativ kann vorgesehen sein, jeweils eine Verstärkungslage über eine Zwischenlage mit der Behälterwand zu verbinden.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Kunststoff-Kraftstoffbehälters nach der Erfindung ist vorgesehen, dass als Zwischenlage ein gewelltes Flächengebilde aus thermoplastischem Kunststoff vorgesehen ist, dessen Scheitel jeweils mit der Behälterwandung und mit der Verstärkungslage verschweißt und/oder verklebt sind.

Unter einem flächigen Erzeugnis oder unter einem Flächengebilde im Sinne der Erfindung sind im Wesentlichen flache, plattenförmige Elemente zu verstehen. Bei einer zweckmäßigen Variante des Kunststoff-Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungslage mit Durchbrüchen versehen ist. Diese Durchbrüche können der Montage von in dem Kraftstoffbehälter zu fixierenden Bauteilen dienen. Die Durchbrüche an und für sich besitzen den Vorzug, dass sie die Schwapp- und Prallenergie des durch Fahrdynamik bewegten Kraftstoffs aufzehren und damit als Schwapp- und Schwall-Hemmelemente wirken.

Andererseits kann auch der Zwischenraum zwischen den Verstärkungslagen und der Behälterwandung Kraftstoff durchflutbar bzw. Kraftstoff durchfließbar ausgebildet sein. Es ist selbstverständlich, dass diese Wirkungen nur erzielt werden, wenn die Verstärkungslagen im Innern des Kraftstoffbehälters angeordnet sind. Grundsätzlich ist es möglich, die Verstärkungslagen innen und/oder außen an der Behälterwandung vorzusehen.

Zweckmäßigerweise ist der Kunststoff-Kraftstoffbehälter nach der Erfindung so ausgebildet, dass dieser Mittel zur Betriebsentlüftung und zur Betankungsentlüftung aufweist, wobei eine Betriebsentlüftungseinrichtung wenigstens ein Betriebsentlüftungsventil mit Druckhalterfunktion umfasst, mit welchem das Volumen des Kraftstoffbehälters in einem vorgegebenen Differenzdruckbereich zum Umgebungsdruck gehalten werden kann.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des Kunststoff-Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung im Schnitt,

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Details Il in Figur 1 ,

Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linien Ill-Ill in Figur 2, Figur 4 eine alternative Ausführungsform der Befestigung der

Verstärkungslage an der Behälterwandung,

Figur 5 eine weitere alternative Ausgestaltung einer an der Behälterwandung vorgesehenen Verstärkungslage und

Figur 6 eine dritte Variante der erfindungsgemäß an der Behälterwandung vorgesehenen Verstärkungslage.

Figur 1 zeigt einen Kunststoff-Kraftstoffbehälter 1 gemäß der Erfindung in einer stark vereinfachten Schnittansicht, wobei die Größenverhältnisse in Figur 1 übertrieben unmaßstäblich dargestellt sind.

Der Kunststoff-Kraftstoffbehälter 1 ist zweckmäßigerweise als extrusionsblasgeformter Kunststoff-Kraftstoffbehälter ausgebildet, der durch Extrusionsblasformen von bahn- oder lappenförmigen Vorformlingen erhalten wurde. Diese bahn- oder lappenförmigen Vorformlinge wurden mehrstufig in einem dreiteiligen Blasformwerkzeug zu einem geschlossenen, einteiligen Kunststoff-Behälter umgeformt.

Während der Herstellung eines solchen Kunststoff-Kraftstoffbehälters bietet sich grundsätzlich die Möglichkeit, verhältnismäßig einfach Einbauteile und Anbauteile während der Ausformung der die spätere Kontur des Kraftstoffbehälters definierenden Halbschalen an deren Innenwandung Einbauteile und/oder Anbauteile zu platzieren.

Der in der Zeichnung dargestellte Kunststoff-Kraftstoffbehälter 1 ist auch hinsichtlich seiner Kontur stark vereinfacht dargestellt. Dem Fachmann wird geläufig sein, dass ein solcher Kunststoff-Kraftstoffbehälter 1 eine durchaus komplexe Kontur mit mehreren miteinander kommunzierenden Teilvolumina aufweisen kann.

Zur partiellen Verstärkung der Behälterwandung 2 sind bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen innerhalb des von der Behälterwandung 2 umschlossenen Volumens zwei Verstärkungslagen 3 an der Behälterwandung 2 befestigt, und zwar mit Abstand zu der Behälterwandung 2, wie nachstehend noch im Einzelnen erläutert wird. Der Abstand der Verstärkungslagen 3 zu der Behälterwandung 2 ist übertrieben groß dargestellt. Die Verstärkungslagen 3 sind bei der in Figur 1 gezeigten Variante des Kunststoff-Kraftstoffbehälters so dargestellt, dass sie sich über im Wesentlichen die gesamte Unterseite und Oberseite des Behälters erstrecken. Die Erfindung ist allerdings so zu verstehen, dass diese Verstärkungslagen platten- oder streifenförmig ausgebildet sein können und nur an bestimmten verstärkungsbedürftigen Stellen des Kunststoff-Kraftstoffbehälters vorgesehen sein können. Diese Verstärkungslagen 3 können unmittelbar auf die Behälterwandung 2 des Kunststoff-Kraftstoffbehälters 1 aufgebracht worden sein. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind diese jedoch mit Abstand zu der Behälterwandung 2 angeordnet, und zwar so, dass diese nur punktuell mit der Behälterwandung 2 in Berührung sind, derart, dass insgesamt die Biegesteifigkeit der Behälterwandung 2 in dem betreffenden Bereich signifikant erhöht wird.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen der Verstärkungslage 3 und der Behälterwandung 2 V-förmige Profile 4 vorgesehen, die untereinander nicht verbunden sind und dem Zwischenraum 5 zwischen den Verstärkungslagen 3 und der Behälterwandung 2 eine wabenförmige, Kraftstoff durchflutbare Struktur geben. Die Profile 4 können verhältnismäßig elastischer als die Verstärkungslage 3 sein. Der Zwischenraum 5 kommuniziert mit dem übrigen Behältervolumen derart, dass die Anordnung zusätzlich als Schwapp- bzw. Schwall-Hemmelement innerhalb des Kunststoff- Kraftstoffbehälters 1 wirkt. Die sich öffnenden Seiten der etwa V-förmig ausgestalteten Profile 4 sind im Inneren der Behälterwandung 2 zugekehrt. Diese sind so angeordnet, dass mechanisch eine Art „Wellpappen-Effekt" erzeugt wird.

Eine alternative Ausgestaltung der Kunststoff-Kraftstoffbehälters ist in Figur 4 dargestellt. Dort ist zwischen der Verstärkungslage 3 und der Behälterwandung 2 eine gewellte Zwischenlage 6 angeordnet, die ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff besteht, wobei die Scheitel 7 der Wellenstruktur jeweils mit der Behälterwandung 2 und der Verstärkungslage 3 verschweißt sind. Die Zwischenlage 6 besitzt relativ zu der Behälterwandung 2 und der Verstärkungslage 3 eine geringere Biegesteifigkeit, wodurch die Biegesteifigkeit der Behälterwandung 2 insgesamt in eine Biegerichtung erhöht wird, in eine Richtung quer hierzu jedoch unverändert bleibt.

Durch gezielte Ausrichtung der in Figur 4 gezeigten Struktur an bestimmten Stellen der Behälterwandung lässt sich so eine gerichtete Erhöhung der Biegesteifigkeit erzielen.

Eine weitere Ausgestaltung des Kunststoff-Kraftstoffbehälters 1 gemäß der Erfindung ist in Figur 5 dargestellt. Dort ist die Verstärkungslage 3 unmittelbar als geripptes Profil ausgebildet und linienförmig mit der Behälterwandung 2 verschweißt. Alternativ können anstelle von sich längs oder quer erstreckenden Rippen auch einzelne domförmige Erhebungen der Verstärkungslage 3 mit der Behälterwandung 2 verschweißt sein.

In einer weiteren, nicht dargestellten Variante des Kunststoff-Kraftstoffbehälters 1 gemäß der Erfindung kann beispielsweise die Zwischenlage 6 ein Querschnittsprofil entsprechend demjenigen in Figur 5 aufweisen.

In Figur 5 ist eine gerippte Verstärkungslage 3 dargestellt, die mit Durchbrüchen 8a, 8b versehen ist. Die Durchbrüche 8a erstrecken sich etwa quer zur Behälterwandung 2 und dienen als Durchlässe für Kraftstoff, und zwar in erster Linie um die Schwallenergie des diese überflutenden Kraftstoffs abzubauen. Die Durchbrüche 8b, die sich etwa parallel zur Behälterwandung erstrecken, sind selbstverständlich ebenfalls Kraftstoff durchflutbar, diese können jedoch der Montage von in dem Kunststoff-Kraftstoffbehälter 1 vorzusehenden Einbauten dienen.

Figur 6 zeigt schließlich eine weitere Variante der Ausbildung einer Verstärkungslage 3, die entweder Längs- oder Querrippen mit einem Trapezprofil aufweisen kann oder mit entsprechenden domförmigen Vorsprüngen oder Erhebungen versehen sein kann. Diese können ebenfalls mit Durchbrüchen 8a, 8b versehen sein. Alternativ ist es möglich, eine Verstärkungslage 3 als in etwa ebene, flächige Struktur an diskreten Punkten thermisch mit der Behälterwandung zu vernieten und/oder zu verschweißen. Auch kann die Verstärkungslage 3 mit warzenförmigen Vorsprüngen versehen sein, die bei der Ausformung des Kunststoff-Kraftstoffbehälters mit der Behälterwandung 2 verschweißt werden. Bei einer Anbringung der Verstärkungslagen 3 auf die Außenseite des Kunststoff- Kraftstoffbehälters 1 können die Verstärkungslagen in der zweiten Hitze, beispielsweise durch Spiegelschweißen, Reibschweißen oder dergleichen mit der Behälterwandung 2 verbunden worden sein. Alternativ ist die Anwendung eines Haftvermittlers denkbar.

Bezugszeichenliste

1 Kunststoff-Kraftstoffbehälter

2 Behälterwandung

3 Verstärkungslagen

4 Profile

5 Zwischenraum

6 Zwischenlage

7 Scheitel

8a,8b Durchbrüche