Der Kraftstofftank ist ein Behalter , in dem Kraftstoff  ? zum Beispiel Gas, Benzin oder Diesel ? zum Betrieb eines Verbrennungsmotors gelagert wird. Im Gegensatz zu einem Lagerbehalter ist der Tank mit einer Maschine oder einem Brenner verbunden.

Auf einem Schiff werden Kraftstofftanks ? Bunker “ genannt ? ein Begriff, der noch aus der Zeit der Dampfschiffe mit Steinkohle als Energietrager stammt.

Bis in die 1970er Jahre waren Tanks oft hinter der Hinterachse im oder unter dem Kofferraum untergebracht. Es gab auch Tanks vor dem Armaturenbrett im Motorraum, dann brauchte das Fahrzeug keine Treibstoffpumpe. Aus Sicherheitsgrunden befindet sich der Kraftstofftank bei modernen Automobilen in der Regel uber der Hinterachse oder vor ihr unter den Rucksitzen. Er kann aus Aluminium , Stahl oder Kunststoff hergestellt sein. Kraftstofftanks aus Kunststoff korrodieren nicht und konnen fertigungsbedingt besser der Form des Fahrzeugbodens angepasst werden. Auch mit hochentwickelten Stahlen konnen komplexe Geometrien erreicht werden. Als Kunststoff wird ein Thermoplast , mit Ruß eingefarbtes HDPE ( High Density Polyethylen ), verwendet. Die schwarze Einfarbung macht das HDPE bestandiger gegenuber Sonnenlicht, weitere Innenlagen dienen als Barriereschicht fur den Tankinhalt. Wichtig bei Kunststofftanks ist eine merkliche Leitfahigkeit fur elektrischen Strom, um Funken zu vermeiden die sonst durch elektrostatische Entladung entstehen konnten.

LKW-Tanks baut man oft aus Aluminiumlegierungen , um Gewicht zu sparen.

Bei Gasfahrzeugen werden abhangig von der Gasart ( Autogas- oder Erdgasfahrzeug ) stahlerne oder Faserverbundwerkstoff-Tanks verwendet. Sie mussen dem Druck des komprimierten und verflussigten Kraftstoffs standhalten.

Kunststoffkraftstoffbehalter werden in Extrusionsblasformen hergestellt. In Kleinserien, z. B. bei Motorradtanks, kann auch das Rotationsschmelzverfahren zum Einsatz kommen.

Nach der Entnahme aus dem Werkzeug wird der Rohling des KKB (?Blase“) in eine Kalibrieranlage gelegt. Es stehen verschiedene Methoden zur Kalibrierung der KKBs zur Verfugung. Diese sind im Einzelnen:

• Wasserbadkalibrierung: Aufnahme in einem Kalibrierkorb mit einzeln verstellbaren Elementen; Aufbau eines geregelten Kalibrierinnendrucks mit Druckluft im mbar-Bereich; definierte Verweildauer unter Wasser
• Luftkalibrierung: Aufnahme in einem (oder aus Zykluszeitgrunden mehreren) Kalibriernestern; Aufbau eines geregelten Kalibrierdrucks oder Spuldrucks (Abfuhr von Warmeenergie); definierte Verweildauer im Kalibriernest
• Kalibrierform: Erneutes Einformen des KKB in eine konturgefraste Kavitat ; Aufbau eines geregelten Kalibrier- oder Spuldrucks (Abfuhr von Warmeenergie); definierte Verweildauer in der Kalibrierform

Es konnen auch Kombinationen der einzelnen Kalibrierungen in Reihe installiert werden, wenn das durch die Produktionsgeschwindigkeit notwendig wird.

In diesen Anlagen wird der KKB an den wichtigen Stellen ? Anlage- und Montageflachen ? in Form gehalten. Wahrend der Abkuhlphase des heißen KKB wurde sich sonst eine unkontrollierte Verformung durch Schwindung einstellen und er konnte nicht mehr im Fahrzeug montiert werden. Weitere mogliche Fehler durch nicht ausreichende Kalibrierung konnen zum Beispiel schwankende Volumina infolge von Einfallstellen sein.

In weiteren Arbeitsschritten werden Locher geschnitten, um die Kraftstoffpumpe und den Geber fur die Kraftstoffanzeige einzusetzen und Nippel anzuschweißen. In den KKB gefallene Spane mussen vor der weiteren Montage entfernt werden. Außerdem konnen weitere Bauteile wie Halter, Winkel, Clips und das Einfullrohr angebracht werden. Nach vollstandiger Montage der Anbauteile erfolgt eine Dichtheitsprufung.

Uber den Einfullstutzen und das Einfullrohr fließt der Kraftstoff, Benzin oder Diesel , in den Behalter. Die darin enthaltene Luft entweicht uber den Nippel der Tankentluftung (→  Kraftstoffverdunstung ) nach außen. Vor allem beim leichter fluchtigen Benzin wird in modernen Tankstellen der Benzindampf vom geringer werdenden Gasraum im Fahrzeugtank uber eine eigene dunnere Leitung in Zapfsaule und -schlauch in den unterirdischen Lagertank ruckgefuhrt, wo der Gasraum entsprechend wachst. Dieses Gaspendelsystem wird auch beim Nachfullen der Erdtanks und der Lieferfahrzeuge angewandt und geschieht aus Grunden der Luftreinhaltung, der Verringerung von Brandgefahr und der deutlichen Reduzierung von Umfullverlusten. Der Betankungsentluftungsnippel auf dem Tank muss so positioniert sein, dass das Fullvolumen bei einer 4°-Neigung des Fahrzeuges wahrend der Betankung immer gleich bleibt. Außerdem muss der Querschnitt so ausgelegt sein, dass eine Fullgeschwindigkeit von 50 Litern pro Minute erreicht werden kann. Dieser ist ein Prufwert verschiedener Automobilhersteller, da die Fullgeschwindigkeit bei offentlichen Zapfsaulen wesentlich niedriger ist.

Wenn der einfließende Kraftstoff beziehungsweise von diesem aufsteigende Gasblasen im Einfullrohr nach oben steigen und die Zapfpistole erreichen, schaltet diese ab, und der Tank ist gefullt. Deshalb kann nach dem ersten Abschalten der Zapfpistole immer noch nachgetankt werden, da sich die Kraftstoffoberflache beruhigt hat und keine weiteren Gasblasen durch Verwirbelung des einstromenden Kraftstoffes entstehen. Bei Kraftstofftankanlagen von Nutzfahrzeugen bei einem Tankvolumen von 1000 Litern und mehr ist das Nachtanken nach dem Abschalten die Regel. Der Durchmesser der Tankoffnung ist etwa 10 Zentimeter und die Zapfpistole kann schlecht positioniert werden. Ebenso sind die Verwirbelungen extremer. Das Nachtanken ermoglicht eine Mehraufnahme nach dem Abschalten von bis zu 150 Litern, sprich einer Fahrstrecke von uber 400 Kilometer.

Um die Ausdehnung des Kraftstoffes bei Erwarmung auffangen zu konnen, wird entweder der Kraftstoffbehalter etwa 15 bis 20 % großer als das angegebene Fullvolumen ausgelegt oder es existiert ein zusatzliches sogenanntes Expansionsvolumen. Bei einem Nennvolumen = Tankinhalt von 60 Litern bedeutet das ein Volumen des Kraftstoffbehalters von etwa 70 Litern.

Die Entluftung des Tankes wahrend des Betriebes erfolgt durch die Betriebsentluftung, auch Kraftstoffverdunstungsanlage genannt, die einen kleineren Durchmesser als die Betankungsentluftung hat. Der Betriebsentluftungsnippel ist im Allgemeinen am hochsten Punkt des Tankes angebracht. Bei der Betankung darf die Betriebsentluftung nicht geoffnet sein, da sonst der Tank bis zu seinem maximalen Volumen befullbar ware. Wenn sich nun bei Sonneneinstrahlung der Kraftstoff ausdehnen wurde, konnte er bis zum Aktivkohlefilter fließen und diesen zerstoren.

Die Betriebsentluftung fuhrt zum Aktivkohlefilter, um die Kohlenwasserstoffe nicht in die Umwelt gelangen zu lassen. Wie bereits an anderer Stelle erwahnt, wird der Aktivkohlefilter wahrend des Betriebes uber ein elektronisch gesteuertes Ventil abhangig von der Motorsteuerung und den Lastzustanden des Motors von den angereicherten Kohlenwasserstoffen geleert. Dazu wird die Verbindung zum Kraftstofftank mit dem Ventil verschlossen, um dort keinen Unterdruck zu erzeugen. Die Ansaugung der Luft zum Leeren des Aktivkohlefilters erfolgt uber eine separate Frischluftoffnung am Filtergehause. Um zu verhindern, dass bei einem Fahrzeug-Uberschlag Kraftstoff in den Aktivkohlefilter lauft und damit uber die Frischluftoffnung des Filters in die Umwelt austritt, ist in der Leitung ein Roll-Over-Valve , ein Uberschlag-Ventil installiert.

Der Verschluss der Betriebsentluftung wahrend des Betankens erfolgt entweder durch einen mechanischen Hebel, der durch den Tankdeckel betatigt wird, oder durch ein elektronisch gesteuertes Ventil in der Leitung zum Aktivkohlefilter.

Aufgrund immer strenger werdender gesetzlicher Vorschriften, vor allem in den Vereinigten Staaten und dort im Speziellen Kalifornien , muss die Emission von Kohlenwasserstoffen immer weiter reduziert werden. Die Zulassung und somit der Verkauf von Fahrzeugen in Kalifornien hangt von der Emission dieser Kohlenwasserstoffe ab. Das gilt fur das Gesamtfahrzeug ? nicht nur fur den Kraftstofftank und die Leitungen. Diese Forderungen werden nach und nach auch in Europa bindend, so dass bei der Entwicklung und Herstellung von Kraftstofftanks die Materialauswahl eine zunehmende Rolle spielt.

Der normalerweise fur den Tank verwendete Kunststoff HDPE ist fur Kohlenwasserstoffe auf Molekulebene durchlassig. Die Anreicherung des HDPE mit Kraftstoff ist auch ein Problem fur das Recycling , da sich die Wande des Tanks mit den Kohlenwasserstoffen ?vollsaugen“. Um das zu verhindern, gibt es mehrere Moglichkeiten:

• Eine mogliche Methode ist das Fluorieren der Tankinnenseite wahrend des Aufblasvorganges. Dazu wird der vollstandig aufgeblasene Tank mit Fluor gespult und anschließend mit Stickstoff vom Fluor gereinigt. Das Fluor bildet eine Schutzschicht auf der Innenseite des Tankes und reduziert die Emission der Kohlenwasserstoffe. Diese Technik ist, obwohl noch gebrauchlich, bereits seit Jahren veraltet. Sie erfullt die an neuzeitliche Kraftstofftanks gestellten Anforderungen nicht mehr.
• Eine weitere veraltete Technik ist die Verwendung von Selar , eine mechanische Mischung aus PE und PA , da sich die beiden Kunststoffe aufgrund ihrer Molekulstruktur nicht miteinander verbinden lassen. Ein Granulat -Gemisch dieser Kunststoffe wird in den Extruder eingefullt und somit mechanisch vermischt. PA hat den Vorteil, dass die Kohlenwasserstoffe nicht hindurchdiffundieren und somit auch bei Selar die Diffusion reduziert wird. Die PA-Molekulketten sind dabei als eingelagertes Labyrinth im PE vorstellbar.
• Allgemein ublich ist heute die Verwendung von Mehrschichttanks ? Multilayertanks. Die Wand eines solchen Tankes besteht von außen nach innen aus schwarzem PE, Haftvermittler , [Ethylenvinylalkohol]-Copolymer (EVOH), Haftvermittler, Regranulat aus PE und naturfarbenem = weißlichem PE. Der Haftvermittler wird zur Herstellung einer chemischen Verbindung zwischen PE und EVOH benotigt.

Kunststoffkraftstoffbehalter sind verschiedenartigsten Belastungen ausgesetzt. Um diese bei Neuentwicklungen zu simulieren, gibt es unterschiedliche Prufungen, von denen hier zwei exemplarisch beschrieben werden. Speziell fur die Uberprufung der oben erwahnten Kohlenwasserstoffanreicherung und Diffusion gibt es noch eine Reihe weiterer Tests, die sich uber mehrere Wochen erstrecken.

• Falltest: Die Blase des KKB wird mit Glycerin befullt (Nennvolumen) und auf ?40 °C abgekuhlt. Anschließend wird sie aus einer bestimmten Hohe fallen gelassen. Bei diesem Falltest durfen keine sichtbaren Risse oder Bruche an der Sichtseite des Rohlings auftreten.
• Brandtest nach ECE R34: Der komplett montierte Kraftstoffbehalter wird in ein Fahrzeug eingebaut ? meist nur der Hinterwagen ? und dann fur zwei Minuten einem offenen Feuer uber einem Rost ausgesetzt. Bei diesem Brandtest durfen am Tank und am Einfullrohr keine Leckstellen entstehen.

• Orbitales Treibstoffdepot

• Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik , 2. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden 2001, ISBN 3-528-13114-4
• Jan Trommelmans: Das Auto und seine Technik , 1. Auflage, Motorbuchverlag, Stuttgart 1992, ISBN 3-613-01288-X
• Peter Gerigk, Detlev Bruhn, Dietmar Danner: Kraftfahrzeugtechnik , 3. Auflage, Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig, 2000, ISBN 3-14-221500-X
• Max Bohner, Richard Fischer, Rolf Gscheidle: Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik , 27. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2001, ISBN 3-8085-2067-1

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