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CN107107739B - 用于机动车的燃料箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料箱以及一种用于制造这样的用于机动车的燃料箱的方法，该燃料箱构造为吹塑成形的塑料空心体，功能构件‑支架(1)被引入其内腔中，在功能构件‑支架处可固定功能构件(9)，例如燃料泵、液位传感器或阀，并且功能构件‑支架具有至少一个支撑脚(5)用于支撑在塑料空心体的限制内腔的内侧处。根据本发明，功能构件‑支架(1)的支撑脚(5)构造有连结部位(7)，在其处可连结功能构件(9)。

Description

用于机动车的燃料箱
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于机动车的燃料箱(Kraftstoffbehaelter)以及一种根据本发明的用于制造这样的燃料箱的方法。
背景技术
这样的燃料箱根据通行的实践可由热塑性塑料例如通过挤压吹塑成形(Extrusionsblasformen)或通过焊接由热塑性塑料喷注的半壳(Halbschale)来制造。在这样的燃料箱的内腔中可容纳燃料系统的功能构件，由此在燃料箱外的结构空间需求减少并且此外必需的容器开口的数量减少，这在从燃料箱的排放方面是有利的。
由文件DE 102 60 953 A1已知一种这种类型的燃料箱，其构造为吹塑成形的塑料空心体，功能构件-支架被引入该塑料空心体的内腔中。在功能构件-支架处固定各种功能构件，例如燃料泵、液位传感器(Fuellstandgeber)或阀。此外，功能构件-支架具有支撑脚(Stuetzfuss)，支架通过支撑脚在相对而置的侧面处支撑在燃料箱-内侧处。
在制造燃料箱时首先使功能构件-支架在形成与燃料箱分离的预装配单元的情况下配备有功能构件。接着将所配备的功能构件-支架引入由热塑性塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯(Vorformling)的内腔中。接着进行吹塑成形过程，在该过程中借助于鼓风(Blasluft)以及在热加载下使预成形坯在吹塑模具中扩展到其最终的外轮廓。在吹塑成形过程期间此外还将功能构件-支架在其支撑脚的区域中与燃料箱的内侧焊接或粘接。相应地，至少功能构件-支架的支撑脚由塑料材料制成，该塑料材料与燃料箱的塑料材料在可焊接性方面可兼容。
功能构件在燃料箱的内腔中位置精确的布置非常重要，以便即使在极端行驶情况(例如极端的转弯特性(Kurvenlage)或极端的加速)中也确保燃料箱的功能可靠性。功能构件-支架因此须通过支撑脚构件刚性地连结在塑料容器处，以便确保在燃料箱中的抗扭转的、防翻倾的以及防滑的定位。
如上面所提及的那样，功能构件-支架在通行的实践中由带有比较小的材料强度的热塑性塑料材料制成。功能构件-支架因此构造成本身弹性挠曲(也就是说带有较小的固有刚度)，从而总体上获得功能构件-支架的比较挠曲的布置，这在功能构件的位置可靠的定位方面可能是不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料箱以及一种用于制造这样的燃料箱的方法，在其中以简单的方式确保了在燃料箱的内腔中的位置可靠的定位。
该目的通过本发明来实现。
本发明基该于事实，即功能构件-支架通过其支撑脚构件刚性地连结在燃料箱的内壁处。功能构件-支架的支撑脚到燃料箱-壁中的过渡因此形成形状稳定地设计的节点(Knotenstelle)，力通过该节点来传导。节点因此与邻接的更弹性挠曲的区域相比设计有提高的构件刚性。在利用该事实的情况下，根据权本发明，功能构件-支架的支撑脚构造有连结部位(Anbindungsstelle)，在其处可连结有功能构件。该功能构件由此直接固定在支撑脚处。功能构件-支架的限定了构件刚性的节点的支撑脚由此在双重功能中还被用于功能构件的位置正确的定位。
功能构件-支架优选地可以是减少燃料-涌动的波浪壁(Schwallwand)，其横向地延伸通过燃料箱的内腔并且将该内腔划分成子腔。该波浪壁以支撑脚在相对而置的侧面处支撑在燃料箱-内侧处，从而使否则弹性挠曲的燃料箱-壁形状稳定。
在技术实现中，支撑脚可以是带有接触面的平的、板状的壁区段，接触面与燃料箱-内侧相贴靠、尤其焊接连接。接触面可具有节块状的表面结构，为了改善可焊接性利用该表面结构减少在接触面处的热容量。
功能构件的连结部位可设置在壁区段的背对接触面的侧面处。以该方式，功能构件的连结部位直接定位在支撑脚处，支撑脚与燃料箱-内壁共同限定了上面所说明的构件刚性的节点。
鉴于简单的组装有利的是，功能构件可无工具地装配在连结部位处。由此连结部位可具有至少一个卡锁元件，该卡锁元件可带到与在功能构件处的对应的配对轮廓卡锁接合。
用作功能构件-支架的波浪壁可由带有较薄的壁厚的扁平材料形成。为了进一步加固，可在波浪壁中模制有起加强作用的装配腔，连结部位定位在该装配腔中。该装配腔在上侧可被支撑脚-壁区段遮盖，该支撑脚-壁区段过渡到从其弯曲的、半壳形的周缘壁中。该周缘壁可部分地包围(umziehen)连结部位。在底部侧，上述装配腔可由装配底部来限制。上面所提及的卡锁元件在优选的技术实现方案中可具有模制在支撑脚-壁区段处的卡锁接片(Raststeg)，该卡锁接片伸入装配腔中。在卡锁接片的自由端处，可模制有卡锁鼻，其后接在功能构件处的配对轮廓。
装配腔可设计成通过接近开口向外敞开。在组装时，功能构件可通过接近开口引入装配腔中。该接近开口可在上侧的支撑脚-壁区段与装配底部之间延伸以及在侧面由半壳形的周缘壁的边缘来限制。
在制造燃料箱时使功能构件-支架首先在形成与燃料箱分离的预装配单元的情况下配备有该至少一个功能构件。在配备功能构件-支架时，功能构件可在第一装配步骤中在引入方向上穿过接近开口被引入装配腔中并且在其中预定位。在第二装配步骤中可将预定位的功能构件在接合方向上连结到支撑脚的连结部位处。
为了简化装配过程，装配腔可在其与连结部位相间隔的侧面处具有带有较大接近横截面(Zugangsquerschnitt)的引入区段。以该方式简化了功能构件在装配腔中的引入以及预定位。此外，装配腔的引入区域可向连结部位的方向在形成定位斜面(Positionierschraege)的情况下过渡到定位区段中，该定位区段与引入区域相比具有减小的横截面。以该方式在第二装配步骤中使在接合方向上运动的功能构件自动地相对于在支撑脚中的连结部位对齐。
所配备的功能构件-支架然后被引入由塑性的塑料材料构成的燃料箱-预成形坯的内腔中。在接下来的吹塑成形过程中将鼓风导入布置在吹塑模具中的预成形坯中并且使预成形坯在内压力加载下和在热下扩展到其最终的外轮廓。在吹塑成形过程期间同时还实现支撑脚焊接在燃料箱的内壁处。
在使功能构件-支架配备有例如运行排气阀和充油阀之后进行吹塑成形工艺，在其中首先使所配备的功能构件-支架驶入由热塑性的塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯的内腔中。这在沿着管状的燃料箱-预成形坯的管纵轴线的驶入方向上实现。在驶入过程之后，使燃料箱-预成形坯借助于鼓风以及在热加载下在吹塑模具中扩展至其构件-最终轮廓。
在功能构件-支架驶入管状的燃料箱-预成形坯中时存在该风险，即功能构件-支架与管状的燃料箱-预成形坯的内壁相撞。这可能会导致热塑性塑料材料的损坏或者影响运行排气阀和充油阀在燃料箱中位置正确的定位。
在该背景下，根据优选的实施形式，构造在功能构件-支架处的用于前面所提及的阀的连结部位以及支撑脚在驶入方向上观察可彼此间隔一纵向距离以及相继布置。以该方式，可减少功能构件-支架的驶入横截面，由此在驶入过程中可避免功能构件-支架与管状的塑料容器-预成形坯的内壁的不利的碰撞。为了进一步减小功能构件-支架的驶入横截面，连结部位和/或支撑脚在驶入方向上观察可彼此至少部分对齐地在相继布置。
为了进一步加固所制成的塑料容器，功能构件-支架可具有在驶入方向上彼此相间隔的撑杆组件(Strebenanordnung)。撑杆组件中的每个横向于驶入方向通过支撑脚支撑在相对而置的燃料箱-内侧处，亦即在形成构件刚性的节点的情况下，借助于其，燃料箱获得改善的形状稳定性。
功能构件-支架优选地可借助于保持芯轴(Haltedorn)(容纳锚(Aufnahme-Speer))驶入燃料箱-预成形坯中。功能构件-支架在保持芯轴处的稳定保持在过程可靠性方面非常重要。对此，功能构件-支架可具有至少一个或多个保持芯轴-通过口(Durchlassoeffnung)，通过保持芯轴-通过口保持芯轴可插入直至运动止挡(Bewegungsanschlag)。优选地，用于运行排气阀和充油阀的连结部位相对于插入在功能构件-支架中的保持芯轴没有或仅有少量横向偏移地定位。
本发明的前面所阐述的的有利的构造方案和/或改进方案(除了例如在明确关联或不可兼容的方案的情况中之外)可单独地或者但是还相互任意组合地应用。
附图说明
其中：
图1示出了塑料-燃料箱的透视图，在其内腔中布置有作为功能构件-支架起作用的波浪壁；
图2在透视性的详细视图中示出了在排气阀还被拆卸的情况下波浪壁的上支撑脚；
图3在另一详细图示中示出了带有装配在其处的排气阀的波浪壁的支撑脚；以及
图4至8分别示出了说明用于制造在图1中示出的燃料箱的过程步骤的视图。
具体实施方式
在图1中以透视图示出了由热塑性塑料制成的燃料箱，其构造为吹塑成形的塑料空心体。在燃料箱的内腔中布置有长形伸延的波浪壁1，其划分了容器内腔。波浪壁1同样由热塑性的塑料材料例如以注塑方法制成。如由图1所得出的那样，在波浪壁1中集成有总共三个彼此相间隔的竖直的、柱式的撑杆组件3，其在竖直方向上支撑在上和下燃料箱-内侧之间。波浪壁1的撑杆组件3中的每个对此具有下支撑脚4和上支撑脚5，其支撑在相应的燃料箱-内侧处，亦即在形成节点K的情况下。节点K构件刚性地来设计，以便赋予燃料箱以及布置在其中的波浪壁1足够的形状稳定性。
在图1中撑杆组件3的上支撑脚5中的每个构造有附加的连结部位7，功能构件、例如燃料泵或排气阀8、9连结在连结部位中。排气阀8、9联接到排气管路11处，排气管路可经由容器接管15向外引导。
在图2和3中示出了上支撑脚5中的一个的构造。因此，支撑脚5具有板状的壁区段17，在其上侧处构造有节块式构造的接触面19。在安装位置中，支撑脚-壁区段17在其接触面19处与燃料箱-内侧焊接连接。连结部位7在图2和3中具有卡锁元件，其卡锁接片21模制在支撑脚-壁区段17的背对接触面19的下侧处。
连结部位7的卡锁接片21竖直向下伸入装配腔23中。在其自由的下端部处，卡锁接片21相应具有卡锁鼻24，其在组装位置(图3)中后接在排气阀9的壳体27处的相应的配对轮廓25。
上面所提及的装配腔23在图2和3中在上侧由支撑脚-壁区段17遮盖，支撑脚-壁区段17过渡到从其弯曲的、半壳形的周缘壁29中，周缘壁竖直地布置并且包围连结部位7。在底部侧，装配腔23由装配底部31来限制。在半壳形的周缘壁29的两个竖直伸延的边缘之间限定有接近开口33，其在竖直方向上从装配底部31延伸直至支撑脚-壁区段17的下侧。
在制造燃料箱时，首先在形成与燃料箱分离的预装配单元的情况下使作为功能构件-支架起作用的波浪壁1配备有功能构件8、9。所配备的波浪壁1接下来被引入也由热塑性的塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯的内腔中。接着执行吹塑过程，在该过程中使预成形坯扩展到最终的容器-外轮廓中并且同时还将波浪壁的上和下支撑脚4、5在其接触面19处与塑料容器-壁的材料焊接。
在图2和3中说明了配备过程，在该过程中将排气阀9连结在上支撑脚5的连结部位7处。因此，在第一装配步骤中使排气阀9在引入方向I(图2)上通过接近开口33驶入装配腔23中并且在那里在装配底部31上预定位。接着，在第二装配步骤中使已预定位的排气阀9在接合方向II上竖直向上移位并且与连结部位7卡锁，如在图3中所示。通过卡锁过程产生卡嗒声，其作为听觉反馈确认了排气阀9无问题地连结在支撑脚5处。根据图3，在卡锁的状态中，排气阀9与装配底部31有间距地固定在支撑脚-壁区段17的下侧处。
为了使装配容易，装配腔23在其背对连结部位7的侧面处具有带有较大接近横截面的引入区段35，其使排气阀9能够在装配腔23中简单地预定位。装配腔23的引入区域35向上向连结部位7的方向在形成定位斜面31的情况下过渡到上定位区段39中，该定位区段与引入区域35相比具有减小的横截面。由于横截面缩小，在第二装配步骤中(也就是说在排气阀9移位到连结部位7的卡锁元件上时)在向上的接合方向II上实现相对于连结部位的位置精确的对齐。
在图1中示出的撑杆组件3的上支撑脚5实施成与在图2和3中详细示出的支撑脚5基本结构相同，然而必要时轮廓匹配于相应的、待集成到其中的功能构件。
接下来根据图4到8来说明用于制造在图1中示出的燃料箱的基本过程步骤：如此根据图4首先准备由热塑性的塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯41，其内壁限定自由的横截面qi。在沿着管纵轴线S的驶入方向E上使预装配的功能构件-支架1驶入管状的燃料箱-预成形坯41的内腔中(图5)。在图5中带有驶入其中的功能构件-支架1的燃料箱-预成形坯41位于吹塑模具43的两个半模之间。为了执行吹塑成形过程使其闭合。接下来将鼓风导入预成形坯41中，由此使预成形坯41在内压力加载下以及在热加载下扩展至其构件最终轮廓(图6)。
如由图4另外得出的那样，运行排气阀和充油阀8、9、10以及支撑脚4、5在驶入方向E上观察以纵向距离a彼此相继布置。此外，这两个运行排气阀8、9在驶入方向E上观察彼此对齐地相继布置，而中间的充油阀10仅侧向向外偏置了较小的横向偏移。总体上，由此产生明显小于由管状的燃料箱-预成形坯41所提供的内腔-横截面qI的驶入横截面q。由此，在与预成形坯-内壁没有碰撞的情况下以简单的方式实现功能构件-支架1的过程可靠的驶入运动。
根据图4或7借助于保持芯轴45来执行驶入过程。如由图7所得出的那样，杆状的保持芯轴45穿过功能构件-支架1的通过口47被推入直到在驶入方向E上在前面的运动止挡49。如由图8所得出的那样，运行排气阀和充油阀8、9、10相对于保持芯轴45没有或仅有少量横向偏移地定位在功能构件-支架1处，以便进一步减小驶入横截面qF。

Claims (13)

1.一种用于机动车的燃料箱，其构造为吹塑成形的塑料空心体，功能构件-支架(1)被引入其内腔中，在所述功能构件-支架处能够固定功能构件(9)，并且所述功能构件-支架具有至少一个支撑脚(5)用于支撑在所述塑料空心体的限制所述内腔的内侧处，其特征在于，所述功能构件-支架(1)的支撑脚(5)构造有连结部位(7)，在所述连结部位处能够连结功能构件(9)，所述功能构件-支架(1)是波浪壁，其中，所述支撑脚(5)具有带有接触面(19)的壁区段(17)，所述接触面与所述燃料箱-内侧相贴靠，并且所述功能构件(9)的连结部位(7)布置在所述壁区段(17)的背对所述接触面(19)的侧面上，其中，用于所述功能构件(9)的所述连结部位(7)布置在装配腔(23)中，并且所述装配腔(23)被所述支撑脚-壁区段(17)遮盖，所述支撑脚-壁区段过渡到从其弯曲的、半壳形的周缘壁(29)中，所述周缘壁包围所述连结部位(7)，并且在底部侧由装配底部(31)限制。
2.根据权利要求1所述的燃料箱，其特征在于，所述功能构件是阀(8,9,10)。
3.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，所述功能构件-支架(1)划分所述燃料箱的内腔并且以支撑脚(4,5)在相对而置的侧面处支撑在所述燃料箱-内侧处。
4.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，所述接触面与所述燃料箱-内侧焊接连接。
5.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，用于所述功能构件(9)的所述连结部位(7)具有至少一个卡锁元件，其能够带到与在所述功能构件(9)处的对应的配对轮廓(25)卡锁接合。
6.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，所述装配腔(23)具有接近开口(33)，在组装时通过所述接近开口能够将所述功能构件(9)引入所述装配腔(23)中，并且所述接近开口(33)由上侧的所述支撑脚-壁区段(17)、所述装配底部(23)以及所述半壳形的周缘壁(29)的边缘来限定。
7.根据权利要求6所述的燃料箱，其特征在于，在组装时所述功能构件(9)在第一装配步骤中能够在引入方向(I)上通过所述接近开口(33)引入所述装配腔(23)中，并且在第二装配步骤中能够在接合方向(II)上连结在所述支撑脚(5)的连结部位(7)处。
8.根据权利要求7所述的燃料箱，其特征在于，所述装配腔(23)在其背对所述连结部位(7)的侧面处具有带有较大接近横截面的引入区段(35)，并且所述装配腔(23)的引入区域(35)向所述连结部位(7)的方向在形成定位斜面(37)的情况下过渡到带有减小的横截面的定位区段(39)中。
9.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，所述功能构件-支架(1)是单独的预装配单元，所述预装配单元配备有运行排气阀和/或充油阀(8,9,10)，并且所述功能构件-支架(1)在吹塑成形过程中能够驶入由热塑性塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯(41)的内腔中，亦即在沿着所述管状的燃料箱-预成形坯(41)的管纵轴线(S)的驶入方向(E)上，所述燃料箱-预成形坯(41)在吹塑成形过程中借助于鼓风以及在热加载下在吹塑模具(43)中能够扩展至其构件最终轮廓，并且为了减小所述功能构件-支架(1)的驶入横截面(qF)，用于所述运行排气阀和/或充油阀(8,9,10)的所述连结部位(7)以及所述支撑脚(4,5)在所述驶入方向(E)上观察彼此间隔了纵向距离(a)。
10.根据权利要求9所述的燃料箱，其特征在于，所述连结部位(7)在所述驶入方向(E)上观察彼此至少部分对齐地相继布置。
11.根据权利要求9所述的燃料箱，其特征在于，所述功能构件-支架(1)具有至少两个撑杆组件(3)，所述撑杆组件在所述驶入方向(E)上彼此相间隔，并且所述撑杆组件(3)中的每个横向于所述驶入方向(E)经由支撑脚(4,5)支撑在相对而置的燃料箱-内侧处。
12.根据权利要求9所述的燃料箱，其特征在于，所述功能构件-支架(1)借助于保持芯轴(45)能够驶入所述燃料箱-预成形坯(41)中，并且所述功能构件-支架(1)具有至少一个保持芯轴-通过口(47)，所述保持芯轴(45)能够穿过所述保持芯轴-通过口插入直至运动止挡(49)，并且所述运行排气阀和/或充油阀(8,9,10)相对于所述保持芯轴(45)没有或有少量横向偏移地定位在所述功能构件-支架(1)处。
13.一种用于制造根据权利要求1-12中任一项所述的燃料箱的方法，在其中所述功能构件-支架(1)作为单独的预装配单元来形成，所述预装配单元配备有运行排气阀和/或充油阀(8,9,10)，并且使所述功能构件-支架(1)在吹塑成形工艺中驶入由热塑性塑料构成的管状的燃料箱-预成形坯(41)的内腔中，亦即在沿着所述管状的燃料箱-预成形坯(41)的管纵轴线(S)的驶入方向(E)上，并且使所述燃料箱-预成形坯(41)在吹塑成形过程中借助于鼓风以及在热加载下在吹塑模具(43)中扩展至其构件最终轮廓，其特征在于，为了减小所述功能构件-支架(1)的驶入横截面(qF)，用于所述运行排气阀和/或充油阀(8,9,10)的所述连结部位(7)以及所述支撑脚(4,5)在所述驶入方向(E)上观察彼此间隔了纵向距离(a)。
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