DE102011113845A1

DE102011113845A1 - Betriebsflüssigkeitsbehälter für ein Kfz

Info

Publication number: DE102011113845A1
Application number: DE102011113845A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Karsch; Markus Hützen; Sebastian Spitzer
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-03-21
Also published as: WO2013041180A3; JP2014534101A; US20140326732A1; EP2758223B1; CA2849096A1; CA2849096C; JP6150807B2; KR20140049073A; EP2758223A2; WO2013041180A2; CN103813895A; CN103813895B

Abstract

Die Erfindung betrifft Betriebsflüssigkeitsbehälter (1), insbesondere einen Kraftstoffbehälter aus Kunststoff mit einem im wesentlichen geschlossenen Behälterkörper aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von Polyethylen und mit wenigstens Teile des Behälterkörpers umschließ enden Hülle aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff.

Description

Die Erfindung betrifft einen Betriebsflüssigkeitsbehälter für ein Kfz, insbesondere einen Kraftstoffbehälter oder einen Nebenflüssigkeitsbehälter aus Kunststoff mit einem im wesentlichen geschlossenen Behälterkörper aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von Polyethylen.
Insbesondere Kraftstoffbehälter besitzen entweder einen mehrschichtigen Wandaufbau mit Barriereschichten für Kohlenwasserstoffe oder sind durch chemische Behandlung (Fluorieren, Sulphonieren) gegen Kohlenwasserstoffe beständig gemacht worden. Kunststoff-Kraftstoffbehälter auf der Basis von HDPE besitzen den Vorzug, dass sie mit einer räumlich verhältnismäßig komplexen Gestalt herstellbar sind und drucklos verhältnismäßig formbeständig sind. Auch sind solche Behälter in der Lage, aufprallbedingte Kräfte aufzunehmen. Aufprallbedingte oder fallbedingte kurzfristige Deformationen des Kraftstoffbehälters führen normalerweise nicht zu dauerhaften Konturänderungen.
Um im Inneren des Behälters Druckdifferenzen zum Atmosphärendruck auszugleichen, ist es grundsätzlich bekannt, Kraftstoffbehälter mit inneren, säulenartigen Versteifungselementen auszustatten. Auch ist es bekannt, Kraftstoffbehälter aus Kunststoff sowie auch Kraftstoffbehälter aus Metall von außen mit Spannbändern zu stabilisieren. Spannbänder verhindern im wesentlichen eine Ausbeulung des Kraftstoffbehälters, bedingt durch Druckdifferenzen und/oder aufgrund der Masse des Kraftstoffs. Darüber hinaus dienen Spannbänder auch dazu, den Kraftstoffbehälter am Fahrzeug zu fixieren.
Insbesondere im Zusammenhang mit Kraftstoffbehältern auf der Basis von Polyethylen kommt der Stabilisierung des Behälters insofern besondere Bedeutung zu, dass Polyethylen die Eigenschaft besitzt, bei längerer Druck- oder Zugbeanspruchung selbst bei Raumtemperaturen zu fließen, so dass die bekannten Stabilisierungsmaßnahmen in Form von Abstützungselementen im Inneren des Behälters nicht unter allen Umständen zufriedenstellende Ergebnisse liefern. Das Vorsehen von Spannbändern trägt ebenfalls nicht der zuvor geschilderten Problematik Rechnung.
Stabilisierungsmaßnahmen für Kraftstoffbehälter aus Kunststoff erlangen zunehmend mit der Einführung von Hybrid-Fahrzeugen an Bedeutung. Kraftstoffbehälter bei Benzinfahrzeugen sind über ein Kraftstoff-Dampffilter belüftet und werden im wesentlichen drucklos betrieben. Das Kraftstoff-Dampffilter wird bei Betrieb der Brennkraftmaschine des Kfz rückgespült, in dem die für die Verbrennungsmaschine benötigte Luft während der Betriebsphasen der Brennkraftmaschine über das Kraftstoff-Dampffilter angesaugt wird. Entsprechend ist die Adsorptionskapazität des Kraftstoff-Dampffilters ausgelegt.
Bei Hybrid-Fahrzeugen ist die Anzahl der Betriebszyklen und die Betriebsdauer der Brennkraftmaschine stark reduziert. Folglich ist die Anzahl und Dauer der möglichen Rückspülzyklen des Kraftstoff-Dampffilters ebenfalls eingeschränkt. Das erfordert eine entsprechende Dimensionierung des Kraftstoff-Dampffilters, dem bauraumbedingt häufig Grenzen gesetzt sind. Deshalb ist es wünschenswert, Kraftstofftanks für Hybrid-Fahrzeuge zeitweise gegenüber der Atmosphäre abzusperren, so dass es im Kraftstoffbehälter zu Druckschwankungen bezogen auf die Atmosphäre von etwa +400 mbar bis –150 mbar kommen kann.
Diese Druckschwankungen sind stark abhängig vom Gasanfall im Behälter. Je nach Dampfdruckgefälle neigt der Kraftstoff mehr oder weniger stark zur Ausgasung. Dieses Ausgasungsverhalten ist temperaturabhängig, so dass es insbesondere bei starker Erwärmung des Kraftstoffs zu einem Druckanstieg im Behälter kommen kann.
Druckschwankungen können beispielsweise auch in Harnstoffbehältern für die katalytische Abgasentstickung auftreten, beispielsweise beim Auftauen und/oder Einfrieren der Flüssigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter aus Kunststoff bereitzustellen, der der vorstehend geschilderten Problematik Rechnung trägt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Betriebsflüssigkeitsbehälter für ein Kfz, insbesondere durch einen Kraftstoffbehälter oder Nebenflüssigkeitsbehälter aus Kunststoff mit einem im wesentlichen geschlossenen Behälterkörper aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von Polyethylen und mit einer wenigstens Teile des Behälterkörpers umschließenden Hülle aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff.
Erfindungsgemäß ist eine solche Hülle einerseits stabilisierend andererseits kann diese Hülle den Behälter isolieren, was neben der Stabilisierung des Behälters auch dazu führt, dass der Innendruck des Behälters minimiert wird, da beispielsweise eine erhöhte Außentemperatur nicht an den im Behälter vorhandenen Kraftstoffweitergegeben wird. Ferner kann eine solche Maßnahme zur Reduzierung von Schwappgeräuschen des Kraftstoffs beitragen, welche durch die Fahrdynamik erzeugt werden und ohne Isolierung ungedämpft in die Fahrgastzelle weitergegeben würden.
Bei einer besonders zweckmäßigen Variante des Behälters der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülle wenigstens eine, vorzugsweise zwei selbsttragende Schalen umfasst. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülle bzw. Schale wenigstens eine Hartschaumstoffschicht umfasst, die in verhältnismäßig hoher Stärke ausgebildet sein kann. Auf diese Art und Weise wird eine Armierung des Behälterkörpers durch Anfügen einer Sandwich-Struktur erzielt, wobei gleichzeitig eine Stabilisierung und Isolierung mit einer Leichtbaukonstruktion erzielt wird.
Bei einer besonders zweckmäßigen Variante des Behälters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülle bzw. Schale dreischichtig aufgebaut ist und eine mittlere Isolierschicht, insbesondere als Hartschaumstoffschicht umfasst. Die Hartschaumstoffschicht kann beispielsweise aus Polyurethanschaum, PVC-Schaum, PP-Schaum, PE-Schaum, PET-Schaum, oder auch aus Polystyrolschaum bestehen.
Die Hülle/Schale kann wenigstens eine Deckschicht aus einem duoplastischen oder thermoplastischen Kunststoff umfassen. Bevorzugt ist die Deckschicht faserverstärkt.
Eine weitere Deckschicht oder auch beide Deckschichten können ein wärmeabschirmendes Material umfassen.
Beispielsweise kann die Hülle/Schale außenseitig eine Aluminiumfolie umfassen, innenseitig kann eine HDPE-Schicht oder eine LDPE-Schicht vorgesehen sein. Wenn die innere Deckschicht eine LDPE-Schicht umfasst, so erleichtert dies eine stoffschlüssige Verbindung der Hülle bzw. der Schale mit der Außenwand des Behälterkörpers.
Wenn die äußere Deckschicht der Hülle bzw. einer der Schalen beispielsweise aus einer Aluminiumfolie oder einer anderen Metallfolie besteht, so trägt dies zusätzlich zur Wärmeisolierung des Behälters bei. Eine solche Schicht schirmt den Behälter gegen Strahlungswärme ab.
Eine oder mehrere Deckschichten der Hülle bzw. Schale können beispielsweise auch einen Faserverbundwerkstoff umfassen. Als Faserverbundwerkstoff kommen beispielsweise Endlosfasern in Betracht, die in eine duroplastische oder thermoplastische Kunststoffmatrix eingebettet sind. Entsprechende Schalen können beispielsweise aus sogenannten Pre-pregs (preimpregnated fiber) oder Organoblechen hergestellt worden sein. Die Endlosfasern können als reine unidirektionale Schicht, als Gewebe oder Gelege vorliegen.
Zweckmäßigerweise schließt die Hülle den Behälterkörper vollständig ein. Vollständig im Sinne der Erfindung bedeutet, dass selbstverständlich etwaige Öffnungen am Behälter, Hindurchführungen durch den Behälter und Anschlüsse am Behälter von der Hülle ausgespart sind.
Bei einer bevorzugten Variante des Behälters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülle stoffschlüssig mit dem Behälterkörper verbunden ist.
Zweckmäßigerweise besteht die Hülle aus zwei Schalen, die jeweils eine Sandwich-Struktur aufweisen und die entsprechend der äußeren Gestalt des fertigen Kraftstoffbehälters vorgefertigt wurden. Diese Schalen sind zweckmäßigerweise als Sandwich-Konstruktion ausgebildet, dies bedeutet, dass diese jeweils außenliegende, verhältnismäßig dünne Deckschichten aufweisen, wohingegen eine innere Schicht aus einem offen- oder geschlossenporigen Schaumstoff maßgeblich zu der aus der Verbundhaftung von Deckschicht und Tragschicht resultierenden Gesamtfestigkeit der Schale beiträgt. Diese Schicht kann beispielsweise eine PU-Hartschaumstoffschicht sein, die zwischen mehreren Millimetern bis mehreren Zentimetern stark sein kann. Die Dicke einer mittleren Schicht, inneren Schicht oder unteren Tragschicht trägt insbesondere zur Festigkeit des Gesamtsystems bei, weil diese einen Verbund mit einer Deckschicht bildet, so dass bei Biegebeanspruchung insbesondere eine Zugbelastung von den Deckschichten aufgenommen wird. Die Tragschicht bildet bei einer Biegebeanspruchung die neutrale Faser. Über die Dicke/Stärke der Tragschicht lässt sich in dem Gesamtsystem bei einer Verbundhaftung der Zone der Zug/Druckbeanspruchung gezielt in den Bereich der Deckschicht verlagern, die beispielsweise faserverstärkt sein kann und somit dem System zu einer hohen Biegefestigkeit verhelfen kann. Darüber hinaus trägt eine solche Hartschaumstoffschicht auch zur thermischen und akustischen Isolierung des Kraftstoffbehälters bei.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff, wobei das Verfahren das Ausformen eines Behälterkörpers an oder in wenigstens eine selbsttragend steife Schale aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff umfasst.
Der Behälterkörper kann beispielsweise durch Extrusionsblasformen erhalten worden sein.
Bei einer zweckmäßigen und vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass dieses das Extrusionsblasformen eines schlauchförmigen Vorformlings oder mehrerer bahnförmiger flächiger Vorformlinge in einem mehrteiligen Blasformwerkzeug umfasst, wobei die Schale in das Blasformwerkzeug eingelegt wird und der oder die Vorformlinge gegen die Schale ausgeformt werden.
Die Schale kann beispielsweise in bekannter Art und Weise als Einlegeteil mittels eines Roboters in das Werkzeug eingelegt worden sein. Die Schale muss nicht vollständig die jeweilige Halbkontur des Behälters wiedergeben. Bei einer allerdings bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung werden jeweils zwei Schalen vorgefertigt, die jeweils eine Halbkontur des Behälters bilden. Die Schalen werden in zwei zueinander komplementäre Kavitäten eines Blasformwerkzeugs eingelegt, welche ein Formnest bilden. In die Schalen wird aus einem Schlauch, einen aufgetrennten Schlauch oder aus mehreren bahnförmigen, flächigen Vorformlingen aus plastifiziertem Kunststoff ein Behälterkörper eingeblasen, so dass sich ein hochfester Verbund aus einem vorzugsweise mehrschichtigen Behälterkörper auf der Basis von HDPE und zwei festen Schalen ergibt, die jeweils für sich eine selbsttragende Sandwich-Struktur aufweisen.
Die Schalen können in einem separaten Herstellungsverfahren, beispielsweise durch Tiefziehen, Slush-molding oder durch ein sogenanntes RIM-Verfahren (reaction injection molding) oder auch durch Rotationssintern erhalten worden sein.
Der mehrschichtige Sandwich-Verbund der Schalen bzw. der Hülle kann auf unterschiedlichste Weise je nach Anforderung ausgelegt sein. Eine Schicht kann der Verbundhaftung mit dem Behälter dienen, eine Schicht Isolierzwecken, eine weitere Schicht zur mechanischen Festigkeitserhöhung. Als Schichtwerkstoffe können gleichartige Werkstoffe wie die Behälterwand in Frage kommen aber auch andersgeartete Werkstoffe, beispielsweise Kunststoffe, Faserverbundwerkstoffe, Metalle, Aluminiumschäume, organische Werkstoffe wie Holz oder Karton oder andere organische Fasern.
Die Herstellung von Schalen als Sandwich-Verbund kann beispielweise den Zuschnitt trockener Gewebebahnen umfassen, das Einlegen von Gewebebahnen in ein mehrteiliges, liegendes Formwerkzeug, das Benetzen und Schäumen der Gewebebahnen mit einem PU-Schaum und das Schließen des Werkzeugs zwecks Ausbildung einer konturierten Schale. Diese Schale kann beispielsweise in einem Nachbearbeitungsschritt noch beschnitten/getrimmt werden.
Alternativ kann die Herstellung der Schalen durch Pressen der Einzelkomponenten unter Wärmeeinwirkung erfolgen. Ein Verbund der Einzelkomponenten kann allerdings auch durch gemeinschaftliche Warmumformung der Einzelkomponenten, beispielsweise durch Pressen, erfolgen. Dies kann beispielsweise auch unter Verwendung von Haftvermittlern in Form von Schmelzkleber/LDPE und unter Wärmeeinwirkung erfolgen. In diesem Fall kann beispielsweise ein Beschneiden/Trimmen der Schalen ebenfalls als Nachbearbeitungsschritt vorgesehen sein.
Das Herstellungsverfahren des Behälters zeichnet sich nach einem Gesichtspunkt der Erfindung dadurch aus, dass wenigstens zwei zueinander komplementäre Schalen in das Blasformwerkzeug eingebracht werden, die eine vollständig geschlossene Hülle des fertigen Behälters bilden. Die den Behälterkörper armierenden Schalen müssen umlaufend nicht miteinander verbunden sein, diese dienen der Festigkeit des Systems, wohingegen der im wesentlichen geschlossene Behälterkörper die Dichtigkeit des Systems gewährleistet. Dementsprechend kann der Behälterkörpers aus einem mehrlagigen Extrudat mit Barriereschichten für Kohlenwasserstoffe hergestellt worden sein.
Beispielsweise können die Vorformlinge mit wenigstens einer Barriereschicht für Kohlenwasserstoffe und wenigstens einer äußeren Haftvermittlerschicht extrudiert werden, wobei die äußere Haftvermittlerschicht mit wenigstens einer Schafe so in Anlage gebracht wird, dass die Schale einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Behälterkörper eingeht.
Alternativ hierzu kann allerdings auch die äußere Schicht der Vorformlinge, d. h. diejenige den Schalen zugekehrte Schicht der Vorformlinge aus einem HDPE bestehen, wohingegen eine Deckschicht der Schalen aus einem LDPE besteht, welches mit der äußeren HDPE-Schicht der Vorformlinge beim Herstellen des Behälters einen Stoffschluss eingeht.
Selbstverständlich ist auch ein Formschluss der Schalen bzw. der Hülle mit dem Behälterkörper sinnvoll und wünschenswert. Das Werkzeug kann so ausgebildet sein, dass die in dieses eingelegten Sandwich-Halbschalen teilweise hinterblasen werden, so dass diese im wesentlichen unlösbar mit dem Behälterkörper verbunden sind.
Bei einer bevorzugten Variante des Behälters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, in der den Behälterkörper umschließenden Hülle Befestigungsmittel zur Befestigung des Behälters im Fahrzeug vorzusehen. Beispielsweise können in die Hülle Befestigungslaschen miteingeformt worden sein. Über die Befestigungslaschen kann der fertige Behälter in der Einbaulage am Kraftfahrzeug fixiert werden, so dass die Verwendung von Spannbändern nicht mehr erforderlich ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines durch zwei Halbschalen stabilisierten/armierten Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch eine der Schalen, die den Schichtaufbau der Schale veranschaulicht,
3 eine schematische Ansicht des Aufbaus der Hülle des Kraftstoffbehälters;
4 eine schematische Darstellung eines Blasformwerkzeugs zur Herstellung des Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung beim Einbringen zweier Schalen in die Kavitäten der Blasformhälften,
5 eine der 4 entsprechende Ansicht, die den Verfahrensschritt des Extrudierens von Vorformlingen aus thermoplastischem Kunststoff veranschaulicht,
6 eine entsprechende Ansicht, die das Ausformen des Behälterkörpers gegen die in das Blasformwerkzeug eingelegten Schalen veranschaulicht und
7 eine Ansicht des geschlossenen Blasformwerkzeugs beim Fertigblasen des Behälterkörpers.
1 zeigt eine schematische Darstellung des fertigen Kraftstoffbehälters 1 gemäß der Erfindung. Der Kraftstoffbehälter 1 gemäß der Erfindung umfasst einen inneren Behälterkörper 2 aus thermoplastischem Kunststoff sowie eine äußere Hülle, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus zwei zueinander komplementären Schalen 3 aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff zusammengesetzt ist. Ein an den Kraftstoffbehälter angeblasenes Einfüllrohr ist aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzen die Schalen 3 insgesamt einen dreischichtigen Aufbau, umfassend eine innere Deckschicht 4, eine mittlere Tragschicht 5 und eine äußere Deckschicht 6. Die Begriffe innen und außen beziehen sich auf die verbaute Lage der Schalen 3 am fertigen Kraftstoffbehälter 1, d. h. dass die innere Deckschicht 4 der äußeren Wand des Behälterkörpers 2 zugewandt ist, wohingegen die äußere Decksicht 6 die Außenseite des Kraftstoffbehälters 1 bildet.
Wie vorstehend bereits erwähnt, wurden die Schalen als selbsttragend fertig konturierte, fertige Elemente in einem von der Herstellung des Behälterkörpers 2 separaten Vorgang hergestellt. Die Deckschichten 4 und 6 bilden mit der mittleren Tragschicht 5 der Schalen 3 einen innigen Verbund, wobei die Tragschicht 5 beispielsweise aus einem PU-Hartschaumstoff besteht und die Deckschichten 4 und 5 jeweils aus einem Fasergewebe/Fasergelege bestehen, welche mit dem Material der Tragschicht 5 durchdrungen ist bzw. teilweise durchdrungen oder getränkt ist. Die Tragschicht 5 ist dabei etwa doppelt bis dreimal so stark wie die Deckschichten 4 und 6 und ist nicht zuletzt aufgrund ihrer Höhe verantwortlich für die mechanische Belastbarkeit und Stabilität der Schalen 3.
Wie dies 3 zu entnehmen ist, sind die Schalen 3 zu einer geschlossenen Hülle bzw. zu einem geschlossenen Koffer für den Behälterkörper 2 zusammensetzbar.
Der Behälterkörper 2 des Kraftstoffbehälters ist auf herkömmliche Art und Weise durch Extrusionsblasformen hergestellt, wobei die Behälterwand des Behälterkörpers einen vorzugsweise sechsschichtigen Schichtaufbau aufweist, vorzugsweise umfassend zwei äußere HDPE-Schichten, wenigstens eine Rezyklat-Schicht sowie eine innere, jeweils in Haftvermittlerschichten eingebettete EVOH-Schicht als Barriere für Kohlenwasserstoffe. Die äußeren Schichten des Behälterkörpers 2 bestehen vorzugsweise zumindest überwiegend aus einem HDPE, die Haftvermittlerschichten aus einem LDPE.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die äußere Schicht des Behälterkörpers 2 aus einem LDPE bestehen, welches bei Herstellung des Kraftstoffbehälters 1 einen Stoffschluss mit den Schalen 3 eingehen kann.
Bei einer einfachen Variante zur Herstellung des Kraftstoffbehälters 1 kann vorgesehen sein, den Behälterkörper aus einem schlauchförmigen Extrudat herzustellen, wobei ein Vorformlingsschlauch zwischen die geöffneten Teile eines konventionellen Blasformwerkzeugs verbracht wird. Die Schalen 3 können beispielsweise mittels Roboter vorher in die geöffneten Teile des Werkzeugs bzw. in die Kavitäten des Blasformwerkzeugs eingelegt worden sein. Sodann schließt sich das Blasformwerkzeug um den Schlauch, wobei der Vorformling in die in das Werkzeug eingelegten Schalen 3 eingeblasen wird. Dabei können die Schalen 3 teilweise vom Kunststoff des Behälterkörpers 2 hinterflossen worden sein, so dass ein Formschluss zwischen den Schalen 3 und dem Behälterkörper 2 erzeugt wird.
Eine andere Variante der Herstellung des Kraftstoffbehälters 1 ist in den 4 bis 7 dargestellt.
Danach erfolgt die Herstellung des Kraftstoffbehälters gemäß der Erfindung in einem insgesamt dreiteiligen Blasformwerkzeug 7, welches zwei Außenformen 8a, 8b und ein Mittenwerkzeug 9 umfasst. Das Mittenwerkzeug 9 dient in erster Linie dazu, die von den Außenformen 8a, 8b gebildete Kavität zwecks Ausformung der Wandung des Behälterkörpers 2 abzudichten. In zweiter Linie dient das Mittenwerkzeug 9 dazu, Einbauteile wie beispielsweise Einlegeteile, wie beispielsweise auch die Schalen 3 in die Kavitäten 10 der Außenformen 8a, 8b einzubringen.
Selbstverständlich können mittels des Mittenwerkzeuges 9 auch Einbauteile auf der Innenwandung des Behälterkörpers 2 platziert werden. Dies ist allerdings nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
Zwischen den Außenformen 8a, 8b, die in der Zeichnungsebene zueinander weg und aufeinander zu verfahrbar sind, ist das erwähnte Mittenwerkzeug 9 angeordnet, welches quer zur Verfahrbewegung der Außenformen 8a, 8b verfahrbar ist, d. h. in die Zeichnungsebene hinein- bzw. aus dieser hinaus. Das Mittenwerkzeug 9 umfasst Bauteilträger 11, welche über Pneumatikzylinder 12 in Richtung auf die Außenformen 8a, 8b ausgehend von dem Mittenwerkzeug 9 gebildeten Rahmen ein- und ausfahrbar sind. Die Bauteilträger 11 sind bei dem in 4 dargestellten Verfahrensschritt mit den Schalen 3 bestückt, die zunächst in die Außenformen 8a, 8b verbracht werden und dort in den Kavitäten 10 angelegt werden. Diese können dort beispielsweise mittels Vakuum fixiert werden. In einem weiteren Verfahrensschritt werden aus einem Extrusionskopf bahnförmige bzw. lappenförmigen flächige Vorformlinge 13 hängend, d. h. in Schwerkraftrichtung kontinuierlich extrudiert. Die Vorformlinge 13 sind, wie vorstehend erwähnt, als sechsschichtige Co-Extrudate auf der Basis von HDPE mit Barriereschichten aus EVOH ausgebildet. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Außenformen 8a, 8b gegen das Mittenwerkzeug 9 geschlossen, wobei die Außenformen 8a, 8b die Vorformlinge 13 jeweils gegen das Mittenwerkzeug 9 einspannen.
Das Blasformwerkzeug 7 wird sodann unter dem Extrusionskopf weg verfahren, um das Austreten der kontinuierlich extrudierten Vorformlinge 13 nicht zu behindern.
Anschließend werden die Vorformlinge 13 unter Aufbringung von Differenzdruck, beispielsweise durch Evakuieren der Kavitäten 10 oder durch deren Blasluftbeaufschlagung an die Innenwandung der Kavitäten 10 gegen die Schalen 3 angelegt. Durch Kontaktwärmeübertragung aus den schmelzeheißen Vorformlingen 13 oder durch Hinterfließen entsprechend Ausnehmungen in den Schalen 3 erfolgt eine innige Verbindung der Schalen 3 mit dem Behälterkörper 2.
In einem weiteren Verfahrensschritt können beispielsweise Einbauteile über das Mittenwerkzeug 9 in die noch schmelzeheißen Halbschalen eingebracht werden. Hierzu können beispielsweise ebenfalls die zuvor erwähnten Bauteilträger Anwendung finden. Schließlich wird das Mittenwerkzeug 9 zwischen den Außenformen 8a, 8b entfernt und diese werden gegeneinander geschlossen, wobei die jeweils zu Halbschalen ausgeformten Vorformlinge 13 unter Verschweißung im Bereich einer umlaufenden Quetschkante 14 zu dem fertigen Kraftstoffbehälter 1 erfolgt. Eine Verbindung der Schalen 3 aneinander im Bereich der umlaufenden Quetschkante oder im Bereich der Fügestellen der Schalen 3 ist nicht notwendigerweise erforderlich.
Bezugszeichenliste

1: Betriebsflüssigkeitsbehälter
2: Behälterkörper
3: Schalen
4: innere Deckschicht
5: mittlere Tragschicht
6: äußere Deckschicht
7: Blasformwerkzeug
8a, b: Außenformen
9: Mittenwerkzeug
10: Kavitäten
11: Bauteilträger
12: Pneumatikzylinder
13: Vorformling
14: Quetschkante
PE: Polyethylen
HDPE: High Density Polyethylene
LDPE: Low Density Polyethylene
EVOH: Ethylene Vinyl Alcohol

Claims

Betriebsflüssigkeitsbehälter (1) für ein Kfz, insbesondere Kraftstoffbehälter oder Nebenflüssigkeitsbehälter aus Kunststoff mit einem im wesentlichen geschlossenen Behälterkörper (2) aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von Polyethylen und mit einer wenigstens Teile des Behälterkörpers umschließenden Hülle aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens eine, vorzugsweise zwei selbsttragende Schalen (3) umfasst.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens eine Hartschaumstoffschicht umfasst.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens zweischichtig, vorzugsweise dreischichtig aufgebaut ist und eine mittlere Tragschicht (5) als Isolierschicht, insbesondere als Hartschaumstoffschicht, umfasst.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens eine Deckschicht (4, 6) aus einem Faserverbundwerkstoff umfasst.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle den Behälterkörper vollständig umschließt.
Betriebsflüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle stoffschlüssig mit dem Behälterkörper verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung eines Betriebsflüssigkeitsbehälter für ein Kfz, insbesondere eines Kraftstoffbehälters oder Nebenflüssigkeitsbehälters aus thermoplastischem Kunststoff, wobei das Verfahren das Ausformen eines Behälterkörpers an oder in wenigstens eine selbsttragende, steife Schale aus einem mehrlagigen Verbundwerkstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend das Extrusionsblasformen eines schlauchförmigen Vorformlings oder mehrerer bahnförmiger, flächiger Vorformlinge in einem mehrteiligen Blasformwerkzeug, wobei die Schale in das Blasformwerkzeug eingelegt wird und der oder die Vorformlinge gegen die Schale ausgeformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zueinander komplementäre Schalen in das Werkzeug eingebracht werden, die eine vollständig geschlossene Hülle des fertigen Behälters bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge mit wenigstens einer Barriereschicht für Kohlenwasserstoffe und mit wenigstens einer äußeren Haftvermittlerschicht extrudiert werden, wobei die äußere Haftvermittlerschicht mit wenigstens einer Schale in Anlage gebracht wird.