熱塑性材料制成的燃料箱制造技術

本發(fā)明專利技術涉及由熱塑性材料制成的燃料箱，該燃料箱具有連接至燃料箱壁的至少一個板狀加強元件（1），所述至少一個板狀加強元件由相比于燃料箱的基材具有更高的彈性模量的材料構成并且在其外側上利用互鎖接合被連接至燃料箱，加強元件（1）沒有被燃料箱外壁的基材完全包圍。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及由熱塑性材料制成的燃料箱。
技術介紹
已知用于機動車輛的塑料燃料箱被形成為基于聚乙烯(HDPE)的燃料箱。這些燃料箱通常具有帶有碳氫化合物阻隔層的多層壁結構。塑料燃料箱相對于金屬燃料箱具有如下優(yōu)點，塑料燃料箱能以空間上較復雜的設計來制造且具有足夠的形狀保持性和穩(wěn)定性。塑料箱經受標準化的墜落測試，在墜落測試中被填滿的燃料箱在較低的環(huán)境溫度下從幾米的高度落下。在碰撞的情況下或在這種墜落測試的情況下燃料箱的短期變形一般都不導致燃料箱的輪廓的任何永久改變。即使當內部壓力在短時間內增大時，由塑料制成的燃料箱在最大范圍內保持它們的形狀，至少是以便在壓力降低時恢復它們原來的形狀。被設計為至少主要是在具有內燃機的機動車輛中使用的燃料箱通常借助活性炭過濾器通過排氣系統(tǒng)連接到環(huán)境，以便燃料箱在機動車輛的所有運行狀態(tài)中是無壓的。在機動車輛不僅能通過內燃機而且能通過電池供電的電機來驅動情況下，燃料箱的無壓工作是不可能的，因為機動車輛的內燃機沒有工作較長的時間。機動車輛的內燃機處于工作中的同時，燃料氣過濾器(燃料箱借助其與環(huán)境連通)經常被反沖，因為發(fā)動機的工作階段期間發(fā)動機所需的空氣借助燃料氣過濾器被吸入。燃料氣過濾器的吸附能力被相應地設計。另一方面，在現代混合動力車的情況下，工作循環(huán)的次數和內燃機的運行時間被大大減小。所以，燃料氣過濾器的可能的反沖循環(huán)的次數和持續(xù)時間同樣受到限制。這要求燃料氣過濾器具有相應的尺寸(由于安裝空間通常受到限制)。出于該原因，混合動力車的燃料箱通常相對于大氣密封，以便能在燃料箱中發(fā)生相對于大氣約為+400mbar至-150mbar的壓力波動。希望相對于大氣的該壓力差能被維持盡可能較長的時間。為此，基于聚乙烯的燃料箱的穩(wěn)定性具有特殊的重要性。聚乙烯所具有的特征在于，如果受到持續(xù)的壓力和/或張力，其甚至在室溫下流動，因而燃料箱的相應地穩(wěn)定的/厚壁的設計一定考慮到了這一點。在現有技術中，存在已知的燃料箱，其中支撐元件被插入燃料箱中，以便它們共同地支撐燃料箱的大面積的箱壁區(qū)域(寬度側)并將它們相對于彼此固定。這種支撐措施是較不希望的，特別因為這伴隨著燃料箱的容積的減小。此外，這種加強/支撐元件不能以任何期望的方式設置在燃料箱內側，因為在一些情況下，它們可能與必須的內部部件碰撞，例如穩(wěn)壓罐、液位傳感器、吸油噴射泵、充氣和排氣閥或充氣和排氣管路。而且，大體已知的措施是通過在任何情況下都必須設置在其中的功能性內部部件(例如穩(wěn)壓罐或擋環(huán))來加強燃料箱。經驗表明這種穩(wěn)定措施在任何情況下都沒有達到令人滿意的效果，特別是因為它們對塑料的蠕變傾向不起作用。此外，整個系統(tǒng)的加強在偶然性的碰撞負載方面是較不令人滿意的。US5020687公開了具有模制在燃料箱壁內的結構性插入件的擠出吹塑燃料箱，其目的在于改進燃料箱的剛度和耐火性。剛度的改進希望以有助于減小壁厚和降低重量的方式實現。所使用的多孔結構被期望形成與燃料箱的材料結合和/或互鎖連接，并以不插入(插入的方式是突出或伸出的方式)燃料箱壁的方式一體地形成在燃料箱壁中。除了加強結構主要用于防火的事實之外，其只適度地有助于增加燃料箱的內部壓力抗力。
技術實現思路
因此，本專利技術基于提供由熱塑性材料制成的、通過較簡單的措施來有效地穩(wěn)定地抵抗增大的內部壓力的燃料箱的目的。該目的通過由熱塑性材料制成的具有至少一個板狀加強元件的燃料箱而實現，其中板狀加強元件被連接至燃料箱壁，并由相比于燃料箱的基材具有更高的彈性模量的材料制成，并且利用在燃料箱外側上的互鎖接合而被連接至燃料箱。加強兀件由纖維復合材料、金屬網或孔板構成。這意味著相比于與燃料箱壁完全一體的壁加強纖維或其他加強層，在穩(wěn)定性方面獲得了明顯的增加。根據燃料箱中的預期的張力和/或彎曲應力，可提供一個或多個加強元件。在根據本專利技術的燃料箱的優(yōu)選變型的情況下，加強元件具有至少一個通孔，該通孔被燃料箱壁的基材穿過且優(yōu)選在后面被接合。如果根據本專利技術的燃料箱通過擠出吹塑或類似的方法制成，那么加強元件可在預制件被引入模具之前已經放置在模具的腔中，因此，當預制件被引入時形成燃料箱壁的熱熔聚合物穿過加強元件的通孔或多個通孔。加強元件有利地具有多個通孔，通孔被燃料箱壁的基材穿過，以便將加強元件固定到燃料箱壁的各固定位置以鉚接連接的方式形成。同時，加強元件可通過使用相容的材料或通過使用粘接劑額外地進行與燃料箱壁的材料結合。應考慮到，纖維復合材料例如是具有例如連續(xù)玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、熱固性纖維或天然纖維的所謂的預浸纖維板。“預浸件”(預浸纖維)一般是半成品，該半成品由未固化的熱固性聚合體基體中的連續(xù)纖維構成。連續(xù)纖維可采取純單向性的層、編織結構或絞織(laid)結構的形式。例如，這種預浸件可作為編織結構被放置在工具中且固定在那里。然后，當熱熔的預制件被引入工具中時，這些預浸件以合適的方式與預制件的基材結口 ο例如，加強元件可由在熱固性聚合物基體中的纖維材料構成。但是，加強元件也可由在熱塑性聚合物基體中的纖維材料構成。熱固化的塑料特別優(yōu)選地用作熱固性塑料，優(yōu)選基于環(huán)氧樹脂的塑料。如果根據本專利技術的塑料燃料箱通過擠出吹塑制成，那么優(yōu)選使用具有熱固化的熱固性塑料的基體的預浸件，以便被放置在模具中的加強元件與熱熔的預制件接觸而固化，固化所需的熱量通過從預制件傳遞的接觸熱量而被引入加強元件。替代性地，展開的金屬網可作為加強元件被設置。在這種情況下，例如加強元件可能通過磁性保持件或相應地形成的延伸部已經被固定在工具中。可使用這種展開的金屬網(其具有定向性不同的拉伸強度/抗壓強度/彎曲強度)，以便加強元件或多個加強元件的合適的取向能根據燃料箱壁的可能的負載來設置。加強元件可替代性地形成為多孔板，其能用于被設置成穿過多孔板的一個或多個或全部孔的、相對于燃料箱壁的互鎖連接。在根據本專利技術的燃料箱的有利的、優(yōu)選的實施例的情況下，多個板狀加強元件被設置在燃料箱外壁上、處于燃料箱壁中的可能有拉伸應力和/或彎曲應力的區(qū)域中。在根據本專利技術的燃料箱的優(yōu)選的變型的情況下，加強元件沒有被完全地包含在燃料箱壁的基材中，所以至少在一定區(qū)域中，加強元件增加了燃料箱的穩(wěn)定區(qū)域中的燃料箱壁的厚度。附圖說明基于在附圖中示出的示例性實施例在下面說明本專利技術，在附圖中圖1示出(穿過吹塑工具、放置在吹塑工具中的加強元件和被引入吹塑工具的預制件的一部分的)示意性截面圖，其就像剛好在將預制件的燃料箱壁連接至加強元件之前的分解視圖，以及圖2示出對應于具有被至少部分地模制的燃料箱的圖1的視圖，其中加強元件被連接至仍在該工具中的燃料箱壁。具體實施例方式出于簡化的原因，根據本專利技術的燃料箱沒有在附圖中示出。成品燃料箱由熱塑性材料形成為一體件且優(yōu)選通過擠出吹塑獲得。例如，可通過擠出管狀的、多層的預制件(該預制件在沿直徑相對的位置被分成兩個板狀半成品)或由兩個擠出的板狀預制件(其采取板/條的形式)獲得根據本專利技術的燃料箱，板狀預制件在多部件式(優(yōu)選三部件式)吹塑工具中借助擠出物的第一熱量模制成閉合的中空體。在由熱塑性材料生產燃料箱的過程中，燃料箱的所需的功能性內部部件可在模制燃料箱期間一體地形成在其中。燃料箱可由基于HDPE的熱塑性材料的總共有六層(其中有至少一層碳氫化合物阻隔層)的共擠出物制成。出于本專利技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.07 DE 102010044584.31.一種熱塑性材料制成的燃料箱，其具有連接至燃料箱壁的至少一個板狀加強元件1，所述至少一個板狀加強元件由相比于燃料箱的基材具有更高彈性模量的材料構成并且在燃料箱的外側上利用互鎖接合連接至燃料箱，加強元件(I)由纖維復合材料、金屬網、多孔板或它們的組合而構成。2.根據權利要求1所述的燃料箱，其特征在于，加強元件(I)具有至少一個通孔(2)，燃料箱壁的基材穿過所述至少一個通孔并優(yōu)選在后面接合。3.根據權利要求1或2所述的燃料箱，其特征在于，加強元件(I)包...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：R·黑爾米希，U·卡爾施，H·萊曼，
申請(專利權)人：考特克斯·特克斯羅恩有限公司及兩合公司，
類型：
國別省市：