用于汽车的由热塑性塑料制成的燃油箱

摘要

本发明涉及一种用于汽车的由热塑性塑料制成的燃油箱(1)，包括至少一个在燃油箱(1)内的加强件，其中加强件在两个对置的油箱壁(4)之间这样延伸，以致该加强件抵制因燃油箱(1)的内部压力引起的变形。根据本发明，设置在燃油箱(1)内加强件的两端从外面背面嵌接油箱壁(4)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的由热塑性塑料制成的燃油箱，包括至少一个在燃油箱内的加强件，其中加强件在两个对置的油箱壁之间这样延伸，以致该加强件抵制因燃油箱的内部压力引起的变形。

背景技术

现今在汽车中使用的燃油箱主要由热塑性塑料构成并且按照挤出吹塑成型方法制造。为运行所需要的内装装置和附加装置例如防溅内装装置、通气阀和管道、燃油泵、传感器、防溅板等可以在制造燃油箱过程中围绕吹塑封装或事后装到制成的油箱中。由现有技术例如已知，将一个包括一个防溅罐(Schwalltopf)和一个燃油泵的输送单元作为所谓的“滴入(dorp-in)”解决方案经由一个在燃油箱上侧的开口装入燃油箱中。有利的是，输送单元设置在燃油箱的在燃油箱的安装位置下面的底面上。为此输送单元一般弹性地压到燃油箱的底面上。对此不利的是，弹簧力可能加上油箱内部压力并且共同作用到油箱壁上。

通常燃油箱无压力地运行。在燃油箱中的压力比可以例如通过注满和排空、温度波动、燃油在燃油箱中的运动等发生改变。为了确保燃油箱中无压，经由排气阀和管道补偿压力变化。

排出的气体混合物由一个活性炭过滤器净化并紧接着排到环境。活性炭过滤器只具有一个有限的容量并且必须规律地隔一段时间进行反流冲洗，这通过用于汽车内燃机的空气的抽吸来实现。

在混合式汽车中，洗冲活性炭的可能性是受限制的，因为只在一定的行驶状况下才接通内燃机。这意味着，在混合式汽车中运行状况可以占优势，其中有利的是，“关闭”燃油箱。在“关闭的”的状态下，可以没有气体混合物排到活性炭过滤器。对此不利的是，油箱内部压力可能上升，这可能导致燃油箱的一种不允许的强烈变形。

燃油箱的抗压强度问题由现有技术是已知的。这样DE 10 2006 031 902 A1公开了一种用于制造由热塑性塑料构成的空心体的方法，特别是一种用于制造由塑料构成的燃油箱的方法，其中由增塑的塑料构成的定幅形或带形的预成型坯在一个多件的、构成一个模腔的模具中紧靠模腔的内轮廓成型。首先以外壳的形式构成两个彼此互补的中间产品。紧接着在各外壳的在安装位置分别相互面对的内侧上固定各内装件，其中彼此互补的外壳的至少若干内装件分别彼此互补地构成，以便它们可连接成一个组装的构件或可连接成一个功能单元。各外壳这样连接，以致各彼此互补的内装件相互嵌入和/或相互进入作用连接。为了抵制燃油箱由于内部提高的油箱内部压力的变形，兹建议，各内装装置构成为支撑装置。

按照DE 31 31 040 A1，一种抗压的燃油箱为了装入到在标准汽车中为备用车轮设置的空间内包括两个拱形的外壳，它们在其内边缘上相互焊接并且通过一个同心的、起拉杆作用的管相互连接。该管具有多个通口，从而其内部空间形成可用的油箱容积的一部分并且同时限制在油箱中最大的注油高度。可以由两个相互螺纹拧紧的区段构成的管以其下端焊接在下外壳的内壁上，而它在其上端焊接到一个设置在上外壳中的中心孔上。

DE 711 117公开了一种可携带的特别是用于中等压力的贮压罐，它具有一个扁平的矩形形状并且其基本上平面的各侧壁通过一个阻止其鼓起的拉杆相互连接，其中用于注满和排空以及用于其他目的的配件安装在一个穿所述罐的管的内部中，该管符合目的地同样用作为拉杆。

在EP 1 493 961 B1中描述了一种用于汽车的压缩气体罐。在金属的储气罐中，相互对置的罐壁具有一个提高其刚度的外形并且附加通过至少一个拉力元件连接。拉力元件的各端通过热和力作用这样变形，以致罐壁保持在一个成型的环形槽中。紧接着将拉力元件的各端与上外壳和下外壳密封地焊接在一起。在由现有技术已知的由热塑性塑料制成的燃油箱中，各加强件焊接在燃油箱的对置的油箱壁之间。

在压力增高时，所产生的力经由加强件与油箱壁之间的连接传递。这种力传递可能导致塑料在连接区域内的蠕变，因此可以降低塑料箱的抗压强度。这特别是在受拉力负荷的连接中的情况。如果将例如形式为连杆的在油箱的净高度上延伸的各加强件与油箱壁焊接或铆接，则通过焊接或铆接的数目和设置确定提供用于传递拉力的横截面，而不是相反通过加强件本身的横截面。当然在一种这样的结构中可供传递拉力的横截面总数是相当有限的。对此这样克服，即在油箱内部设置大量加强件，不过这导致油箱容积的负担。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种用于汽车的由热塑性塑料制成的燃油箱，它具有一种高的抗压强度。

通过一种用于汽车的由热塑性塑料制成的燃油箱达到基于本发明的目的，燃油箱包括至少一个在燃油箱内的加强件，其中加强件在两个对置的油箱壁之间这样延伸，以致该加强件抵制因燃油箱的内部压力引起的变形，燃油箱的特征在于，加强件的两端从外面背面嵌接油箱壁。按照本发明的燃油箱的抗压强度通过在燃油箱内的加强件得以提高，该加强件在两个对置的油箱壁之间延伸。

所谓的内部压力在本发明的意义上应被理解为一种在高于大气压力至少400毫巴数量级的压力。例如在约40℃的温度时在一个密闭的燃油箱中相对于大气压力形成一个约400毫巴的超压。相反在低的温度时可能形成一个多于150毫巴的负压。当然按照本发明的加强件也用于稳定燃油箱以对抗例如因温度引起从外面的压力增高(相对于大气压力在油箱内部为负压)。

由现有技术已知的塑料在加强件与油箱壁之间的连接区域内的蠕变，它对燃油箱的抗压强度产生不利的影响，蠕变这样来阻止，即按照本发明，加强件的两端从外面背面嵌接油箱壁。其优点是，在加强件与油箱壁之间的连接只受压力负荷，由此抵制塑料在加强件与油箱壁之间的连接区域内的蠕变倾向。

特别符合目的的是，加强件穿过在油箱壁的以间距彼此对置的区域内的两个相互对齐的开口。

在一种特别有利的实施形式中，连接件在两侧以一个法兰状的固定边缘或固定凸舌支承到油箱外壁上。其优点是，用作力传递的接触面较大，由此减小了单位面积压力。

符合目的的是，加强件的至少一端气体和液体密封地与油箱外壁焊接。

加强件的至少一端也可以夹紧到油箱壁上，其中优选在油箱壁与加强件之间设置用于密封的装置，从而在加强件与油箱外壁之间的连接是气体和液体密封的。一种这样的连接的优点是，需要时可以拆开在加强件与油箱外壁之间的连接。

同样，加强件的至少一端可以通过一种旋转卡锁连接与油箱外壁连接，其中旋转卡锁连接优选包括用于密封的装置，从而在加强件与油箱外壁之间的连接是气体和液体密封的。在加强件与油箱外壁之间的一种这样的旋转卡锁连接的优点是，所述连接可以随时简单地拆开和重新锁上。例如这样一种旋转卡锁连接可以构成为卡口式连接。

优选的是，加强件在预应力情况下支承到油箱外壁上，以致预应力抵制因燃油箱内的压力增高引起的燃油箱的变形。

在一种特别优选的实施形式中，加强件可以包括至少两个部分。加强件的各部分可以彼此互补地构成，以便它们可连接成一个组合的加强件。加强件的多部分性的优点是，可以将加强件简单地设置在燃油箱内。

加强件的各部分可以例如借助于一种螺纹连接、卡口式连接、插塞连接、卡扣或卡锁连接相互可连接。螺纹连接或卡口式连接的优点是，加强件的各部分不需要较大的耗费就可以彼此分开并且在加强件的各部分之间的连接具有一种足够的承载能力。一种插塞连接的优点是，简单地建立连接并可重新拆开。一种卡扣或卡锁连接的优点是，简单地建立连接并且具有一种足够的承载能力。

在本发明的一种优选的实施形式中，加强件构成为输送单元，其中输送单元设置在油箱壁中的对置的对齐的维护开口之间。对此有利的是，必须将一个内装件较少地装入到燃油箱中，因为输送单元同时用作加强件。

输送单元一般包括一个防溅罐和一个设置在其中的燃油泵。如果加强件构成多部分的，则可以例如将加强件的在安装位置下面的部分构成为防溅罐。

符合目的的是，燃油箱成一件式地构成为挤压吹塑成型油箱。

附图说明

下面例如借助一个在附图中示出的实施例说明本发明。其中：

图1按照本发明的燃油箱的剖视图，其中加强件构成为输送单元；

图2图1的燃油箱的俯视图；和

图3至5加强件的各部分相互连接的不同的变化方案。

具体实施方式

在图1中示出一个按照本发明的燃油箱1。燃油箱1以已知的方式和方法构成为由热塑性塑料制成的油箱。该油箱可以例如一件式通过挤出吹塑成型进行制造。图1示出按照本发明的燃油箱1的一个大大简化的剖视图。出于简化原因，未示出燃油箱1的注入管和用于充气和排气的装置。

燃油箱1的油箱壁4设有一个在安装位置上面的开口6和一个在安装位置下面的开口5。两个开口5、6在油箱壁的相互对置的区段中相互对齐地设置并且具有一个基本上相同的直径。此外开口5、6还设置为油箱壁4的圆形孔口。一个在燃油箱的整个高度上延伸的输送单元2装入到开口5、6中，该输送单元以已知的方式和方法容纳一个燃油泵9。输送单元2确定一个与燃油箱1的主容积分开的燃油容器，燃油泵9从该燃油容器经由一个燃油供应管道10向一个内燃机的马达输送燃料。

按照本发明设定，输送单元2构成为两部分的，其中它由两个机械地共同作用的罐形的嵌件3a、3b构成，它们分别在外侧支承在油箱壁4的对置的区域上并且穿过开口5和6。

在安装位置在图1中所示的下面的嵌件3b构成用于燃油泵9的防溅箱，反之在安装位置上面的嵌件3a构成输送单元2的一个盖封，该盖封以已知方式和方法设有用于燃油供应管道10和用于电导线11的通道。两个构成输送单元2的嵌件3a、3b在所示的实施例中构成为圆柱形的或罐形的元件，当然对于技术人员来说各嵌件可以分别具有任何的彼此互补的横截面轮廓。

嵌件3a、3b在所示的实施例中分别构成有一种封闭的外轮廓并且利用一个环绕的、法兰状构成的凸缘7分别在插入一个密封件8情况下在外侧支承到油箱壁4上。

如以下还要描述的那样，嵌件3a、3b在其相互贯穿的区域内形锁合地相互连接。

虽然输送单元1在所描述的实施例中构成有一个主要封闭的外轮廓，但对于技术人员来说显而易见的是，只有通过嵌件3a、3b确定的轮廓的一部分必须构成为封闭的外轮廓。

在描述的实施例中，在安装位置下面的嵌件3b确定所谓输送单元2的所谓的防溅箱，该防溅箱构成一个相对于燃油箱1的其余的容积封闭的容器，该容器在汽车的不同的行驶状态下因行驶动力学引起的溅油运动减至最小并同时确保，燃油泵7在任何行驶状态下完全浸入燃油中。此外该容器还确定汽车的备用加油容积。

通过嵌件3a、3b构成的燃油容器与燃油箱1的其余的容积或是通过未示出的管道或是通过设置在各嵌件的相应高度上的通口连通。出于简化原因，这未示于各图中。

燃油箱经常包括多个相互连通的分容积，它们具有由结构决定的不同的液位水平。为此在燃油箱中设置至少一个另外的例如形式为一个抽吸喷射泵的泵，它例如经由从内燃机中流回的燃油进行驱动，燃油从燃油箱1的主容积输入到通过嵌件3a、3b构成的容器中。

用13标记一个设置在输送单元2上的用于燃油箱1的主容积的液位传感器。液位传感器13以已知的方式和方法经由未示出的电导线连接到汽车的控制电子装置。

按照本发明，输送单元2以有利的方式和方法这样构成，以致它在一个例如在燃油箱1内形成的内部压力下也起燃油箱1的加固或加强件的作用。如上所述，为此目的，嵌件3a、3b在燃油箱1中在其贯穿区域12内相互机械连接，以致它们分别以其作为固定法兰起作用的凸缘7支承到油箱壁4的外侧上并且由此抵制因压力引起的变形。各嵌件的凸缘7分别以一个足够大的接触面支承到油箱壁上，从而将通过燃油箱的内部压力引起的作用到输送单元2上的拉力可靠地这样传导到油箱壁中，以致避免塑料的塑性变形。

本发明可以这样理解，即代替一个环绕的凸缘7，也可以分别设置单个的、从外面支承到油箱壁4上的固定凸舌。

如上所述，在安装位置上面的嵌件3a特别在其与下面的嵌件3b的贯穿区域12内构成有一个环绕封闭的轮廓，此外可选的是，嵌件3a可以例如构成为一个封闭油箱壁4的上面的开口6的盖板，该盖板包括伸进油箱内部的固定凸舌或固定接片。

在图1中所示的一种按照本发明的燃油箱1的变化方案中，只分别夹紧相对于油箱壁4向外完全密封油箱壁4中的开口5、6的嵌件，其中为此需要的拉力经由嵌件3a、3b的机械连接施加，如下面还要描述的那样。如上所述，经由各密封件8实现密封，其中，这些密封件分别嵌入油箱壁4的各环绕的凸肩14中。作为备选方案，可以通过一个单独的法兰环实现夹紧，只要在燃油箱的油箱壁中同样设置一个相应构成的固定法兰，它然后被该法兰环背面嵌接。

此外可选的是，嵌件3a、3b的凸缘7可以与油箱壁4焊接。在这种情况下，为了检查目的从燃油箱1取下嵌件3a、3b就不再可能了。在这种情况下，符合目的的是，在嵌件3a中设置一个可封闭的检查口，例如燃油供给管道10和电导线11穿过该检查口。

如这在图3至5中以暗示方式示出的那样，嵌件3a、3b在其贯穿区域12内可以按不同的方式和方法相互锁定，或者也可以是它们经由一种旋转卡锁连接(卡口式连接)、螺纹连接或一种插销式连接(Renkverbindung)相互连接。

图3示出一种卡锁连接，包括一个卡锁容纳件15和一个与其配合的卡锁凸舌16。例如可以在嵌件3a的一个圆柱形区段19a上在外侧设置多个以间距彼此隔开设置的卡锁通道形式的卡锁容纳件15，在这些卡锁通道中嵌入圆周上固定在嵌件3b上的各卡锁凸舌16。各卡锁凸舌16可以为此设有各卡锁弹簧17，它们弹入到各卡锁容纳件15的相应构成的卡锁凹槽18中，如在图3a中所示的那样。图3a示出通过锁定的一个纵剖面图。

图4示出嵌件3a、3b的一种卡锁连接的一种备选的变化方案。在此设定，嵌件3a的圆柱形区段19a与嵌件3b的圆柱形区段19b总是在整个圆周上锁定，其中在内部环绕地在嵌件3a的圆柱形区段19a中设置一些卡锁齿20，而在圆柱形区段19b的外圆周上设置一个环绕构成的卡锁钩21。对于技术人员来说显然的是，代替环绕的卡锁齿20和卡锁钩21也可以在圆柱形区段19a、19b的圆周上设置分开分布设置的卡锁装置。

在图5中最后大大简化地示出一种卡口式连接，通过该卡口式连接可以形锁合地相互锁紧嵌件3a、3b的圆柱形区段19a、19b。

附图标记清单

1         燃油箱

2         输送单元

3a、3b    嵌件

4         油箱壁

5         下面的开口

6         上面的开口

7         凸缘

8         密封件

9         燃油泵

10        燃油供应管道

11        电导线

12        贯穿区域

13        液位传感器

14        凸肩

15        卡锁容纳件

16        卡锁凸舌

17        卡锁弹簧

18        卡锁凹槽

19a、19b  嵌件3a、3b的圆柱形区段

20        卡锁齿

21        卡锁钩