专利名称：具有内装件的燃油箱及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种由塑料制成的汽车用燃油箱，在其内部安置着内装件。燃油箱的 壁板，可以由单个的具有足够大开口的吹制成型的零件组成，或者由两个经压制或者拉深 且随后被互相连接的塑料壳体组成。在上述的成型方法中，使用一种形式并且使塑料在热 状态下成型。为了将燃油蒸汽的渗透减小到最低限度，壳壁还可以是多层的。内置件可以 是各式各样的，它一般是通风系统的部件，即阀、分离器、液滴油槽(Ausperlbehalter)和 /或浮子箱及其连接的管件或软管。本发明的另一个内容是用于制造这种燃油箱的方法。
背景技术：
在通常的由塑料制成的燃油箱上，通风系统的部件被单独地焊接在上壳体的内 部(参见例如EP1310715A1)，或者安装在固定于壳体通孔中的焊接顶部上(参见例如 EP1084889A1)，但是不管怎样，单个部件都是通过管件互相地连接或者与大气连通。所述部 件或者焊接顶部无一例外地是小平面的。在制造时，将通风系统的单个部件及其连接管安装并连接在塑料壳体的内侧是极 其费事的，因而成本极高。尤其，如果燃油箱为了更好地充分利用轿车内的空间而蜿蜒不平 并且壁板，确切地说壁板的塑料件具有较深的空间形状时。管件或者软管随后被自由地悬 置在燃油箱的内部且会摆动，这将使它们易受干扰并且会产生啪嗒啪嗒的噪声。将管件或 者软管固定在壁板上，将进一步提高工作成本。最终使管件或者软管的横截面及其曲率半 径受到限制。前者损害了功能，后者限制了结构设计的自由度。从US4531653中公知一种由金属板制成的长方体状的燃油箱，在其平整的顶板内 部，焊接了一种由三个矩形型板组成的板架。这些板被互相焊接成一个刚性体并且构成腔 室，这些腔室互相地或者与燃油箱内部以及大气连通。这种设计结构仍然比较费事并且只 可使用于由板材制成的平整顶板上。并且甚至其牢靠性，因为偏差和由焊接而致的内应力 而值得怀疑。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题是，这样设计由塑料组成的燃油箱的内装件，使 得可以以最少的工作、模具和物流成本就能够实现，并且在具有高度的空间利用率和设计 自由度的同时，还获得功能上的改进。所述内装件应该也适用于形状复杂(尤其具有较深 轮廓上壁板)的燃油箱，并且不应该发出啪嗒啪嗒的响声。按照本发明，所述技术问题通过一种由塑料制成的燃油箱得以解决，在燃油箱内 部安置内装件。通过将所有的内装件组合成一种成型件，由于与壁板材料相连的连接而达 到简便而且快速的安装。所述成型件搭接了壁板中的至少一个孔，所述孔建立了与大气或 者与外部构件(例如活性炭过滤器)的连通。由于上述方法而显著简化的安装方法，同样 是本发明主题。成型件是一种具有开放式空间形状的扁平构件，它因此可以以简单的方式压铸而成或者由平整的凸缘(Lappen)压制而成。它与燃油箱的壁板共同构成至少一条通道。成型件的相关部分，在一定程度上是一种“半管”。这样构成的通道代替了迄今为止通用的管 道。通过使通道一部分由成型件构成，而另一部分由壁板构成的方式，使通道具有封闭的横 截面，从而不存在摆动的或者啪嗒啪嗒作响的连接管道。通过这种方式，还可以自由地选择 通道的横截面，这实现了更好地节约空间以及此外更大的通流截面。此外，通道可以以很小 的半径弯曲地延伸(这可能会导致管或者软管弯折)，并且本身可能还要设置内装件以及 所必需的局部的加固件。对于公差补偿以及适合安装到复杂形状的塑料壳体中来说重要的是，成型件的焊 接凸缘不仅沿燃油箱壁板的空间形状延伸，而且还沿通道的轮廓延伸。如此，成型件就不是 大面积的构件，并且由于其空间形状而是刚性的构件。成型件的构成通道的部分，几乎不比 通道本身更宽。成型件因而具有足够的柔韧性用于补偿微小的尺寸偏差。成型件四周与燃 油箱壁板焊接，焊缝形成一条封闭的曲线。除了上述列举的优点外，借助于本发明，用于质量检查的费用也变得更少，并且因 为整体式的结构，用于物流和库存的费用也变得更少。总之，利用这样构造的成型件，将获得大的设计自由度。这样，成型件无需较高的 制造费用就可以构成多个通道，并且其中一条或者另一条通道甚至被扩展成构成油槽的腔 室。这些通道或者还有油槽，可以包含与其成一体的内装件，例如或许还与燃油箱的壁板连 接的加固件，隔膜或者隔离件。被扩展成油槽的通道，可以不连接到燃油箱的内部，也就是被构建成油箱中的油 槽，并且与布设在燃油箱外部的部件连通，而不是与其内部连通。同样的布置也适用于未被 扩展的通道。可以在燃油箱壁板上的各个位置，开设孔用于对外连接。如果每次使用都要求与燃油箱的内部连接，则成型件具有至少一个朝燃油箱内部 开口且与其成一体的入口部分。所述入口部分可以根据相应的功能或者待安装的部件来构造。为了获得密封而且牢靠的焊接连接，成型件的焊接凸缘具有至少一个横截面呈楔 形的根部，所述根部大体通常被潜入塑料壳体中。逐渐延伸成尖顶的根部，确切地说焊接凸 缘的根部，被轻易地插入热的塑料壳体中，它特别快地吸收了塑料壳体的温度并因此与它 牢固地连接。成型件因而不需要为了安装而被加热，这将简化安装。在一项有利的设计中，焊接凸缘由与塑料壳体的内表面平行的凸缘部分和突出于 该凸缘部分的楔形的根部组成。所述根部的插入深度因而受到限制，并且产生一种尤其牢 固的连接。在充分利用了高度的结构设计自由度的情况下，成型件的构成通道的部分，横向 于其纵向地具有至少一个加固筋，或者多个相同的象手风琴风箱式的皱褶。前者用于在保 持纵向柔韧性的同时沿横向加固；后者用于提高用于补偿公差的沿纵向的柔韧性。成型件 的所述部分还可以在向焊接凸缘的过渡处，具有沿纵向定向的折叠式的皱褶，所述皱褶致 使在连接时，如塑料壳体通过外部影响进行收缩、膨胀或者变形时，通常可以与塑料壳体形 状相匹配。在本发明的扩展设计中，入口部分是为了安装例如阀而设置的法兰，优选具有用于卡锁所述阀的卡槽或者弹性件。传统的阀或者内装件，则可以仍然以传统的方式与成型 件焊接。此外，在通道端部的这个或者另一个入口部分，可以被设计成液滴分离器。这种入 口部分以一种尤其简单和有效的实施形式体现在，成型件的入口部分具有一个小孔，在所 述小孔上向内连接着圆柱形的导板，并且在所述导板后面是挡板。这样，被分离的液体可以 立即通过所述孔返流回燃油箱中。本发明还包括用于制造燃油箱的方法，所述方法通过按照本发明的成型件的特征 才能加以实施。其方法步骤在于，a)在模具中热成型所述燃油箱或者其一部分，b)将冷的 成型件位置精确地压入到还热地位于模具中的燃油箱或者其一部分中，从而产生一种材料 相连的熔合连接，c)对所述燃油箱或者其一部分进行冷却并从模具中取出。将冷的成型件 位置精确地压入仍然温热地处于模具中的燃油箱的壁板中，是通过所述成型件的紧贴通道 的焊接凸缘才实现的，所述焊接凸缘赋予成型件足够的用于紧贴的柔韧性。这还致使，成型 件不需要为了安装而通过加热变软。其它的内装件(例如阀)可以在现场按照步骤b)或 者c)固定到入口部分上。借助于按照本发明的特征或者按照本发明的方法，在各个制造步 骤的顺序上具有很大的自由度。如果所涉及的是由两个塑料壳体组装而成的燃油箱，则在 安装了其它的内装件之后将这两个塑料壳体互相焊接。
图1 示出按照本发明的燃油箱的上壳体的仰视图，图2 示出同一个零件的略微放大了的轴测视图，图3 以详图示出图2的成型件在安装之前的视图，图4 示出一种方案的详情，图5 示出另一种方案的详情，与6 示出按照本发明的燃油箱的扩展实施形式的仰视图，图7 示出按照图6的VII-VII线剖开示出的剖视图，图8 示出图7中的局部VIII。
具体实施例方式在图1和图2中，在由两个部分组装而成的燃油箱中，第一壳体，即上壳体概括地 以1表示，第二壳体，即下壳体2在图7中以虚线表示。上壁板，此处指第一塑料壳体1，由 可以是不平整的大面积的顶板3、四周的侧壁板4以及从侧壁板4向外翻边的焊接凸缘5组 成。所述塑料壳体1具有用于加固的狭长的加固压槽6，7以及长方体状的加固压窝8。它 在某个位置上形成具有第一孔10的台阶9，通过所述第一孔10，建立了与大气或者与其它 部件，如活性炭过滤器的连通。所述孔10，如果存在的话，是在安装了内装件之后才进行冲孔。第二个较大的孔 11，被考虑用于装入泵单元或者诸如此类的部件(未示出)，在整体式吹制成型的燃油箱 上，也可以被用于装入其它的内装件。所述其它的内装件，例如并且尤指用于通风的内装件，被组装成一种按照本发明的成型件15。在图1中，示出了成型件15的最简单的形状，其中成型件15只由“半管” 17 和入口部分16组成。由成型件15和燃油箱的壁板，即第一塑料壳体1共同构成的通道，在此具有封闭的矩形横截面。图3示出这种成型件15的详情。半管17起先平坦地沿曲线延伸并且终止于下沉 的阶梯22，所述下沉的阶梯22与塑料壳体的具有通向外的第一孔10的台阶9相适配。位 于半管17另一端的入口部分16，在此被设计成液体沉积装置。整个成型件四周不间断地延 伸着(也经过阶梯22)具有根部21的焊接凸缘20 (有关于这部分参见下面进一步说明)。被设计成液体沉积装置的入口部分16，在平面图上是一种筒体24并且在中心具 有朝油箱内部开口的孔25。所述孔25在其圆周的一部分上，被延伸到焊接凸缘20平面以 及筒体24的导板26包围。在从筒体24到半管17的过渡处，还有一个同样高的挡板27。 通过孔25流入的带有液滴的蒸汽，在筒体24和导板26之间沿环形轨道被输送，并且随即 碰到挡板27。通过离心力和挡板，液滴被分离出来。它们通过孔25返流回油箱中。图4的方案示出一种在此处具有半圆形横截面的半管37。从该半管37到其具有 根部21的焊接凸缘20的过渡处，此时被设计成沿纵向定向的皱褶38，39。因此半管37的 壁板部分的横截面呈之字形。通过这种方式，柔韧的焊接凸缘可以更好地适应不平度或公 差。图5的方案示出一种沿横向通过横向延伸的筋条48加固的半管47。所述筋条48 可以向内(如图示)或者向外拱起。如果多个这样的筋板相继布设，则半管沿纵向是柔软 的且只有极小的长度变化。入口部分49在此处包含具有至少两个沿圆周分布的卡槽52的 圆柱形插接法兰50。在该圆柱形插接法兰50中可以插入只以虚线表示的阀并且用卡槽52 卡锁。在图6，图7和图8中，可以看到具有复杂通风装置的实施例，在这些实施例中，本 发明的优点尤其有效。成型件115在此处是与一系列通道成一体的，但仍然只是一种开放 式的扁平件。通道中的一条被扩展成具有腔室117的液滴油槽116。所述腔室117具有导 板119并且通过孔118与燃油箱内部连通。液滴油槽116的腔室117，此外通过第一连接通 道120和第二连接通道121与入口部分122或者123连通。所述入口部分122或者123可 以被设计成如图3中的液体沉积装置，或者被设计成用于阀(如图5中所示)的插接法兰。 它们被布设在燃油箱上相互远离的区域，以便使通风与位置无关。连接通道121、122具有 相对小的横截面，但是尽管如此，其两侧的焊接凸缘仍然沿其走向延伸。在连接通道121， 122沿液滴油槽116延伸的地方，所述连接通道121，122与所述液滴油槽116结合在一起 (参见图8)。较大横截面的通风通道127从液滴油槽116通向入口部分109，所述入口部分109 还与塑料壳体1密封连接且包围通向外部的孔10。该通风通道127及其绕圈127’也具有 紧贴其轮廓延伸的焊接凸缘。在通风通道127沿液滴油槽116延伸之处，所述通风通道127 与所述液滴油槽116结合在一起(参见图8)。在图8中可清楚地看出，成型件115整体式地构成了液滴油槽116，连接通道120、 121以及通风通道127。在以圆圈画出的详图中可看出，从四周包围整个成型件的焊接凸缘 20构成尖锐刃体23的根部21，插入到塑料壳体中。导板119和其余的隔板也可以以同样 的方法与塑料壳体1连接。在制造按照本发明的燃油箱时，成型件可以被压铸成简单的空心形状或者由平整 的塑料板压制而成。燃油箱可以吹制而成，或者以通用的方式对其部件，此处指两个塑料壳
6体进行压制或者压铸。为此将燃油箱或者每个塑料壳体加热到某个使塑料软化的温度以及 可通过压入成型件而与其熔焊。一旦用于制造塑料壳体的模具打开并且壳体还是热的，或 者一旦吹制过程结束，则将冷的成型件压入还处于模具中的塑料壳体中。因为焊接凸缘20 变薄的根部21，所以只要求很小的压紧力。尤其有利的是，接近刃体23的根部区域是如此 的薄，从而使得它在插入塑料壳体1中之后被立即熔化且与后者达成尤其牢靠和密封的连 接。随后，根部21楔形横截面的较厚区域和焊接凸缘20也与塑料壳体1连接。只要在一 个入口部分中装入阀，那么迟早就会发生同样的情况。如果涉及的是由多个部件构成的燃 油箱，则两个塑料壳体1，2最终沿其焊接凸缘5相互连接。
权利要求
一种由塑料制成的燃油箱，在其内部安置内装件，其特征在于，在所述燃油箱的壁板(1)或者其一部分(1，2)的内侧面上安装成型件(15；115)，且所述成型件与所述壁板(1)材料相连地连接，a)所述成型件(15；115)具有开放的空间形状，且与所述壁板(1)的内侧面共同构成至少一条通道(17；116，120，121，127)，b)其中所述成型件(15；115)四周与所述壁板(1)焊接，以及形成封闭曲线的焊接凸缘(20，40)沿所述至少一条通道(17；116，120，121，127)的轮廓延伸。
2.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述成型件(15;115)构成多条通道 (120，121，127)，以及通道(116)至少局部地被扩展成，使得它能够与壁板(1)构成一种具 有内腔(117)的油槽(116)。
3.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述成型件(15；115)包含与其成一体 的内装件(26，27 ； 119)。
4.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述成型件(15；115)具有至少一个朝 油箱内侧开口且与其成一体的入口部分(16 ；49, 50 ；122，123)。
5.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述焊接凸缘(20;40)具有至少一个 横截面呈楔形的根部(21)，所述根部(21)大体通常插入到塑料壳体(1)中。
6.按照权利要求5所述的燃油箱，其特征在于，所述焊接凸缘(20;40)由平行于所述 壁板(1)内侧面的凸缘部分和突出于该凸缘部分的楔形根部(21)组成。
7.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述成型件(15;115)的构成通道的部 分(47)，在横向于其纵向地具有至少一个加固筋(48)。
8.按照权利要求1所述的燃油箱，其特征在于，所述成型件(15;115)在向焊接凸缘 (20)的过渡处，具有沿纵向定向的折叠式皱褶(38)，所述皱褶(38)致使在连接时通常可以 与塑料壳体(1)的形状相匹配。
9.按照权利要求4所述的燃油箱，其特征在于，入口部分(49)是设计用于安装阀或者 诸如此类元件的法兰(50)。
10.按照权利要求9所述的燃油箱，其特征在于，所述法兰(50)具有用于卡锁阀或者诸 如此类元件的卡槽(52)或者弹性件。
11.按照权利要求4所述的燃油箱，其特征在于，位于通道(17)端部的入口部分(16) 设计成液滴分离器。
12.按照权利要求11所述的燃油箱，其特征在于，所述入口部分(16)为了构成液滴分 离器而具有朝燃油箱内部开口的孔(25)，在所述孔(25)上向内连接圆柱形的导板(26)，在 所述导板(26)之后是挡板(27)。
13.一种用于制造由塑料(1，2)构成的并且具有设计在其内部的通道(17;116，120， 121,127)的燃油箱的方法，具有下列步骤a)在模具中热成型所述燃油箱或者其一部分，b)将冷的成型件(15；115)位置精确地压入到还热地位于模具中的燃油箱或者其一部 分(1)中，从而产生一种材料相连的熔合连接，c)对所述燃油箱或者其一部分进行冷却并从模具中取出。
全文摘要
本发明涉及一种由塑料制成且具有内装件的燃油箱。为了对它进行功能性的改进并简化制造，在其壁板(1)的内侧面上安装成型件(15)，并且使所述成型件(15)和所述燃油箱材料相连地连接。所述成型件(15)是一种扁平的构件，它具有开放的空间形状并且与塑料壳体(1)共同构成至少一条通道(17)和/或油槽。成型件(15)四周与塑料壳体(1)焊接，其中形成封闭曲线的焊接凸缘(20)沿通道(17)的轮廓延伸。成型件(15)具有至少一个朝油箱内侧开口且与所述油箱成一体的入口部分(16)。
文档编号B60K15/035GK101823425SQ20101000286
公开日2010年9月8日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月22日
发明者马克·波利夫克, 马里奥·德雷布斯 申请人:麦格纳斯太尔燃油系统公司