CN101316733B - 燃料箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料燃料箱，其包括外燃料箱(2)和一设置在所述外燃料箱内的稳流罐(3)。所述稳流罐的边缘和所述燃料箱(1)的孔(13)形状配合地连接。

Description

燃料箱

本发明涉及一种用于汽车，尤其是轿车的燃料箱。 

以前，燃料箱由两个带有上外壳和下底壳的金属外壳制成。在下底壳中可以装配其它的元件，例如稳流罐(Beruhigungstopf)，也称作缓冲罐(Schwalltopf)，以及用于降低燃料在燃料泵的抽吸区域的流动速度的迷宫式壁。之后，上外壳和下底壳被焊接在一起。 

现在，尤其是为了降低汽车的重量，燃料箱主要由塑料制成。在此，燃料箱大多借助于吹塑成型或挤压吹塑制成。通过事后设置在燃料箱区域上部的孔可以安装其它元件，如例如一稳流罐。 

DE19723923A1公开了一种带有设置在主燃料箱内的缓冲罐的燃料箱系统。该缓冲罐的体积确定了一备用容积，该备用容积在主燃料箱达到最小液位时可用作燃料储备。 

DE19827944A1记载了一种带有主腔室以及一余量蓄存装置(Restmengereservoir)的燃料箱。该燃料箱由塑料制成，其中，余量蓄存装置以恰当的方式固定在燃料箱的底部。DE 19827944A1所要解决的技术问题是提供一种燃料箱，该燃料箱使得驾驶员在排空的最后阶段得到更精确的余量指示。 

JP03213430记载了一种带有稳流罐的燃料箱，所述稳流罐设置在两个主腔室之间，并且与主腔室设计为一体。该稳流罐在顶部被一凸缘覆盖。一泵设置在所述燃料箱的底部，该泵具有一由凸缘引导的输送管。 

本发明的一种实施形式所要解决的技术问题是提供一种改进的燃料箱。 

该技术问题通过独立权利要求的特征解决。各从属权利要求的特征反映了本发明各种有利的进一步发展。 

本发明的第一方面涉及一种由塑料制成的燃料箱，该燃料箱带有设置在其内部的稳流罐。所述燃料箱具有一孔，其中，该孔的边缘和稳流罐的边缘材料相连地(stoffschlüssig)连接。 

燃料箱与稳流罐材料相连地连接在本说明书的框架内应尤其意味着，两部分通过原子力或分子力结合在一起。但按照本发明，材料相连地连接首先意味着该连接只能通过破坏拆卸。如在本发明的实施形式中所述，该连接因此可以产生这样的事实，即，两部分在过渡区域是材料混合的，也如在钎焊连接或焊接连接那样。现有技术中其它材料相连地连接的例子有粘结，其中，粘合剂与两个连接部分的表面的功能组反应，并且，为分开它们必须破坏化学连接。 

通过材料相连地构造，燃料箱可以更大的程度地预制造，因为稳流罐在外燃料箱上的装配被取消。因此，燃料箱可以总体上更快并且更廉价地制造。稳流罐的大小和形状可以自由选择，因为取消了装配条件的限制。例如稳流罐的大小和形状不再由设置在燃料箱区域上部的装配孔限制。因此存在这样的可能性，即，也可以选择大的稳流罐，例如那些带有大的垂直延伸和/或那些具有多升容积的稳流罐。 

此外，通过所述类型的设计为设置在燃料箱内的功能模块获得了简化的制造可能性和装配可能性。燃料箱的重量由于所选的材料是塑料而不会被妨碍。 

燃料箱容积由于稳流罐形成外燃料箱和内燃料箱或稳流罐两部分，可在外部区域设置一粗略分辨率的燃料计量系统，并且在内部区域设置更高分辨精度的第二燃料计量系统。通过上述对稳流罐的自由的形状选择，可以为该稳流罐选择这样一个几何形状，该几何形状简化了对其中包含的燃料的检测和精确的显示。此外，伴随前述分为两部分的、外燃料箱与内燃料箱的液力解耦使得可以近乎完全的使用和显示位于内燃料箱或稳流罐内的燃料。 

稳流罐可灵活选择的大小和形状结合燃料箱容积分为两部分使得相当大的剩余燃料容积，例如多升，被精确地显示给驾驶员。在此，剩余燃料容积通过稳流罐的容积确定。由此，汽车的监控电脑为相对长的行驶距离显示直精确至接近0km的、尚可用的燃料量。 

由此，实际上可以可靠地使用存在的燃料，可以减少在汽车交货时燃料箱的首次添加。 

在一种实施形式中，该燃料箱被一体地构造，其中，另一种实施形式建议，设置一可通过或通过吹塑成型工艺或挤压吹塑成型工艺制造的燃料箱，或外燃料箱和稳流罐形成一吹塑成型的单元。在一个吹塑成型的、一体的燃料容器中，其以简单的方式在唯一的制造工序中制造，并且取消了装配工序。 

为此，一种实施形式建议，吹塑成型工艺包括以下步骤： 

a)挤压塑料软管。这种塑料的挤压垂直向下进行。 

b)从侧向外部相对挤压出的塑料移动吹塑成型工具的插入件，用于创造一稳流罐。插入件的移动方向大体上垂直于挤压方向。通过插入件，例如吹塑成型机的上表壳工具内的插入件，确定所述稳流罐的内部。 

c)作为步骤b)的替换，侧向地从外部相对挤压出的塑料材料移动预制的稳流罐， 

d)将压缩空气压入塑料软管并因此相对一确定燃料箱的外部形状的吹塑工具压缩塑料软管。 

作为一体地构造的替换方案，另一种实施形式设计为，稳流罐和外燃料箱在孔的边缘的区域内焊接。在此，存在一种由稳流罐与环绕吹塑的外燃料箱焊接而成的变型。首先也是有塑料预制造一稳流罐，在该稳流罐上装配有吹塑机器的模芯，然后通过吹塑工艺制造剩下的燃料箱的部件。因此，预制的稳流罐被环绕吹塑。 

因此，在两种实施形式中获得了关于稳流罐和外燃料箱所使用的材料自由选择的可能性。因此，稳流罐和外燃料箱可以由相同或不同的材料制成，其中，在后一种情况下，可以这样地选择材料混合，即，在高机械稳定性时优化地选择热膨胀能力。在此，预制的稳流罐可以通过辅助装置，例如夹具，接纳燃料箱的功能模块。如果稳流罐例如被注塑，那么这些辅助装置可以在制造时已经被造型。 

在另一种实施形式中，稳流罐在至少一个位置与外燃料箱的底部焊接。由此，稳流罐在垂直方向最大，这使得其容量可以用于精确地确定汽车的剩余行程。此外，由此在稳流罐的区域获得了燃料箱的加强。这种在垂直方向上的加强使制造中的公差遵照变得容易。由此，燃料箱在运行时更稳定。因为，额外地在燃料箱上出现了更少的疲劳现象，所以燃料箱在其寿命内更稳定。 

在另一种实施形式中，燃料箱具有围绕稳流罐设置并与该稳流罐材料一制地连接的迷宫式壁。如果燃料通过孔流入该迷宫式壁，那么即便当汽车在燃料液位较低时沿着斜坡行驶时，燃料也能被泵抽吸并输送到稳流罐中。燃料箱也通过迷宫式壁额外地加强，并因此机械上更稳定。 

在另一种实施形式中，稳流罐的容量为约二至五升。由此，有更大的燃料量可作为能可靠地使用并精确地显示的燃料容积。 

稳流罐的上边缘限定了燃料箱的孔。在另一种实施形式中，燃料箱或该孔配设有一凸缘，并且该凸缘与用于向内燃机输送液态燃料的装置连接。该装置机械地固定在凸缘上获得了该装置的一种简化的装配，因为，与此相比，稳流罐的内部出于几何原因更难进入。此外，为了维修，这种固定可允许悬挂的功能单元简单地从燃料箱的内部移出该装置。 

在上一段中所述的燃料输送装置例如可以包括燃料泵、一燃料过滤器、燃料泵的电接头，和/或用于燃料回流管的接头，一文氏管。 

在另一实施形式中，凸缘与燃料箱传感器相连接。这简化了燃料箱传感器在维修或保养措施情况下的装配和更换。 

在另一实施形式中，在稳流罐的底部设置一燃料输送模块。该燃料输送模块用于从外燃料箱向稳流罐输送燃料。燃料输送模块使得稳流罐中的液位高于外燃料箱中的液位。燃料输送模块可包括一文氏管，一立管，一阀(例如菌形阀)，一溢流口，用于外燃料箱的燃料箱传感器和稳流罐，交流管和一燃料预过滤器。 

本发明其它的特征和优点可由接下来参照附图的详细说明得出，所述附图给出了接下来作为不仅限于此的例子。在此，附图中附图标记的使用不应理解为对本发明的保护范围的限制。图中： 

图1示意性地示出了按本发明的第一种实施形式的燃料箱， 

图2示意性地示出了按本发明的第二种实施形式的燃料箱， 

图3示意性地示出了按本发明的第三种实施形式的燃料箱， 

图4示意性地示出了按本发明的第四种实施形式的燃料箱， 

图5示意性地示出了按本发明的第四种实施形式的燃料箱。 

图1在示意的侧视图中示出了一吹塑成型的燃料箱1。燃料箱1分为两部分，并且具有一外燃料箱2和一稳流罐3。该燃料箱1具有孔13。稳流罐3的形状可以高度自由地不同选择，并且在图1中的示例情况下几乎是圆柱状地、对称地围绕对称轴线4。在上面稳流罐3与凸缘5闭合并密封。 

外燃料箱2和稳流罐3由塑料制成，并且焊接在稳流罐3的孔13的边缘上，所述孔位于凸缘5的下面。稳流罐3仅在底部区域燃料供给地与外燃料箱2(未示出)相连，因此，燃料可以被从稳流罐输送至内燃机。此外，一溢流阀(未示出)位于稳流罐3的上部区域，多余的燃料可以通过该溢流阀回流到燃料箱2。 

稳流罐3的尺寸，以及整个燃料箱1的尺寸，取决于汽车型号或其燃料消耗，并且可以在个位数的升的范围内，例如在约2升至5升之间。在图1中的例子中，稳流罐3的直径约为200mm，高度同样为200mm，因此得出稳流罐的容积约为6升。 

如已经所述的那样，稳流罐3的形状可以很大自由度地选择。如果选择简单的几何形状，例如圆柱对称体，因此可以从稳流罐3中的液位高度高分辨精度地得出包含在其中的燃料量。这在外燃料箱2中由于其多次成角度的形状更难实现。 

稳流罐3具有一比外燃料箱2小的底面，因此，相同的燃料量在稳流罐3中导致更高的液位高度，并从而导致可以更精确地检测的和显示燃料量。如果稳流罐的容积是多升，这依然适合。因为，如接下来将详细阐述的那样，在汽车运行时，燃料输送装置可将燃料从外燃料箱2输入稳流罐3，并且此时几乎可完全排空外燃料箱2，因此，当燃料液位很低时，几乎总的剩余燃料量都位于稳流罐2内。该剩余量可以精确地确定并且显示，或者，为此一监控电脑可以计算出汽车的剩余行程长度。例如，为此该监控计算机评估由发动机控制装置提供的燃料消耗信号。由于可以高度自由地选择稳流罐3的尺寸，这也可以实现多升的燃料量，因此，驾驶员可以在由于缺油而陷入困境前及早地并且可靠地被提醒。 

图1所示的燃料箱设计为一体的，并且通过吹塑成型工艺制造。在下部区域，稳流罐2的底部6在至少一个固定位置7与外燃料箱2的底部8焊接。这种焊接实现为所谓的“焊合点(Kiss-Point)”。 

如图所示，稳流罐3的底部可以是平的。为了在汽车倾斜位置时也能没有问题地输送燃料，向下倾斜的底部方向也是可以的。因此，底部例如是相对水平线角度为20°的截锥状。 

图2示出了本发明的第二种实施形式。在该实施形式中，稳流罐2与第一种实施形式相比具有一斜面9，因此，即便在汽车静止或行驶在斜坡上时，也能向稳流罐2输送燃料。现在，固定位置7设计为面，并且实现为面状焊合点。为此，台阶10与功能模块固定连接，所述功能模块例如包括一文氏管单元。此外，一燃料输送孔(未示出)位于该区域，燃料可以通过所述孔从外燃料箱2到达稳流罐，例如通过一菌状阀。 

图3示出本发明的第三种实施形式。首先，和所有的实施形式一样，在 凸缘5上固定功能模块11和12。所述功能模块可以是用于向内燃机输送液态燃料的装置。例如，功能模块12可以涉及一燃料过滤器，并且功能模块11涉及燃料泵或燃料箱模块。其它功能模块也可以固定在凸缘5上，例如用于燃料泵的电接头，一文氏管和/或燃料泵驱动模块。但功能模块也可以是燃料箱传感器，通过该燃料箱传感器可以测量外燃料箱2中的燃料量，并且可选地也可以测量稳流罐3中的燃料量。 

此外，按图3的实施形式具有一位于台阶10下面的燃料输送模块14。该燃料输送模块14也可以连同台阶10设置在其它实施形式中。燃料输送模块14用于从外燃料箱2向稳流罐3输送燃料。一文氏管15和一燃料过滤器16可以属于燃料输送模块14。一燃料传感器、一用于燃料回流的接口，一从储备油箱3至外燃料箱2的溢流口，和/或止回阀，例如一菌形阀(分别没有示出)属于燃料输送模块14。燃料输送模块14可以可拆卸地与稳流罐3连接，例如通过环形密封件，或者可选地与稳流罐焊接。 

外燃料箱2和稳流罐3在图3所示的实施形式中设计为两块。制造通过吹塑成型工艺实现。首先制造单独的稳流罐3，例如通过注塑。接着借助于吹塑成型制造燃料箱1，其中，稳流罐3装配在吹塑成型模具的侧面。在吹塑成型过程中，稳流罐3由塑料材料环绕吹塑。由此，外燃料箱在塑料冷却时形成在吹塑工具的壁上。该步骤使得可以在稳流罐3的预制时为功能模块的接纳做准备，例如通过设置相应的支撑件。此外，稳流罐3可以不同地加工，例如，通过引入孔。该孔例如可以用作底部区域的燃料输送孔，用作从稳流罐的上部区域至外燃料箱2或燃料填充管回流。 

图4示出了一燃料箱1，其中，一预制的稳流罐3，例如，一注塑的稳流罐，该稳流罐通过吹塑工艺集成在燃料容器1中。稳流罐3通过吹塑机的插入件接纳，并且侧向相对垂直向下积压的塑料移动。在此，稳流罐3的底部6与挤压的塑料软管接触，由此在那得到一焊合点7。 

按照本发明的第五种实施形式，图4所示的燃料箱也可以具有一由迷宫式壁17组成的系统(参见图5)。所述迷宫式壁17通过焊接位置18与外燃料箱2的底部8和外燃料箱的顶侧19相连接。这些焊接实现为焊合点。 

此外，第五种实施形式，并且也可以在其它实施形式中，具有一燃料测量单元19，例如一浮筒。该浮筒通过馈线20与装配在稳流罐3的内边缘的评估单元21，例如一电子模块相连接。燃料测量单元19测量外燃料箱2中的燃料。 

附图标记列表 

1燃料箱 

2外燃料箱 

3稳流罐 

4对称轴 

5凸缘 

6稳流罐的底部 

7固定位置 

8底部 

9斜边 

10台阶 

11功能模块 

12功能模块 

13孔 

14燃料输送模块 

15文氏管 

16燃料过滤器 

17迷宫式壁 

18焊接位置 

19外燃料箱顶侧 

Claims (13)

1.一种由塑料制成的燃料箱(1)，其包括一孔(13)和一设置在其内部的稳流罐(3)，其中，所述孔的边缘与所述稳流罐的边缘材料相连地连接，并且所述孔配设有一凸缘，并且在所述凸缘上固定有用于向内燃机输送液态燃料的电装置和/或液压装置，其中，所述稳流罐的底部(6)与一个环绕吹塑的外燃料箱的底部(8)焊接。

2.按权利要求1所述的燃料箱，其中，所述稳流罐和由所述燃料箱的剩余部件限定的外燃料箱(2)设计为一体。

3.按权利要求2所述的燃料箱，其中，所述外燃料箱和所述稳流罐形成一个吹塑成型的单元。

4.按权利要求1所述的燃料箱，其中，所述稳流罐和外燃料箱在所述孔的边缘的区域相互焊接。

5.按权利要求1所述的燃料箱，其中，所述稳流罐的底部(6)与所述燃料箱焊接，其中，所述焊接实施为焊合点。

6.按权利要求1至5之一所述的燃料箱，其具有一围绕所述稳流罐设置的、并且与所述稳流罐材料相连地连接的迷宫式壁。

7.按权利要求1至5之一所述燃料箱，其中，所述稳流罐具有二至五升之间的容积。

8.按权利要求7所述的燃料箱，其中，所述燃料输送装置包括一燃料泵，一燃料过滤器，所述燃料泵的电接头，燃料回流管的接口和/或一文氏管。

9.按权利要求7所述的燃料箱，其中，所述凸缘与一燃料箱传感器相连接。

10.按权利要求1至5之一所述的燃料箱，其中，在所述稳流罐的底部设置有一燃料输送模块。

11.按权利要求7所述的燃料箱，其中，所述燃料输送模块包括一文氏管、一立管、一阀、一溢流口、用于外燃料箱和稳流罐的燃料箱传感器、连通管和一燃料过滤器。

12.按权利要求1所述的燃料箱，其可通过吹塑成型工艺制造。

13.按权利要求12所述的燃料箱，其包括以下步骤：

a)挤压一塑料软管

b)从侧向外部向所挤出的塑料移动一预制的稳流罐，或从侧向外部向所述挤出的塑料移动一吹塑成型工具的插入件，

c)将压缩空气压入所述塑料软管中。

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