CN103635343A - 闭合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热塑性塑料的燃料箱（2）上的闭合系统，其具有用于碳氢化合物的阻隔特性。闭合系统包括至少一个孔口（4），闭合盖（5）以密封方式闭合孔口（4），该闭合盖以型面配合方式与设置在孔口（4）的周边处的闭合装置配合，并且封闭在其与箱壁（3）之间的至少一个第一密封装置。根据本发明的闭合系统（1）的区别特征在于，箱壁在孔口（4）的区域中密封有至少一个第二密封装置，所述第二密封装置覆盖和/或遮盖暴露于碳氢化合物的箱壁表面的一部分。

Description

闭合系统
技术领域
本发明涉及一种热塑性塑料的燃料箱上的闭合系统，其具有用于碳氢化合物的阻隔特性，该闭合系统具有闭合盖和至少一个孔口，该闭合盖以密封方式闭合孔口，该闭合盖以型面配合方式与设置在孔口的周边处的闭合装置配合，并且封闭在其与箱壁之间的至少一个第一密封装置。
背景技术
塑料燃料箱上的这种闭合系统是众所周知的。它们可见于例如燃料箱服务孔口区域和插入到燃料箱中的燃料输送模块区域。闭合该孔口的盖通常设置有具有燃料管线和/或电气引线的通道。在燃料箱生产期间，金属卡口环在常规上在孔口区域中模制到塑料燃料箱中。还已知的是设置有凸缘的系统，凸缘模制到箱上，具有连接头或连接夹具闭合件。闭合盖与卡口环的闭合装置配合。弹性体密封环通常插入在闭合盖和箱的孔口之间。
现代的燃料箱由基于HDPE的热塑性塑料制成，箱壁由多层挤出物形成，具有用于碳氢化合物的非暴露阻隔层。典型的燃料箱的壁的多层结构包括（当从内部向外部看时）至少一个纯粹的内部层、未上色的HDPE、至少一个“再研磨”（即再循环塑料）层、至少一个偶联剂层、至少一个EVOH阻隔层、另一个偶联剂层以及HDPE层，该HDPE层在常规上是着色的，即利用炭黑上色。偶联剂层由改性的LDPE构成。这样的箱壁被证实具有对碳氢化合物的极大的抗性。箱壁是多层挤出的，并且通过挤出吹塑模制、热成形或类似方法成形为最终的燃料箱。现代的机动车辆的箱和机动车辆必须满足“PZEV/LEVII或LEV III”标准，这是用于低排放车辆的US标准，其设定了用于机动车辆和燃料箱系统的指定碳氢化合物排放限值。
在原理上，燃料箱中的任何孔口构成可能的碳氢化合物泄漏路径，原因是箱壁阻隔系统在孔口区域中被中断。
在上述闭合系统中，尽管采用将系统相对于外侧有效地密封的弹性体密封件，但是由于设计特征，碳氢化合物蒸汽或液体燃料到达箱闭合件的区域中的密封件，从而到达箱本体的处于箱壁的EVOH阻隔层外侧的区域中。在闭合系统的孔口的区域中，燃料能够绕箱壁的EVOH阻隔层移动。具体地，被密封件包围的孔口边缘的周边表面以及孔口边缘的在箱壁背向箱的一侧上的区域暴露于燃料。在该点处扩散到材料中的碳氢化合物在密封件下方蔓延，并且在超过密封件的区域中从箱壁逸出。这不会以极大的数量发生，但是这些数量在整体系统优化过程中扮演着决定性的角色。
最后，不管怎样，周边孔口边缘的表面暴露于碳氢化合物，使得碳氢化合物可以在端部/表面处进入箱壁。
发明内容
因此，本发明的目的在于，在这个方面中改进上述类型的闭合系统。
本发明的目的是通过热塑性塑料的燃料箱上的闭合系统实现的，该闭合系统具有用于碳氢化合物的阻隔特性，该闭合系统具有闭合盖和至少一个孔口，该闭合盖以密封方式闭合孔口，该闭合盖以型面配合方式与设置在孔口的周边处的闭合装置配合，并且封闭在其与箱壁之间的至少一个第一密封装置，根据本发明的闭合系统的区别特征在于，箱壁在孔口的区域中设置有至少一个第二密封装置，所述第二密封装置覆盖暴露于碳氢化合物的箱壁表面的至少一部分。
第二密封装置尤其优选地构造成使得其覆盖孔口的边缘的周边表面。
第二密封装置可以例如采取在箱壁上的表面覆盖物的形式，该表面覆盖物局限于孔口的区域中的表面。或者，第二密封装置可以采取箱壁的表面变型的形式，该表面变型局限于箱壁的与孔口邻接的区域。
在箱本体生产之后的精修期间，通过很少的努力，在箱壁的局部严格界定的区域中的箱壁的表面变型和箱壁上的表面覆盖物两者直接是可能的。便利地，箱壁在当沿着孔口的周边方向看时位于通常设置的弹性体密封件内的区域中进行修改或涂覆或者实际上以其它方式进行覆盖。
在根据本发明的闭合系统的优选变型中，该表面覆盖物采取涂层的形式，具体为等离子涂层或精修涂层。
在表面变型的情况下，明智且便利的是，在箱壁的暴露区域中形成化学极性表面，具体原因是因为碳氢化合物是化学非极性系统。
在根据本发明的闭合系统的一个有利变型中，箱壁进行氟化反应或磺化作用处理，这种表面处理局限于箱壁的邻接孔口的区域，箱壁另外包括至少一个或多个用于碳氢化合物的非暴露阻隔层。
根据本发明的闭合系统的区别特征可以例如在于，第二密封装置采取弹性体环的形式，优选地具有居中地处于箱的孔口中的密封裙边。密封裙边可以例如抵靠箱的边缘的内部周边表面。弹性体环可以包括整体在横截面上成角度的轮廓，具有平的、凸缘状的边缘，该边缘从外部靠在箱壁上，并且优选地仅仅覆盖箱壁的位于规则弹性体密封件内的区域。
密封裙边便利地完全覆盖孔口的边缘的周边表面。
作为另外一种选择或除此之外，闭合盖可以包括伸入到箱的孔口中的卡圈，卡圈包括至少一个周边弹性体密封唇缘，所述周边弹性体密封唇缘覆盖孔口的边缘的周边表面。闭合盖还可以在盖凸缘的底部处和周边卡圈的伸入到孔口中的区域中设置有模制在其上的弹性体。
如果卡圈包括弹性体密封唇缘，那么所述密封唇缘可以被捕获地紧固到闭合盖。
根据本发明，可以设有一个或多个密封唇缘，所述密封唇缘例如在卡圈的周边上彼此相隔一定距离延伸。一个或多个密封唇缘可以例如还形成迷宫式密封系统。
一个或多个弹性体密封唇缘可以例如注射模制到闭合盖上。闭合盖可以由例如聚酰胺、POM或ABS构成。例如，氟橡胶材料适合于弹性体密封唇缘。
上述弹性体环和其上设置的密封裙边还可以由氟橡胶材料构成。
闭合系统便利地采取卡口闭合件的形式。不言而喻的是，闭合系统还可以被构造成连接头或其它形式。
至少一个具有保持爪的卡口环可以被设置成该闭合装置，该卡扣环模制到箱壁中。如果燃料箱是挤出吹塑模制的，那么卡口环优选地吹塑模制到箱壁中。
附图说明
以下将参考附图中示出的示例性实施例解释本发明，其中：
图1示出了本发明的处于服务孔口区域中的燃料箱的平面图，
图2示出了根据本发明的第一个变型形式的闭合系统的横截面图，以及
图3示出了根据本发明的第二个变型形式的闭合系统的横截面图。
具体实施方式
根据本发明的闭合系统1设置在热塑性塑料的燃料箱2上，该燃料箱通过挤出吹塑模制或者通过热成形或者通过焊接注射模制半壳体而由多层塑料挤出物获得。燃料箱2的箱壁3具有至少六层壁结构，包括内部HDPE层、再循环层、偶联剂层、EVOH阻隔层、另一个偶联剂层和外部HDPE层。内部HDPE层包括“天然”HDPE，偶联剂层包括LDPE，阻隔层包括例如EVOH，形成箱的外侧的外部层包括着色有炭黑的HDPE。
在附图中，仅仅以极为简化的示意性方式示出箱壁3的多层结构。
闭合系统1包括孔口4和插入到孔口4中的闭合盖5。孔口4采取箱壁3的圆形切口的形式，并且由具有保持爪7的金属卡口环6围绕。卡口环6包括模制到箱壁3中的凸缘环8，凸缘环包括围绕其周边的多个洞口9，箱壁3的热塑性材料穿过这些洞口。
在燃料箱2生产期间，卡口环6通过挤出吹塑模制而吹塑模制到箱壁3中。其在生产过程期间插入到模具中，并且在模具中的型坯膨胀时型坯的材料流过该卡扣环。随后，在将燃料箱从模具中移除之后，切出圆形切口以形成孔口4。
具体地，将图1和3放在一起可以清楚地看到，卡口环6包括多个沿横截面成角度的保持爪7，这些保持爪彼此间隔地布置并且围绕闭合盖5。闭合盖5包括周边卡圈10，该周边卡圈的直径大致对应于孔口4的直径，并且该周边卡圈在插入时居中地处于孔口4中。当闭合盖5插入到孔口4中时，闭合盖5的周边边缘11抵靠弹性体密封件12，该弹性体密封件采取O形环密封件的形式。在这种情况下，弹性体密封件12在由保持爪7界定的区域内靠在箱壁3上。
在箱壁3中延伸的用于碳氢化合物的阻隔层13在附图中仅仅示出为线条。从图2和3中可以直接地看到，在箱壁3的面向外的侧面上，当闭合盖5插入时，弹性体密封件12封闭箱壁3的暴露于为液相或气相的碳氢化合物的区域。同样，孔口4的边缘的内部周边表面14是正常暴露的。在这个区域中，阻隔层13是能够自由地触及的或者是切掉的。
在根据本发明的闭合系统1的变型中，如图2所示，闭合盖5的卡圈10在其面向表面14的侧面上设置有模制在其上的弹性体密封唇缘15，在卡圈10居中地处于孔口4内的位置中，该弹性体密封唇缘抵靠表面14，以便可靠地防止无论是气相还是液相的碳氢化合物渗透到孔口中而使得箱壁3的在阻隔层13之上的区域接触碳氢化合物。
图3示出了根据本发明的闭合系统1的另一个变型，为了简化起见，没有示出闭合盖5。除了弹性体密封件13之外，另一个密封环16插入到孔口4中。该密封环具有的轮廓在横截面上例如是成角度的，并且该密封环具有伸入到孔口4中的裙边17，该裙边的长度一定程度地大于箱壁3的壁厚，使得裙边17完全覆盖孔口4的表面14。当闭合盖5插入时，裙边17处于闭合盖5的卡圈10与孔口4的表面14之间。作为根据本发明的闭合系统1的所示变型的可选形式，可以在由保持爪7限定的区域内涂覆或者表面改性箱壁3的整个表面，包括孔口4的表面14。
附图标记列表
1    闭合系统
2    燃料箱
3    箱壁
4    孔口
5    闭合盖
6    卡口环
7    保持爪
8    凸缘环
9    洞口
10   卡圈
11   边缘
12   弹性体密封件
13   阻隔层
14   表面
15   密封唇缘
16   密封环
17   裙边

Claims (13)

1.一种热塑性塑料的燃料箱（2）上的闭合系统，其具有用于碳氢化合物的阻隔特性，该闭合系统具有闭合盖（5）和至少一个孔口（4），该闭合盖以密封方式闭合孔口（4），该闭合盖以型面配合方式与设置在孔口（4）的周边处的闭合装置配合，并且封闭在其与箱壁（3）之间的至少一个第一密封装置，其特征在于，箱壁（3）在孔口（4）的区域中设置有至少一个第二密封装置，所述第二密封装置覆盖或遮盖暴露于碳氢化合物的箱壁（3）表面的一部分。
2.根据权利要求1所述的闭合系统，其特征在于，第二密封装置覆盖孔口（4）的边缘的周边表面（14）。
3.根据权利要求1或2所述的闭合系统，其特征在于，第二密封装置采取在箱壁（3）上的表面覆盖物的形式，该表面覆盖物局限于孔口（4）的区域中的表面。
4.根据权利要求1或2所述的闭合系统，其特征在于，第二密封装置采取箱壁（3）的表面变型的形式，该表面变型局限于箱壁（3）的与孔口（4）邻接的区域。
5.根据权利要求3所述的闭合系统，其特征在于，该表面覆盖物采取涂层的形式，具体为等离子涂层或精修涂层。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的闭合系统，其特征在于，箱壁（3）进行氟化反应或磺化作用处理，这种表面处理局限于箱壁（3）的与孔口（4）邻接的区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的闭合系统，其特征在于，第二密封装置采取弹性体环的形式，优选地具有居中地处于孔口（4）中的密封裙边。
8.根据权利要求7所述的闭合系统，其特征在于，该密封裙边覆盖孔口（4）的边缘的周边表面（14）。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的闭合系统，其特征在于，闭合盖（5）包括伸入到孔口（4）中的卡圈（10），卡圈（10）包括至少一个周边密封唇缘（15），所述周边密封唇缘覆盖孔口（4）的边缘的周边表面（14）。
10.根据权利要求9所述的闭合系统，其特征在于，密封唇缘（15）被俘获地紧固到闭合盖（5）。
11.根据权利要求9或10所述的闭合系统，其特征在于，密封唇缘（15）注射模制到闭合盖（5）上。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的闭合系统，其特征在于，该闭合系统采取卡口闭合件的形式。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的闭合系统，其特征在于，闭合装置采取至少一个具有保持爪（7）的卡口环（6）的形式，所述卡扣环模制到箱壁（3）中。
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